Desgaseificação de metais na fundição de ligas, desgaseificação rotativa

Desgaseificação de metais

A desgaseificação do metal é uma etapa técnica intermediária na produção de alumínio, entre a fusão e a fundição dos metais. Devido à reação com o vapor de água, o hidrogênio fica principalmente dissolvido no alumínio líquido. Para evitar a formação de poros durante o processo de fundição, o hidrogênio é removido — o metal líquido é desgaseificado. Normalmente, a desgaseificação do metal é realizada por meio da injeção de um gás inerte (geralmente argônio) no metal, que se combina com as bolhas de hidrogênio. Para tornar o processo industrial mais eficiente, o tamanho das bolhas de argônio deve ser o menor possível. Atualmente, o método mais utilizado para refinar as bolhas consiste em colocar um rotor mecânico dentro do metal líquido.

O alumínio e suas ligas são suscetíveis a um tipo específico de corrosão química chamada fissuração induzida por hidrogênio, causada pela difusão gradual de moléculas de hidrogênio pela rede cristalina do metal. Isso produz defeitos locais na liga, o que enfraquece significativamente sua resistência à tração e sua ductilidade, aumentando assim o risco de fissuração superficial. Embora seja um sólido, a solubilidade do hidrogênio no alumínio é insignificante. No entanto, o alumínio fundido é uma substância extremamente reativa, capaz de decompor ativamente a umidade para produzir hidrogênio.

O metal fundido, no processo de tratamento do alumínio fundido, pode absorver hidrogênio da atmosfera e decompor a água que se acumulou em equipamentos como conchas de transporte ou fornos de cadinho. Se o metal fundido absorver hidrogênio em excesso, isso pode afetar a porosidade do produto final e resultar em um aumento do material rejeitado. Como não é possível eliminar totalmente a absorção de gás pelo alumínio fundido, os metalúrgicos trabalham para remover o hidrogênio do metal fundido antes da fundição.

A desgaseificação do alumínio fundido é um processo essencial na fundição de ligas. Ela é realizada por meio de um dos dois métodos: desgaseificação por fluxo ou desgaseificação rotativa. O desgaseificador rotativo injeta gás inerte (como argônio (Ar) ou nitrogênio (N₂)) diretamente na massa fundida de alumínio. A rotação do eixo, combinada com essa purga de gás inerte, resulta na formação de um grande número de bolhas no metal fundido.

O hidrogênio dissolvido no alumínio fundido se difunde então para dentro dessas bolhas e se separa da fase líquida. Em comparação com desgaseamento por fluxo, unidade rotativa de desgaseificação oferece um método mais eficaz e limpo para remover o hidrogênio do alumínio fundido.