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Método de detecção de inclusões sólidas em alumínio fundido

As inclusões na massa fundida de alumínio incluem, principalmente, inclusões sólidas e inclusões gasosas. As inclusões sólidas consistem principalmente em Al₂O₃, AlN, Al₃C₄ e MgO, produzidas pela reação do alumínio e de suas ligas, durante o processo de fundição, com N₂, O₂ e CO₂ presentes no gás do forno. Por fim, são oxidadas para formar Al₂O₃ e MgAl₂O₄;

Os métodos para remoção de inclusões são: sedimentação — as partículas se acumulam no fundo do material fundido; flutuação — as inclusões sobem e se acumulam na superfície do material fundido; e filtração — separação das partículas do material fundido por meio de meios porosos.

Filtro de espuma cerâmica para alumínio fundido
Filtro de espuma cerâmica para alumínio fundido

Os métodos de detecção de inclusões sólidas incluem o LiMCA (Ⅲ) de detecção eletrônica, o PoDFA de filtração, o Prefil-Footprinter, o LAIS, o Qualiflash, a análise do espectro de energia por EDX e o modo K para determinação do teor de escória na fratura, entre outros. Os três primeiros métodos são os mais conhecidos e amplamente utilizados, produzidos pela empresa suíça ABB, cujo representante na Ásia é a Shenzhen Pyrotek.
LiMCA (Ⅲ): O analisador de pureza de metais fundidos LiMCA foi proposto pela primeira vez pela Universidade McGill, no Canadá, para permitir a detecção in situ, on-line e quantitativa da pureza de metais fundidos. O tamanho das inclusões do LiMCA (Ⅲ) varia de 20 μm a 155 μm, e a concentração (valor) varia de 0,05 a 1.000 k/kg, ou de 1 a 100.000 PPB (μg/L); a duração do pulso indica o tamanho das inclusões, e o número de pulsos indica o número de inclusões.

PoDFA (Análise por Filtração em Disco Poroso): Despeje a liga fundida a ser testada no recipiente; sob a ação de pressão negativa, a liga fundida é filtrada através do filtro cerâmico de espuma; pese a liga fundida limpa filtrada e retire o filtro; corte sua parte central e realize uma análise metalográfica quantitativa (Licença) para obter a área das inclusões na seção do filtro e dividir essa área pelo peso do material fundido limpo, obtendo-se uma unidade de mm²/kg. Isso mede a pureza do material fundido.

Prefil-Footprinter: O analisador pressurizado de pureza do alumínio líquido (Prefil-Footprinter), em comparação com o PoDFA, adota um método de pressão positiva para fazer com que a massa fundida passe pelo filtro. Além disso, ele também registra simultaneamente o peso da massa fundida e o tempo de filtração. Gráfico de tempo. As inclusões no metal fundido bloqueiam parte do diâmetro dos poros do filtro, reduzindo a taxa de passagem do metal pelo filtro, o que prolonga o tempo de filtragem. O nível atual de escória no alumínio fundido pode ser rapidamente determinado por meio da análise da curva de filtragem. Análise qualitativa e quantitativa: as inclusões exigem o corte do filtro cerâmico para análise metalográfica (Licença), a obtenção da área da inclusão na seção do filtro, a divisão dessa área pelo peso do metal fundido limpo e a obtenção de uma unidade de mm²/kg, que representa a pureza do metal fundido.