Fluxos para fundição de alumínio

Os fundentes para fundição de alumínio consistem principalmente em uma mistura de sais de cloreto e sais de fluoreto, além de outros aditivos. A maioria dos fundentes é à base de KCl e NaCl. Outro composto comumente utilizado é o NaF, que forma um eutético ternário a 607 °C com KCl e NaCl.

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O fluoreto de metal alcalino é um surfactante, capaz de reduzir a tensão superficial entre o fluxo e o metal, bem como entre o fluxo e o óxido. Em comparação com os metais alcalinos, o AlF₃, o MgF₂ e o cloreto apresentam baixa atividade superficial. Isso ocorre porque a fusão do sal de fluoreto contendo NaF e F pode absorver facilmente parte do sódio e do potássio, e tanto o sódio quanto o potássio são elementos tensoativos. Assim como o sódio, o potássio tem um impacto negativo nas propriedades finais da peça fundida. Felizmente, devido às suas propriedades semelhantes, é possível remover o potássio da mesma forma que o sódio.

Os fluoretos metálicos podem dissolver óxidos em pequenas quantidades, o que ajuda a penetrar na película de óxido na superfície da escória, melhorando assim a umectabilidade e auxiliando na separação das inclusões de óxido do líquido e do alumínio da escória. No entanto, o ponto de fusão do fluoreto de metal alcalino é geralmente mais alto, o que limita sua aplicação, e o uso de sais fluorados impõe requisitos de proteção ambiental mais rigorosos do que o sal de cloro puro. Os fundentes à base de sais fluorados comumente utilizados são a criolita (Na₃AlF₆), o fluoreto de cálcio (CaF₂) ou o fluorossilicato de sódio (Na₂SiF₆), e o teor total geralmente fica dentro de 20%.

Compostos oxigenados, como o NaNO₃ e o KNO₃, adicionados ao fundente, reagem com o alumínio para formar Al₂O₃ e liberam uma grande quantidade de calor, melhorando localmente a fluidez e, assim, aumentando o rendimento efetivo do alumínio. No agente do forno, essas reações exotérmicas podem acelerar a penetração do fundente nas inclusões da parede do forno.

Os compostos presentes nas inclusões podem ser decompostos no alumínio líquido para gerar Cl, CO ou gás de haleto metálico, e o hidrogênio presente no alumínio líquido se difunde para dentro das bolhas, a fim de alcançar o objetivo de remoção do hidrogênio. O mais comumente utilizado desses compostos é o C₂Cl₆, que pode produzir Cl₂ e AlCl₃.

Certos compostos e o alumínio ou inclusões de alumínio ajustam o teor de elementos de liga no alumínio fundido. O NaF pode aumentar o teor de sódio em traços e exercer um efeito metamórfico; o K₂TiF₆ e o KBF₄ podem aumentar o teor de titânio e boro, respectivamente, e exercer um efeito de refinamento. O AlF₃ pode remover, até certo ponto, os elementos impuros presentes no alumínio fundido, como Ca, Sr, Na e Mg. Quando há Cl presente, pode-se formar um composto contendo Cl, e o Ca, Li, Mg e Sr podem ser removidos.