Adtech se especializa en la producción de filtro cerámico poroso, que filtra las impurezas del aluminio fundido.
Índice
1. Gas en el aluminio fundido
2. Cómo se produce el hidrógeno en el aluminio fundido
3. Efecto del gas sobre el lingote de aluminio
4. Origen de las inclusiones 5. Interacción entre las inclusiones y el hidrógeno
1. Gas en el aluminio fundido
El gas presente en el aluminio fundido es principalmente hidrógeno, con un contenido del 80% al 90%, seguido de nitrógeno, oxígeno,
Monóxido de carbono; el hidrógeno es prácticamente insoluble en el aluminio sólido, pero muy soluble en el líquido. La solubilidad del hidrógeno por encima y por debajo de la línea de solidus es de 0,65 ml y 0,034 ml por cada 100 g de aluminio líquido (a una presión de 0,1 MPa), es decir, la diferencia de solubilidad del hidrógeno entre las fases sólida y líquida es de 19,1 veces, y por cada 100 g de aluminio fundido, el contenido normal de hidrógeno en la sangre es de 0,1 a 0,4 ml. Debido a la diferencia de solubilidad, el hidrógeno tiende a escapar de la masa fundida. Cuando la presión del hidrógeno es mayor que la tensión superficial y la presión hidrostática, se forman burbujas, lo que a su vez produce poros en la pieza fundida. Por lo tanto, en la purificación del aluminio fundido, el principal problema es que el contenido de hidrógeno de la aleación de aluminio es elevado, y los métodos existentes no pueden satisfacer los requisitos de producción de piezas fundidas de aleación de aluminio de alta calidad. Por lo general, cuando el contenido de hidrógeno por cada 100 g de aluminio es de 0,1 a 0,2 ml, se cumplen básicamente los requisitos de producción. En el caso de piezas de fundición con requisitos especiales (como las piezas para la aviación), el contenido de hidrógeno por cada 100 g de aluminio debe ser inferior a 0,06 ml.
2. ¿Cómo se produce el hidrógeno en el aluminio fundido (1)?
El hidrógeno es un gas que puede presentar cierta solubilidad en el aluminio fundido. Esto se debe a la presencia de aluminio líquido y humedad en condiciones de fusión.
Hay varias fuentes de humedad generadas por la reacción: 1. La humedad del aire. 2. Los productos de la combustión del combustible. 3. La humedad adsorbida en la superficie de la carga. 4. La grasa residual presente en los residuos se funde. Se libera hidrógeno gaseoso cuando la chatarra se sumerge a alta temperatura, cuando la grasa reacciona con el metal fundido o cuando la chatarra se agrieta. 5. Humedad absorbida por las herramientas del horno. Algunas herramientas utilizadas para la alimentación, la agitación o el desnatado absorben humedad de forma natural. 6. Humedad absorbida o unida químicamente a los agentes de limpieza sólidos o a sus residuos. Un subproducto del refinado con cloro son las sales cloradas de aluminio y magnesio. Estos cloruros son muy absorbentes y se adhieren a las herramientas o a las paredes interiores del horno.
2. ¿Cómo se produce el hidrógeno en el aluminio fundido? (2)
7. Si, antes de que la superficie del recipiente seco entre en contacto con el aluminio fundido, la capa de barro refractario, el horno de fusión o de mantenimiento fabricado con materiales refractarios, el revestimiento del horno o el canal de colada fabricado con materiales refractarios no están completamente secos, todo ello influye negativamente en la formación de hidrógeno. 8. Gas: El gas introducido en el aluminio fundido con diversos fines de refinado puede contener humedad. Si se opta por utilizar algunos métodos para reducir la humedad que entra en el metal fundido, se reducirá el contenido de hidrógeno. Además, dado que la disolución del hidrógeno y la formación de óxidos aumentan con el aumento de la temperatura, la temperatura en el horno debe controlarse estrictamente. Si es posible, la temperatura máxima durante la fusión debería ser inferior a 760 °C. Durante la fusión, además de disolverse, también se generará hidrógeno que pasará al aluminio fundido debido a la reacción entre este y la humedad del aire durante el transporte o el vertido del aluminio líquido, especialmente cuando la película de óxido de la superficie del líquido se rompe al agitarse. La disolución del hidrógeno es más lenta cuando el nivel del líquido está en reposo.
Adtech se especializa en la producción de filtro cerámico poroso, que filtra las impurezas del aluminio fundido.
