Les techniques de dégazage et d'injection de flux peuvent contribuer à réduire la teneur en hydrogène et les inclusions, et à améliorer la qualité de la masse d'aluminium fondu en fonderie.
La porosité est un défaut courant et bien connu des pièces moulées. Sa présence nuit à leurs propriétés mécaniques et à leur résistance à la corrosion. Elle constitue donc l'une des principales causes de rebut dans les fonderies. Celles-ci classent généralement la porosité en deux catégories : les pores et les défauts de retrait ; mais en réalité, la porosité résulte souvent d'une combinaison des deux.
Cependant, ces deux phénomènes peuvent se produire séparément, et lorsque c'est le cas, leur maîtrise et leur correction s'avèrent plus faciles et plus simples pour l'ingénieur en fonderie.
La principale source de pores dans les pièces moulées en aluminium est l'hydrogène, qui est le seul gaz présentant une solubilité significative dans l'aluminium fondu. Les pièces moulées en aluminium contiennent généralement entre 0,15 et 0,30 ml d'H₂ pour 100 mg d'Al. Ce n'est que dans le cas des alliages de moulage à haute résistance que la concentration en hydrogène doit être maintenue en dessous de 0,1 ml d'H₂ pour 100 mg d'Al.
Bien que les pièces moulées présentant une très faible teneur en hydrogène aient généralement une porosité de retrait plus importante que celles dont la concentration est plus élevée, elles nécessitent des calculs plus précis concernant le système d’alimentation et les canaux de coulée. La quantité admissible de pores dans la pièce moulée est déterminée par le procédé de moulage et les spécifications des pièces. Dans le cas des pièces moulées à haute résistance, telles que celles utilisées dans l’aérospatiale ou l’automobile, des spécifications très strictes en matière de robustesse et de propriétés mécaniques sont toujours établies ; il est donc nécessaire de recourir à des méthodes de dégazage de la masse d’aluminium très précises et efficaces afin de maintenir la concentration en hydrogène la plus faible possible.
Le procédé de dégazage de la fonte d'aluminium vise principalement à réduire la concentration d'hydrogène dissous dans le métal en fusion, avant la coulée. La méthode la plus efficace pour le dégazage consiste à faire tourner une turbine. Le gaz de purge injecté est fragmenté en petites bulles et réparti uniformément dans l'ensemble du bain de fusion.
Les gaz de purge les plus couramment utilisés dans dégazage rotatif sont l'azote et l'argon. À mesure que la bulle de purge remonte, l'hydrogène dissous se diffuse dans celle-ci pour former de l'hydrogène moléculaire, qui est insoluble et est donc libéré lorsque la bulle atteint la surface. Par conséquent, la surface de contact entre le métal liquide et les bulles, ainsi que le temps de séjour des bulles dans le métal liquide, jouent un rôle important dans l'efficacité du dégazage.
Les bulles plus petites sont préférables car elles présentent une plus grande surface et remontent lentement. Le taux d'élimination de l'hydrogène dans le procédé de dégazage par rotation est régi par les principes de la thermodynamique et de la cinétique, ainsi que par la conception du rotor, le facteur de fusion, les paramètres de fonctionnement et les conditions physiques du équipement de dégazage.
Articles similaires :
Raffinage sous gaz inerte
Technologie de dégazage par rotation
Système de dégazage en ligne
Systèmes de raffinage et de dégazage en ligne
Dispositif de dégazage
Dégazage de l'aluminium fondu
Dispositifs de dégazage de l'hydrogène
Procédé d'affinage des alliages d'aluminium
Utilisations de l'unité de dégazage