Les alliages d'aluminium absorbent facilement les gaz, ce qui constitue l'une des principales caractéristiques des alliages d'aluminium moulés. L'hydrogène produit par la réaction des composants de l'aluminium liquide et de l'alliage d'aluminium avec l'humidité contenue dans les matériaux du four, les produits de combustion des matières organiques et le moule est absorbé par l'aluminium liquide. La manière d'éliminer l'hydrogène de l'aluminium liquide est la principale préoccupation des fonderies d'aluminium.
L'hydrogène dans l'aluminium liquide
Plus la température de la masse fondue d'alliage d'aluminium est élevée, plus la quantité d'hydrogène absorbée est importante ; à 700 ℃, la solubilité de l'hydrogène pour 100 g d'aluminium est comprise entre 0,5 et 0,9 ; lorsque la température est portée à 850 ℃, la solubilité de l'hydrogène est multipliée par 2 à 3. En présence d’impuretés de métaux alcalins, la solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium fondu augmente considérablement.
Outre le gettering qui se produit pendant la fusion, les alliages d’aluminium moulés génèrent également du gettering lors de la coulée dans le moule. Lorsque le métal liquide pénètre dans le moule, sa température diminue, ce qui réduit la solubilité du gaz ; l’excès de gaz se précipite et une partie de celui-ci ne peut s’échapper. Des pores se forment alors dans la pièce moulée, communément appelés “ piqûres ”. Le gaz s’associe parfois à la cavité de retrait, et le gaz précipité dans l’aluminium liquide reste dans cette cavité. Si la pression générée par la bulle est importante, la surface du pore est lisse et un cercle de couches brillantes entoure le pore. Si la pression générée par la bulle est faible, la surface interne du trou est ridée et ressemble à une “ patte de mouche ”. Une observation attentive permet de mettre en évidence les caractéristiques du retrait.
Plus la teneur en hydrogène du métal fondu de l'alliage d'aluminium est élevée, plus le nombre de microperforations dans la pièce moulée est important. Les microperforations présentes dans les pièces moulées en aluminium réduisent non seulement l'étanchéité à l'air et la résistance à la corrosion des pièces, mais elles diminuent également les propriétés mécaniques de l'alliage. La clé pour obtenir des pièces moulées en aluminium sans pores ou avec très peu de pores réside dans les conditions de fusion. L'ajout d'un agent de recouvrement pendant la fusion afin de protéger l'alliage permet de réduire considérablement la quantité d'air absorbée. L'affinage de la masse d'aluminium en fusion permet de contrôler efficacement la teneur en hydrogène de celle-ci.
Comment éliminer l'hydrogène de l'aluminium fondu
À l'heure actuelle, pour éliminer les microperforations dans les pièces moulées en alliage d'aluminium, les méthodes les plus courantes consistent à dégazer les sels de chlorure et les chlorures pendant le processus de fusion : dégazage au chlore et à l'azote, dégazage sous vide, dégazage par ultrasons, dégazage par filtration, etc. AdTech propose la unité de dégazage en ligne et flux de raffinage pour l'élimination de l'hydrogène dans l'aluminium fondu.