Les défauts de type « trous d'épingle » dans les pièces moulées en alliage d'aluminium constituent la principale cause de rebut de moulage. La présence de ces trous d'épingle réduit non seulement la surface utile de la pièce moulée, mais constitue également une source de fissures et accélère le processus de propagation des fissures, ce qui entraîne en fin de compte une diminution des propriétés mécaniques du matériau. Les porosités proviennent principalement de la teneur en scories et en hydrogène de la masse fondue. L’hydrogène représente environ 85% du gaz total présent dans la masse fondue d’aluminium. La solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium solide étant environ 1/20 de celle à l’état liquide, l’hydrogène qui y est dissous précipite pour former des porosités lorsque l’aluminium se solidifie. L’affinage des alliages d’aluminium par injection rotative d’argon permet d’éliminer l’hydrogène et les scories, de purifier l’aluminium liquide et d’atteindre ainsi l’objectif d’élimination des porosités dans les pièces moulées.
Affinage de l'aluminium à l'argon
Le principe de fonctionnement de unité de dégazage C'est que lorsque le moteur entraîne le rotor en rotation (généralement à une vitesse comprise entre 380 tr/min et 450 tr/min), l'argon (débit compris entre 0,5 m³/h et 1,5 m³/h) se fragmente en très petites bulles. La présence de ces petites bulles réduit la concentration d'hydrogène dans l'aluminium fondu ainsi que la pression partielle à sa surface, ce qui permet de réduire la concentration d’hydrogène dans l’aluminium fondu, de sorte que l’hydrogène est évacué de la surface de l’aluminium fondu par l’argon, puis brûlé à la surface du liquide.
De plus, lorsque les petites bulles d’argon remontent vers la surface du liquide au fond de l’aluminium fondu, l’hydrogène dissous dans l’aluminium fondu entre en contact avec l’interface liquide argon-aluminium ; il passe alors d’un état dissous à un état adsorbé, au sein de la couche d’adsorption. Les atomes de gaz présents dans le gaz réagissent pour former des molécules d’hydrogène. À mesure que les bulles grossissent, elles remontent à la surface de l’aluminium fondu et brûlent. De plus, lorsque de petites bulles d’argon se déplacent du fond de l’aluminium fondu vers la surface du liquide, les particules en suspension dans l’aluminium fondu sont agitées, et les inclusions entrent en collision, s’agrègent et grossissent. Lorsque les inclusions atteignent une certaine taille, elles peuvent entrer en collision avec les bulles flottantes, être capturées, puis amenées à la surface du liquide, ce qui permet d’obtenir un effet d’élimination des scories.