“Desgaseificação” geralmente se refere à remoção de gases das ligas, e “refinamento” se refere à remoção de inclusões nas ligas. O objetivo da desgaseificação e do refinamento do alumínio fundido é remover ou reduzir, na medida do possível, as inclusões de óxido e os gases, a fim de melhorar o grau de purificação do metal. Portanto, o desgaseamento e o refinamento do alumínio fundido são geralmente chamados de tratamento de purificação.
Os requisitos de pureza da liga de alumínio fundida dependem, em geral, das diferentes variedades e aplicações. Normalmente, o teor de hidrogênio deve ser inferior a 0,2 ml/100 gal, mas deve ser inferior a 0,1 ml/100 gal para materiais de aviação com requisitos especiais. É difícil estabelecer requisitos quantitativos para inclusões não metálicas, pois elas não podem ser quantificadas com precisão. Existem muitos métodos de purificação para o alumínio e as ligas de alumínio, que podem ser classificados em duas categorias: purificação no forno e purificação externa. Atualmente, o refinamento com gás inerte e com fundente e filtro de espuma cerâmica Os sistemas de purificação são amplamente utilizados na China. Algumas fábricas de processamento de alumínio de grande e médio porte também adotaram dispositivos de processamento em linha, a fim de melhorar ainda mais a qualidade da massa fundida.
Origem do gás na liga de alumínio
No processo de fundição de ligas de alumínio, há diversos tipos de gases, como H₂, CO₂, Co, N₂, hidrocarbonetos, H₂O e O₂, que são introduzidos a partir da atmosfera, do combustível, da carga, dos refratários, do fundente e das ferramentas de fundição. No entanto, apenas os gases que se decompõem facilmente em átomos podem ser dissolvidos no alumínio líquido em grandes quantidades. Especificamente, 80-90% do gás dissolvido no alumínio líquido é hidrogênio. Portanto, o teor de gás na liga de alumínio refere-se principalmente ao teor de hidrogênio. Não há muito hidrogênio no ar ambiente durante a fundição; assim, a principal fonte de hidrogênio são os átomos de hidrogênio produzidos pela reação entre a água e o alumínio fundido: 2Al + 3H₂O = Al₂O₃ + 6[H]. Parte desse hidrogênio atômico vai para a atmosfera e parte para o alumínio líquido. Está comprovado que o teor de gás no lingote varia de acordo com a umidade do ar em diferentes estações do ano e regiões, e que o teor de gás aumenta com o aumento da umidade do ar.
Fatores que influenciam o teor de gás
A influência dos elementos de liga: Os elementos de liga com maior força de ligação ao gás, como titânio, zircônio, magnésio etc., podem aumentar a solubilidade do gás na liga, enquanto elementos de liga como cobre, silício, manganês e zinco podem reduzir a solubilidade do gás na liga de alumínio.
Influência da pressão parcial do gás: na mesma temperatura, a solubilidade do gás no metal aumenta com o aumento da pressão parcial do hidrogênio na composição do gás do forno. Portanto, a solubilidade do hidrogênio no alumínio fundido em forno a chama é maior do que no forno elétrico.
O efeito da temperatura: quando a pressão parcial do hidrogênio é constante, quanto mais alta for a temperatura, mais hidrogênio é absorvido pelo alumínio fundido.
Além disso, o estado da película de óxido na superfície do metal e o tempo de fusão também afetam a solubilidade do gás no alumínio fundido.