O alumínio é um metal frequentemente utilizado devido à sua resistência relativa, considerando seu baixo peso. No entanto, quando o alumínio é fundido, impurezas conhecidas como inclusões podem criar pontos fracos no produto. Existem várias causas para essas inclusões, mas uma das mais comuns é a presença de hidrogênio. O gás hidrogênio é solúvel no alumínio líquido e pode passar pelo alumínio fundido quase tão facilmente quanto passa pelo ar. À medida que o metal líquido esfria e endurece, o hidrogênio flui de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão. Ele se aglomera e cria bolsas de gás que, quando o metal se solidifica, tornam-se inclusões e pontos fracos. A desgaseificação é um processo utilizado para remover o hidrogênio da liga de alumínio fundida.
O hidrogênio pode ser introduzido no alumínio líquido por meio da combustão em fornos a gás, da condensação em ferramentas, fundentes e aditivos de liga. No entanto, o mais comum é que o hidrogênio seja introduzido no alumínio fundido por meio da umidade atmosférica. A dissolução do hidrogênio aumenta com o aumento da umidade relativa do ar.
Desgaseificação de liga de alumínio fundida
À medida que aumenta a demanda por produtos de alumínio de maior qualidade, especialmente na indústria aeroespacial, cresce também a necessidade de reduzir a ocorrência de inclusões nos produtos moldados. Um método comum de remoção de hidrogênio envolve a introdução de gás nitrogênio em forma de bolhas no alumínio líquido. O hidrogênio é atraído pelas bolhas de nitrogênio, sendo então transportado para cima através do alumínio e liberado na superfície. O argônio também é muito eficaz, mas, devido aos altos custos associados a esse gás, o nitrogênio é preferido.
O gás nitrogênio é introduzido no metal fundido por meio de uma lança estática ou de um desgaseamento rotativo. O método da lança estática é mais barato, mas também menos eficiente do que a desgaseificação rotativa, especialmente em ambientes úmidos.
A lança estática é um tubo inserido no recipiente com alumínio líquido. Grandes bolhas de nitrogênio são liberadas pela extremidade da lança e sobem através do produto. Ao serem expostas ao ar úmido, as grandes bolhas rompem a superfície e atraem mais umidade, que se dissocia em hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio, então, se redissolve no alumínio.
A desgaseificação rotativa funciona aumentando a área superficial do gás inerte introduzido no metal. As bolhas menores de nitrogênio apresentam uma área superficial total muito maior e retêm uma quantidade maior de hidrogênio. A menor perturbação superficial causada pelas bolhas menores também faz com que menos hidrogênio seja recapturado no metal a partir da umidade da atmosfera.