Le dispositif de dégazage de l'aluminium permet d'éliminer les impuretés présentes dans la masse fondue afin d'obtenir un métal plus pur et de meilleure qualité. Il s'agit de l'une des méthodes de purification les plus couramment utilisées et les plus efficaces dans les fonderies.
L'aluminium fondu contient deux impuretés principales : l'hydrogène dissous et les matières solides
Inclusions non métalliques. Lorsque le métal refroidit, l'hydrogène dissous s'échappe de la solution et forme des pores nuisibles. Cette porosité et ces inclusions solides non métalliques réduisent la résistance et nuisent aux propriétés finales des pièces moulées en aluminium.
Dégazeur en ligne
Dans le cas de l'aluminium, la réaction avec la vapeur d'eau se déroule comme suit :
·2 Al + 3 H₂O = Al₂O₃ + 3 H₂
L'hydrogène moléculaire se dissocie ensuite dans le métal fondu :
·3 H2 = 6 heures
L'aluminium fondu interagit également avec l'oxygène de l'atmosphère ; ainsi, outre la réaction d'oxydation représentée par l'équation (a), les réactions suivantes se produisent également :
·4 Al + 3 O₂ = 2 Al₂O₃
Cette réaction entraîne la formation de crasses à la surface du métal en fusion pendant le processus de fusion, et tout transfert du métal en fusion s'ensuit.
Les oxydes produits sont piégés dans la majeure partie de la masse fondue, puis transférés dans la pièce moulée finie.
D'autres inclusions non métalliques, telles que les carbures, les nitrures ou les borures, peuvent provenir de sources telles que les matériaux des creusets ou d'autres matériaux réfractaires.
Par conséquent, dispositif de dégazage Pour l'aluminium, il faut utiliser un procédé permettant d'éliminer l'hydrogène dissous et les inclusions non métalliques de l'aluminium fondu avant la coulée afin d'obtenir la meilleure qualité possible.
Le procédé mis au point pour le nettoyage des métaux est un procédé physique faisant appel à un flux de gaz inerte.
L'hydrogène dissous dans le bain fondu se diffuse dans les bulles ascendantes du gaz de flux et est transporté vers la surface du bain fondu. Ce processus comporte deux étapes principales :
La vitesse à laquelle l'hydrogène se diffuse dans des bulles inertes à travers la couche limite de diffusion
Concentration d'hydrogène dans des bulles inertes
La diffusion est l'étape déterminante du taux de dégazage. Par conséquent, afin d'obtenir la meilleure efficacité de dégazage possible, les conditions suivantes doivent être respectées :
Les bulles de gaz inerte sont plus petites et leur temps de séjour dans le métal en fusion est plus long. Cela garantit une grande surface de contact entre les bulles de gaz inerte et le métal en fusion, assurant ainsi un coefficient de transfert de masse plus élevé par rapport à la couche de diffusion.
La répartition des bulles inertes sur l'ensemble de la section transversale du métal en fusion est très étendue
La vitesse élevée du matériau en fusion accélère le transfert d'hydrogène vers la bulle inerte
La surface statique du bain de fusion doit être protégée afin d'éviter toute réaction avec l'atmosphère susceptible d'entraîner l'absorption d'hydrogène frais.