Menu Fermer

Dégazage du métal en fusion

Dégazage du métal en fusion

Le dégazage du métal en fusion constitue une étape importante du processus de moulage. On recourt généralement au dégazage à l'azote. On appelle « gaz inerte » un gaz qui ne réagit pas avec l'aluminium en fusion ni avec l'hydrogène dissous, et qui ne se dissout pas dans l'aluminium.

Le laitier peut être éliminé en injectant un gaz inerte dans la masse fondue ; en effet, de nombreuses bulles fines se forment après l'injection du gaz inerte dans l'aluminium fondu. Lorsque les bulles traversent le bain fondu, elles rencontrent les inclusions d’oxyde présentes dans celui-ci ; ces inclusions sont alors adsorbées à la surface des bulles et remontent à la surface du bain fondu avec celles-ci. L'oxyde ainsi amené à la surface du liquide ne peut pas se séparer spontanément de la phase gazeuse ni se redissoudre dans l'aluminium liquide. Il peut être éliminé en s'accumulant à la surface de l'aluminium liquide.

Étant donné que l'énergie libre superficielle totale du système diminue une fois que la bulle de gaz inerte a adsorbé les inclusions d'oxyde présentes dans la masse fondue, l'adsorption peut se produire spontanément. Plus la tension superficielle entre le gaz inerte et l'inclusion est faible, et plus la tension superficielle entre la masse fondue et le gaz inerte ainsi qu'entre la masse fondue et l'inclusion est élevée, plus la capacité de ce gaz inerte à éliminer les scories est importante.

Dégazage du métal en fusion

Lorsqu'on utilise un gaz inerte pour l'affinage du métal en fusion, il convient de saupoudrer uniformément la surface du métal en fusion avec flux de raffinage. En effet, une fois que la bulle de gaz inerte a fait remonter les inclusions à la surface du liquide, s’il y a une couche de flux à la surface du liquide, les inclusions vont pénétrer dans le flux et se transformer en scories fondues, faciles à retirer. Dans le cas contraire, les inclusions de densité supérieure retomberont dans l’aluminium fondu, tandis que celles de densité inférieure formeront une écume à la surface de l’aluminium fondu, difficile à séparer de ce dernier. L’adsorption se produisant à l’interface entre la bulle et le bain de fusion, seule une partie limitée du bain peut être mise en contact, ce qui restreint l’efficacité de l’élimination des scories.

Plus le nombre de bulles produites est élevé, plus leur rayon est petit, plus leur répartition est homogène et plus la durée de soufflage est longue, plus l'efficacité de l'élimination des scories est grande.

Ce procédé repose sur le principe du dégazage par différence de pression partielle. Comme la bulle de gaz injectée dans la masse fondue ne contient pas d'hydrogène, sa pression partielle d'hydrogène est nulle, tandis que celle de la masse fondue à proximité de la bulle est nettement supérieure à zéro. Il existe donc une différence de pression partielle d’hydrogène à l’intérieur et à l’extérieur de la bulle, ce qui fait que l’hydrogène dissous dans le métal se diffuse en continu dans la bulle, et que l’hydrogène entrant dans la bulle s’échappe dans l’atmosphère lorsque celle-ci remonte. De plus, les microbulles d’hydrogène en suspension dans le bain fondu et le gaz présent dans les inclusions peuvent également être évacués de la surface du liquide par flottation au cours du processus de remontée des bulles, ce qui permet d’atteindre l’objectif de dégazage du métal fondu.