As ligas de alumínio são classificadas em ligas de alumínio deformadas e ligas de alumínio fundidas, de acordo com suas aplicações. As ligas de alumínio forjadas incluem portas e janelas de liga de alumínio de uso cotidiano e materiais para mecanismos de ônibus espaciais, que podem ou não ser submetidas a tratamento térmico, de acordo com diferentes requisitos de uso; o outro tipo são as ligas de alumínio fundidas, incluindo principalmente ligas de alumínio-silício, liga de alumínio e cobree ligas de alumínio-magnésio, liga de alumínio-zinco e liga de alumínio com terras raras, etc.
No processo de produção propriamente dito, as ligas de alumínio fundido são classificadas de acordo com o teor de diversos elementos químicos. O processo de fundição requer a adição ou redução da quantidade de matérias-primas, de acordo com a composição química real.
Utilizando lingotes de alumínio puro como matéria-prima, o processo de fundição ajusta a composição química de acordo com as necessidades reais de produção. É possível fundir diferentes tipos de liga de alumínio na forma líquida e adaptar-se às necessidades de diversos produtos, abrangendo vários tipos de produtos. Antes da fundição da liga de alumínio, a composição deve ser definida de acordo com os requisitos. A composição deve basear-se nos tipos de liga, e é preciso levar em consideração a queima de vários elementos no processo de fundição do material novo, do material reciclado e da liga-mãe.
O método de fundição mais econômico e comum na fundição de ligas de alumínio é a fundição em forno a gás, que exige: fusão rápida, tempo curto e menor absorção de ar. A ordem de alimentação não afeta apenas a eficiência da fusão e o consumo da liga, mas também influencia diretamente a qualidade do alumínio fundido. O princípio de alimentação é: primeiro o pequeno, depois o grande; primeiro o que derrete mais facilmente e depois o que derrete com mais dificuldade; primeiro o que queima menos, depois o que queima mais facilmente e, por fim, o que se deteriora.
Primeiro, adicionam-se pequenos pedaços de material de reaquecimento, lingotes de liga de alumínio com ponto de fusão mais baixo (como a liga Al-Si) e, em seguida, lingotes de alumínio com maior volume e ponto de fusão mais alto, além de ligas intermediárias (como Al-Mn), Mg, etc. — os elementos que queimam mais facilmente são adicionados por último. Os pequenos pedaços de material reciclado são colocados primeiro no fundo do forno para proteger o corpo do forno e reduzir o impacto na parede do forno quando os pedaços maiores de carga são introduzidos. Além disso, como o material reciclado tem baixo ponto de fusão e é fácil de derreter, a eficiência de fusão pode ser melhorada quando as matérias-primas com pontos de fusão mais elevados são derretidas posteriormente. Adicione Mg para diminuir a temperatura e reduzir a perda por queima.
A fusão é um processo no qual um sólido é aquecido até se transformar em um líquido com fluidez. Após a conclusão da alimentação, inicia-se a fusão. Durante o processo de fusão, certifique-se de que a fusão seja rápida e uniforme e que a temperatura próxima à chama seja mais elevada, atingindo 1.200 ℃ ou mais. Para evitar superaquecimento local e altas temperaturas, uma oxidação grave da liga de alumínio causará transtornos no refinamento posterior do produto. A agitação deve ser realizada durante o processo de fusão, e a carga não fundida deve ser empurrada para dentro do alumínio fundido, de modo a ficar quase completamente imersa e agitada uniformemente, evitando assim o superaquecimento local. Para os últimos elementos imersos, como o Mg, a chama não pode aquecê-los e derretê-los diretamente. Como o alumínio líquido está imerso nas matérias-primas, a temperatura é reduzida, e os elementos como o Mg são mantidos para derreter a uma temperatura relativamente baixa, o que reduz a perda por queima e melhora a eficiência da combustão.
A liga de alumínio começa a derreter a cerca de 600 ℃, e a temperatura é elevada a 660 ℃ para que a fusão seja completa; a temperatura de fusão é controlada de modo a não exceder 760 ℃. Quando a temperatura de fusão ultrapassa 770 ℃, a oxidação da liga de alumínio se torna grave; a absorção de hidrogênio e a inclusão de escória durante o processo de fusão aumentam; os grãos cristalinos apresentam-se grosseiros durante o processo de fundição e solidificação; e as propriedades mecânicas são reduzidas. Para reduzir a oxidação da liga de alumínio no processo de fusão, adiciona-se de 0,41 TP3T a 0,51 TP3T do agente de cobertura durante o processo de fusão, a fim de proteger a película de óxido na superfície da liga de alumínio contra danos. O tipo de agente de cobertura é semelhante à composição química do agente de limpeza.
A temperatura do processo de fusão é mantida entre 720 e 760 ℃. Após a fusão de parte do lingote de alumínio, são adicionadas matérias-primas com pontos de fusão mais elevados, como Si e Ti. O Ti forma núcleos heterogêneos na liga para refinar a estrutura. Ele é injetado no alumínio fundido para se fundir e reduzir a perda por queima. Depois que o lingote de alumínio estiver basicamente derretido, são adicionados elementos de liga, como Mg e Cu, que se queimam facilmente. Eles não podem ser adicionados muito cedo, para reduzir a perda por queima, nem muito tarde, para não afetar a difusão e a segregação. Feche a porta do forno para continuar a fundição.