La relation entre l'aluminium et l'hydrogène dans le processus de fusion des alliages d'aluminium
L'alliage d'aluminium a tendance à absorber des gaz lorsqu'il se trouve à l'état liquide. Les gaz absorbés proviennent principalement de deux sources. D'une part, il s'agit des gaz contenus dans l'aluminium à l'état brut. D'autre part, ils sont introduits lors de l'utilisation de différentes méthodes de fusion. Le gaz absorbé dans le four, l'humidité et les graisses qui adhèrent à la charge du four en provenance de l'air humide de l'environnement ambiant, le désaérateur non séché, ainsi que l'humidité absorbée lors de la fusion. Des recherches expérimentales montrent que l'hydrogène est le gaz le plus présent dans l'absorption des alliages d'aluminium ; c'est donc l'hydrogène qui constitue la cible principale du dégazage.
La quantité d’hydrogène dissous dans l’alliage d’aluminium augmente avec la température de chauffage de l’aluminium fondu. L’absorption d’hydrogène commence à environ 600 °C et augmente progressivement jusqu’à 750 °C. Il convient de dépasser 750 °C pour éviter l’absorption de grandes quantités d’hydrogène. L’hydrogène se dissout dans le mucus et forme une “ phase liquide ” avec l’aluminium. Lors de la solidification, l’hydrogène s’échappe sans se dissoudre dans l’aluminium. Cependant, comme la surface de la pièce moulée se solidifie en premier, l’hydrogène ne peut pas s’échapper ; il reste donc dans la pièce moulée et forme des pores.
Agent de dégazage
L'objectif de la agent de dégazage est d'éliminer l'hydrogène absorbé dans la solution d'alliage d'aluminium, d'empêcher la formation de pores à l'intérieur de la pièce moulée et d'affiner la structure cristalline. Les agents de dégazage peuvent être classés en deux catégories : les agents de dégazage solides et les agents de dégazage gazeux. Les agents de dégazage solides comprennent notamment le ZnCl₂, le MnCl₂ et l'AlCl₃, tandis que les agents de dégazage gazeux comprennent le chlore et l'azote.
Oxydation des alliages d'aluminium
L'oxyde d'aluminium se forme lors de l'oxydation de l'aluminium. Il absorbe fortement l'hydrogène présent dans l'aluminium en fusion. Parallèlement, l'aluminium et ses alliages en fusion sont contaminés par l'oxyde d'aluminium, ce qui entraîne une forte dégradation de leurs performances. L'alumine n'est pas soluble dans l'aluminium fondu, mais elle réduit la fluidité de l'alliage, ce qui entraîne la formation de pores, de fissures et de défauts de surface dans les pièces moulées, réduisant ainsi leurs propriétés mécaniques et leurs caractéristiques d'usinage.
Afin de réunir les conditions nécessaires à l'obtention d'un alliage d'aluminium relativement pur, il convient tout d'abord d'utiliser une charge sèche et exempte d'impuretés. L'humidité et les produits de corrosion présents à la surface du métal constituent la principale cause de contamination de l'alliage due à l'oxydation. Lors de la fusion, l'oxydation de l'alliage d'aluminium résulte de l'interaction avec l'atmosphère à l'intérieur du four. Plus la température de l'alliage liquide est élevée, plus le degré d'oxydation est intense. Par conséquent, de bonnes conditions de fusion constituent un élément important pour prévenir l'oxydation de l'alliage d'aluminium lorsque celui-ci n'est pas surchauffé.