Une fois l'ajustement de la composition du métal fondu terminé, l'étape suivante consiste en l'affinage de l'aluminium fondu. L'affinage des alliages d'aluminium a pour objectif d'obtenir un alliage liquide d'une grande pureté et à faible teneur en gaz, après avoir mis en œuvre des mesures de dégazage et d'élimination des impuretés. Il existe plusieurs méthodes d'affinage :
Ajout de chlorure (ZnCl₂, MnCl₂, AlCl₃, C₂Cl₆, TiCl₄, etc.) ; méthode d'aération (dans du N₂, du Cl₂ ou un mélange de N₂ et de Cl₂) ; méthode de traitement sous vide ; ajout de substances non toxiques agent de raffinage méthode ; traitement par ultrasons.
Selon ce principe, le processus d'affinage remplit deux fonctions : pour dissoudre l'hydrogène, il repose principalement sur l'effet de diffusion afin d'extraire l'hydrogène de l'aluminium en fusion ; quant aux inclusions d'oxyde, elles sont principalement éliminées par adsorption à la surface d'un milieu tel qu'un fondant ou des bulles.
Procédé d'affinage de l'aluminium fondu
En règle générale, on utilise la méthode du flotteur pour le dégazage. Le principe de l'unité de dégazage en ligne AdTech repose sur l'injection d'un gaz exempt d'hydrogène dans l'aluminium en fusion afin de générer des bulles. Ces bulles permettent d'extraire l'hydrogène dissous de l'aluminium en fusion lors de leur remontée vers la surface, où elles s'échappent dans l'atmosphère. Afin d’obtenir un meilleur effet d’affinage, le tuyau en fer dans lequel le gaz est introduit doit être enfoncé aussi profondément que possible dans le bain de fusion. L'extrémité inférieure du tuyau en fer se trouve à une distance de 100 mm à 150 mm du fond du creuset, ce qui permet d'allonger la course des bulles qui remontent à la surface et, en même temps, d'éviter que celles-ci ne s'enfoncent dans l'aluminium et ne remuent les inclusions situées au fond du bain de fusion.
Lors de l'injection du gaz, le tuyau en fer doit être déplacé lentement latéralement dans le bain d'aluminium fondu afin de permettre aux bulles de traverser le bain de fusion. Il convient d'utiliser une pression et une vitesse d'aération aussi faibles que possible, car les bulles ainsi formées sont plus petites, ce qui augmente leur surface spécifique ; de plus, leur petite taille ralentit leur vitesse de remontée, ce qui permet d'éliminer davantage d'inclusions et de gaz.
Par ailleurs, afin de garantir un bon effet d'affinage, il convient de choisir une température d'affinage appropriée. Si la température est trop élevée, les bulles générées sont plus grosses et remontent rapidement à la surface, ce qui nuit à l'effet d'affinage. Lorsque la température est trop basse, la viscosité de l'aluminium fondu est élevée, ce qui ne favorise pas l'évacuation des gaz présents dans l'aluminium fondu et réduit également l'efficacité de l'affinage.
Le traitement par ultrasons de l'aluminium en fusion permet également un dégazage efficace. Le principe repose sur l'introduction d'ondes élastiques dans l'aluminium en fusion, ce qui provoque l'apparition de “ cavités ” dans la masse d'aluminium. Ces cavités rompent la continuité de la structure de l'aluminium en fusion et génèrent d'innombrables micro-cavités sous vide qui se dissolvent dans l'aluminium en fusion. L'hydrogène s'échappe rapidement dans ces cavités pour former le noyau de la bulle, puis continue à se développer hors du bain d'aluminium sous forme de bulle, ce qui permet d'obtenir l'effet d'affinage.