Pour les inclusions non métalliques, les méthodes d'affinage au gaz permettent de les éliminer efficacement. Pour les matériaux plus exigeants, la méthode de filtration CFF permet d'éliminer les impuretés présentes dans l'alliage grâce à une filtration mécanique à travers la couche d'aluminium fondu.
En ce qui concerne les impuretés métalliques, la méthode de traitement habituelle consiste à transformer les facteurs nuisibles en facteurs favorables. Concrètement, on les transforme en une seconde phase bénéfique par le biais d’un alliage, afin d’améliorer les performances du matériau. Si leur élimination s’avère nécessaire, on utilise dans la plupart des cas la différence de point d’ébullition entre les différents éléments pour procéder à une distillation sélective à haute température et basse pression, afin d’éliminer les impuretés métalliques.
Comment éliminer les impuretés d'un alliage
Les alliages d’aluminium fondus à partir de déchets contenant de l’aluminium renferment souvent des quantités excessives d’éléments métalliques, qu’il convient d’éliminer autant que possible. L’oxydation sélective peut être utilisée pour éliminer de la masse fondue diverses impuretés métalliques présentant une affinité pour l’oxygène supérieure à celle de l’aluminium. Par exemple, le magnésium, le zinc, le calcium, le zirconium et d'autres éléments peuvent accélérer l'oxydation de ces impuretés métalliques par agitation de la masse fondue. Ces oxydes métalliques ne se dissolvent pas dans l'aluminium liquide et se retrouvent dans les scories, ce qui permet de les séparer de l'aluminium en écumant les scories pour les retirer de la masse.
Il est également possible d'exploiter la différence de solubilité pour éliminer les impuretés métalliques présentes dans l'alliage. Par exemple, l'alliage d'aluminium contaminé par des impuretés est mis en contact avec un métal eutectique capable de bien dissoudre l'aluminium sans dissoudre les impuretés ; l'alliage d'aluminium liquide est ensuite séparé par filtration, puis le métal ajouté est éliminé par distillation sous vide. Généralement, on ajoute du magnésium, du zinc et du mercure pour éliminer le fer, le silicium et d'autres impuretés présentes dans l'aluminium, puis ces métaux sont éliminés par distillation sous vide.
Par exemple, une fois que l'alliage d'aluminium contaminé par des impuretés a atteint l'état eutectique avec du magnésium 30%, on laisse reposer l'alliage à une température proche de la température eutectique pendant un certain temps, on élimine par filtration les phases cristallines précipitées primaires contenant du fer et du silicium, puis on procède à un stripage sous vide à 850 ℃ Le magnésium, ainsi que les impuretés telles que le zinc et le plomb, qui présentent une pression de vapeur élevée, sont également éliminés en même temps que le magnésium ; l’alliage d’aluminium pur obtenu après élimination du magnésium peut alors être coulé en lingots.
Afin d'améliorer encore la qualité du bain d'alliage d'aluminium, ou lorsque certaines nuances d'alliage d'aluminium nécessitent un contrôle rigoureux de la teneur en hydrogène et des inclusions, on peut recourir à la méthode d'affinage combiné, c'est-à-dire à l'utilisation simultanée de deux méthodes d'affinage. Par exemple, l'affinage combiné par filtration au sel de chlorure et par soufflage d'argon avec flux, équipements de dégazage et de filtration en ligne peut donner de meilleurs résultats que le raffinage simple.