Le principe de la méthode du flux d'affinage consiste à absorber et à dissoudre les inclusions oxydées présentes dans l'alliage d'aluminium fondu ainsi que l'hydrogène adsorbé sur celles-ci, puis à les faire remonter à la surface du bain pour qu'elles soient intégrées au laitier, ce qui permet d'assurer le laitage et le dégazage. L'efficacité de la purification est bonne, en particulier lors de la fusion de l'aluminium (Al). La méthode au flux doit être utilisée pour les alliages de magnésium (Mg) ou pour la refonte de matériaux issus de la découpe et du broyage.
Caractéristiques du flux d'affinage pour les alliages d'aluminium
- Il ne réagit pas chimiquement avec l'aluminium fondu et ne se dissout pas dans celui-ci.
- Le point de fusion est inférieur à la température de raffinage ; la fluidité est bonne, ce qui permet de former facilement un revêtement continu à la surface de l'aluminium fondu afin de le protéger ; enfin, le point de fusion est supérieur à la température de coulée, ce qui facilite l'élimination des scories.
- Il est capable d'absorber, de dissoudre et de décomposer les inclusions d'AL₂O₃.
Optimisation des performances du flux de raffinage
- Performances de recouvrement : la capacité d'étalement, qui désigne la capacité du flux à s'étaler automatiquement à la surface de l'aluminium fondu pour former une couche de recouvrement continue.
- Efficacité de séparation : L'efficacité de séparation désigne la capacité à séparer automatiquement le flux et le filtrat. Plus la séparation est efficace, plus il est facile de récupérer les scories, et moins le flux risque d'être mélangé à l'aluminium fondu et coulé dans les pièces moulées sans provoquer d'inclusions de scories de flux.
- Performances d'affinage : Les performances d'affinage désignent uniquement la capacité du flux à absorber, dissoudre et décomposer les inclusions d'oxyde présentes dans l'aluminium fondu.
Il faut choisir flux de raffinage qui présente une activité de surface vis-à-vis des gaz de four et des inclusions oxydées, c'est-à-dire un fondant à faible tension superficielle, et plus celle-ci est faible, mieux c'est.
L'aluminium liquide et l'Al₂O₃ présentent un mouillage complémentaire, avec un angle de contact θ > 130 °C. Si l'on ajoute des éléments permettant d'augmenter l'angle de mouillage, cela améliorera la capacité d'affinage du flux.
L'ajout de lithium, de calcium, de magnésium, de bismuth et d'autres éléments à l'aluminium fondu réduit l'énergie libre de surface entre l'aluminium fondu et le gaz du four, et nuit à la capacité de recouvrement du fondant. Le cuivre, le silicium, le zinc, le fer, le manganèse et le nickel présents dans l’aluminium fondu sont des éléments non tensioactifs qui n’ont aucun effet sur l’énergie libre de surface entre l’aluminium fondu et le gaz du four, et n’affectent pas les performances de recouvrement du flux.
Si la tension superficielle entre le fondant et le creuset est faible, le fondant va automatiquement adhérer à la paroi du creuset, exposant ainsi l'aluminium fondu aux gaz du four et entraînant la perte de l'effet protecteur du fondant.