3. Efecto del gas del aluminio líquido sobre la calidad del aluminio (1)
El hidrógeno está presente en la atmósfera y es muy soluble en el aluminio fundido. El hidrógeno atrapado en el aluminio fundido puede producir manchas blancas o poros, lo que afecta negativamente al producto final. Por ejemplo, es posible que estos artículos de aluminio no alcancen unas propiedades mecánicas o físicas aceptables y que su resistencia a la tracción se vea afectada negativamente. Las inclusiones de hidrógeno también pueden provocar grietas por fatiga en los materiales. Los rechazos en la fundición pueden deberse a poros diminutos en las piezas fundidas o en las superficies mecanizadas, o a fugas cuando se requiere que las piezas fundidas soporten presión sin fugas. La porosidad puede provocar la formación de ampollas en productos forjados, extruidos y en chapas finas y gruesas cuando se procesan a partir de lingotes redondos. Las malas propiedades superficiales del material, como el desprendimiento durante la fundición y la formación de espuma durante el tratamiento térmico del material, también indican la presencia de hidrógeno.
3. Efecto de los gases del aluminio fundido en la calidad del aluminio (2)
El hidrógeno es unas 20 veces más soluble en el aluminio líquido que en el sólido. Debido a esta diferencia de solubilidad, el hidrógeno tiende a escapar de la solución durante el proceso de solidificación, a difundirse lentamente o a formar burbujas rápidamente para generar moléculas de hidrógeno. Las burbujas se forman cuando la presión del hidrógeno es mayor que la tensión superficial y la presión hidrostática. De este modo, si el contenido de hidrógeno en el aluminio líquido es elevado durante el proceso de solidificación, el hidrógeno se encontrará en forma de solución sólida, poros o puntos de ruptura. Por lo tanto, es importante mantener el contenido de hidrógeno en un nivel bajo para obtener piezas de fundición de alta calidad.
Así que el unidad de desgasificación El producto fabricado por Adtech puede resolver el problema del exceso de gas en el aluminio fundido.
3. Fuentes de inclusiones en el aluminio fundido
Las inclusiones se refieren a cualquier sólido situado por encima de la línea de liquidus, a cualquier sólido y a cualquier sustancia que no sea líquida. Las impurezas no metálicas habituales en el aluminio fundido incluyen óxidos, nitruros, carburos, boruros, etc., principalmente en forma de partículas, y el tamaño típico de las partículas oscila entre 1 y 30 micras. Además de proceder de la carga, son principalmente el producto de reacciones químicas que tienen lugar durante el proceso de fusión. El espesor de la película de óxido en la superficie del aluminio es de 2 a 10 micras, y aumenta hasta 200 micras cuando se acerca al punto de fusión. La película de óxido en la superficie del líquido no solo es más gruesa, sino que su estructura también ha cambiado; la capa densa del lado que da al aluminio líquido tiene un efecto protector sobre este. La parte exterior del aluminio es porosa y presenta pequeños poros de entre 5 y 10 micras en su interior, que están llenos de hidrógeno, aire y vapor de agua. Si la película líquida se agita y entra en contacto con el aluminio, aportará impurezas y gases. Además, en los productos de aluminio de alta aleación aparecerán algunos compuestos intermetálicos primarios indeseables, como el aluminio-circonio, el aluminio-titanio, etc., y las aleaciones de aluminio que contienen hierro también formarán fases de aluminio-hierro ricas en hierro y fases de aluminio-silicio-hierro. Estas impurezas afectan directamente a las propiedades mecánicas del producto.
3. Interacción entre las inclusiones y el hidrógeno en el aluminio fundido
Adtech se especializa en la producción de filtro cerámico poroso, que filtra las impurezas del aluminio fundido.
Existe una fuerte interacción entre las inclusiones y el gas en la aleación de aluminio, y el contenido de hidrógeno en el aluminio fundido se ve muy afectado por las inclusiones. Cuando el contenido de inclusiones es de 0,002% y 0,02%, el contenido de hidrógeno correspondiente es de 0,2 ml/100 g AL y 0,35 ml/100 g AL. En el caso de un mismo contenido de hidrógeno, cuanto mayor es el contenido de inclusiones, mayor es la tasa de poros; por el contrario, cuando el contenido de impurezas en el aluminio fundido es muy bajo, el contenido de hidrógeno también es muy bajo, de modo que, incluso si se introduce hidrógeno artificialmente, este se precipitará automáticamente y volverá rápidamente a su contenido original.
Adtech se especializa en la producción de filtros cerámicos porosos, que puede adsorber y filtrar las impurezas del aluminio fundido.
Antes de la desgasificación: elevado. Después de la desgasificación: deprimido.
Vista en sección de un lingote de aluminio antes de la desgasificación: poros densos. Perfil posterior de un lingote desgasificado: casi sin porosidad.
Tang Yingwei
Adtech Metallurgical Materials, S.L.
AdTech Metallurgical Materials Co., Ltd.