L'aluminium est un métal souvent utilisé pour sa résistance relative compte tenu de sa légèreté. Cependant, lors de la coulée de l'aluminium, des impuretés appelées « inclusions » peuvent créer des points de faiblesse dans le produit. Ces inclusions ont plusieurs causes, mais l'une des plus courantes est la présence d'hydrogène. L'hydrogène gazeux est soluble dans l'aluminium liquide et peut traverser l'aluminium en fusion presque aussi facilement qu'il traverse l'air. À mesure que le métal liquide se refroidit et se solidifie, l’hydrogène s’écoule des zones de haute pression vers celles de basse pression. Il s’agglomère et forme des poches de gaz qui, lorsque le métal se solidifie, deviennent des inclusions et des points faibles. Le dégazage est un procédé utilisé pour éliminer l’hydrogène de l’alliage d’aluminium fondu.
L'hydrogène peut être introduit dans l'aluminium liquide par combustion dans des fours à gaz, par condensation sur les outils, les fondants et les additifs d'alliage. Le plus souvent, cependant, l'hydrogène est introduit dans l'aluminium fondu par l'humidité atmosphérique. La dissolution de l'hydrogène augmente avec l'augmentation de l'humidité relative de l'air.
Dégazage d'un alliage d'aluminium fondu
À mesure que la demande en produits en aluminium de meilleure qualité augmente, notamment dans l'industrie aérospatiale, il devient de plus en plus nécessaire de réduire la présence d'inclusions dans les pièces moulées. Une méthode courante d'élimination de l'hydrogène consiste à introduire de l'azote sous forme de bulles dans l'aluminium liquide. L'hydrogène est attiré par les bulles d'azote, puis remonté à travers l'aluminium et libéré à la surface. L'argon est également très efficace, mais en raison du coût élevé de ce gaz, l'azote est privilégié.
L'azote gazeux est injecté dans le métal en fusion soit à l'aide d'une lance statique, soit à l'aide d'un dégazage par rotation. La méthode de la lance statique est moins coûteuse, mais aussi moins efficace qu'un dégazage rotatif, en particulier dans les environnements humides.
La lance statique est un tuyau que l'on plonge dans le creuset contenant de l'aluminium liquide. De grosses bulles d'azote s'échappent de l'extrémité de la lance et remontent à travers le produit. Au contact de l'air humide, ces grosses bulles éclatent à la surface et attirent davantage d'humidité, qui se dissocie en hydrogène et en oxygène. L'hydrogène se redissout ensuite dans l'aluminium.
Le dégazage rotatif repose sur l'augmentation de la surface spécifique du gaz inerte introduit dans le métal. Les bulles d'azote, plus petites, présentent une surface spécifique globale bien plus importante et capturent ainsi davantage d'hydrogène. De plus, la perturbation de surface moindre causée par ces bulles plus petites permet de limiter la recapture d'hydrogène dans le métal provenant de l'humidité atmosphérique.