La purification de la masse fondue d’alliage d’aluminium est une condition préalable à l’obtention de pièces moulées de haute qualité. En raison de l’absorption et de l’oxydation des matières premières, ainsi que des processus de fusion, de transfert et de coulée, la masse fondue d’alliage d’aluminium est facilement contaminée par de l’hydrogène dissous, des inclusions non métalliques, ainsi que par un excès de tritium et de métaux alcalins ou alcalino-terreux, ce qui rend les pièces moulées sujettes à l’apparition de piqûres, d’inclusions et d’autres défauts, et nuit considérablement à leurs propriétés mécaniques, à leur résistance à la corrosion, à leur étanchéité, à leurs performances d’oxydation anodique et à leur qualité d’aspect. Il est donc indispensable de procéder à l’affinage et à la purification avant la coulée afin d’éliminer l’air et les impuretés et d’améliorer ainsi la pureté de l’alliage liquide. Selon le mécanisme d’affinage, il existe de nombreuses méthodes d’affinage de l’alliage d’aluminium liquide, qui peuvent être classées en deux catégories : la méthode par adsorption et la méthode sans adsorption.
Méthodes d'affinage des alliages d'aluminium
La méthode d'affinage par adsorption repose sur l'effet d'adsorption de l'agent d'affinage pour éliminer les inclusions d'oxydation et les gaz. L'effet d'affinage ne se produit qu'au niveau de l'interface d'adsorption et ne peut pas agir sur l'ensemble de l'aluminium fondu ; son efficacité est donc limitée. Plus précisément, cette méthode se divise en deux types : la méthode par flottation et la méthode par filtration.
Le principe de la méthode de flottation consiste à injecter un gaz inerte dans l'aluminium fondu afin de produire un grand nombre de bulles. La pression partielle d'hydrogène dans les bulles étant nulle, l'hydrogène continue à se diffuser dans celles-ci en raison de la différence de pression partielle entre l'aluminium fondu et les bulles ; celles-ci remontent alors à la surface et s'échappent du liquide. Parallèlement, en raison de la différence de mouillabilité, les inclusions présentes dans l'aluminium fondu peuvent être adsorbées sur les bulles, puis remonter à la surface et être éliminées, ce qui permet d'atteindre l'objectif de l'élimination de l'hydrogène et des inclusions.
La méthode de filtration utilise filtres pour aluminium fondu fabriqués à partir de divers matériaux pour purifier l'aluminium fondu, ce qui permet d'améliorer considérablement la qualité des pièces moulées. Le dispositif de filtration pour alliages d'aluminium est en permanence immergé dans l'aluminium fondu, et sa température est maintenue à un niveau supérieur à la température de coulée. L'aluminium fondu ne subit ni refroidissement ni condensation pendant l'ensemble du processus de filtration, ce qui le rend adapté à la coulée continue. Après filtration, diverses inclusions non métalliques sont éliminées, la résistance aux gaz est renforcée et la qualité de l'aluminium fondu est améliorée.