Méthode d'affinage par flux pour alliages d'aluminium, flux d'affinage

Affinage au flux

L'affinage au flux est souvent utilisé dans le processus de fusion de l'aluminium et des alliages d'aluminium ; il sert à éliminer l'hydrogène et les inclusions oxydées présentes dans la masse d'aluminium en fusion. L'aluminium a tendance à former facilement de l'Al₂O₃ ou de la sous-alumine au contact de l'oxygène. Parallèlement, il absorbe très facilement l'hydrogène gazeux (H), dont la teneur représente 70% à 90% du gaz total présent dans le bain d’aluminium fondu ; les principaux défauts des pièces moulées en alliage d’aluminium sont les pores et les inclusions de scories, qui sont dus au gaz et aux particules solides issues de l’oxydation restant dans l’alliage. Par conséquent, afin d’obtenir une masse fondue de haute qualité, la fonderie d’aluminium doit non seulement choisir un procédé de fusion correct et adapté, mais aussi accorder une grande importance à l’affinage et à la purification de la masse fondue. Il existe de nombreuses méthodes d’affinage et de purification des masses fondues d’aluminium et d’alliages d’aluminium, notamment la méthode par flottation, la méthode d’affinage par fondant, la méthode de filtration de la masse fondue, la méthode sous vide et la méthode combinée.

Procédé d'affinage au flux pour alliages d'aluminium

Flux pour l'affinage de l'aluminium est largement utilisé dans la production d'aluminium primaire et d'aluminium recyclé afin d'améliorer la qualité de la masse fondue et le taux de récupération de l'aluminium métallique.
Le flux remplit quatre fonctions :

Modifier la mouillabilité de l'aluminium fondu par rapport à l'oxyde (alumine), de manière à ce que l'aluminium fondu se sépare facilement de l'oxyde. Ainsi, la majeure partie de l'oxyde est entraînée par le flux, ce qui réduit la teneur en oxyde du bain fondu.
Le flux peut modifier l'état du film d'oxyde à la surface de la masse fondue. En effet, il peut fragmenter en fines particules le film d'oxyde solide et dense qui recouvre la surface de la masse fondue, ce qui favorise la pénétration de l'hydrogène présent dans la masse fondue à travers les interstices entre les particules, puis son échappement.
L'existence de la couche de flux permet d'isoler le contact entre la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère et l'aluminium en fusion, ce qui rend difficile la pénétration de l'hydrogène dans l'aluminium en fusion et, parallèlement, empêche la combustion oxydante de la masse en fusion.
Le fondant peut absorber les oxydes présents dans la masse d'aluminium en fusion, ce qui permet de purifier celle-ci. En résumé, l'effet d'affinage par fondant visant à éliminer les inclusions repose principalement sur l'adsorption, la dissolution et l'interaction chimique avec le film d'oxyde et les inclusions non métalliques présents dans la masse en fusion.

Classification des flux

Il existe de nombreux types de flux utilisés dans la fusion des alliages d'aluminium, qui peuvent être classés en deux grandes catégories : les agents de recouvrement (fondants destinés à empêcher la combustion oxydative de la masse fondue et les getteurs) et les agents d'affinage (fondants destinés au dégazage et à l'élimination des inclusions). Selon les alliages d'aluminium utilisés, les agents de recouvrement et les agents d'affinage varient. Cependant, tout flux utilisé dans le processus de fusion des alliages d'aluminium doit répondre aux conditions suivantes :

Le point de fusion doit être inférieur à la température de fusion de l'alliage d'aluminium.
La densité doit être inférieure à celle de l'alliage d'aluminium.
Il permet d'absorber et de dissoudre les inclusions présentes dans la masse fondue, et d'en éliminer les gaz.
Il ne doit pas entrer en réaction chimique avec le métal ni avec le revêtement du four. S'il interagit avec le métal, il ne doit produire qu'un gaz inerte insoluble dans le métal, et le fondant doit être insoluble dans le métal fondu.
L'hygroscopicité doit être faible et la pression d'évaporation doit être basse.
Il ne doit pas contenir ni dégager d'impuretés ni de gaz nocifs.
Il doit présenter une viscosité et une fluidité adéquates.
Il est facile à fabriquer et peu coûteux.