Плавка алюминиевых сплавов является одним из важнейших технологических этапов в производстве высококачественных литейных прутков. Процесс рафинирования с использованием флюсов занимает важное место в процессе плавки алюминиевых сплавов. Основными компонентами флюсов, представленных в настоящее время на рынке, являются хлориды и фториды. Если процесс не контролируется должным образом, в отливке могут образоваться шлак, поры, крупнозернистость, перьевидные кристаллы и другие дефекты литья, поэтому его необходимо строго контролировать. Температуру плавления алюминиевого сплава 6063 лучше поддерживать в диапазоне 750–760 ℃: слишком низкая температура приведет к увеличению образования шлаковых включений, а слишком высокая — к увеличению потерь от поглощения водорода, окисления и азотирования. Исследования показали, что растворимость водорода в расплавленном алюминии резко возрастает при температуре выше 760 °C. При снижении температуры существует множество способов предотвратить поглощение водорода, например, сушка плавильных печей и инструментов для плавки, а также предотвращение ухудшения качества флюса под воздействием влаги. Однако температура плавления является одним из наиболее чувствительных факторов. Чрезмерно высокая температура плавления не только приводит к растрате энергии и увеличению затрат, но и является непосредственной причиной таких дефектов, как поры, крупнозернистость и перьевидные кристаллы.
Процесс рафинирования с использованием флюса
Флюкс является важным вспомогательным материалом, используемым при плавке алюминиевых сплавов. Основными компонентами флюсов, представленных в настоящее время на рынке, являются хлориды и фториды. Среди них хлориды обладают высокой водопоглощающей способностью и чувствительны к влаге. Поэтому сырьё, используемое для производства флюсов, необходимо подвергать сушке. Необходимо полностью удалить влагу, герметично закрыть упаковку, предотвратить повреждения при транспортировке и хранении, а также обращать внимание на дату изготовления. Если срок хранения слишком велик, также произойдёт поглощение влаги. При плавке алюминиевого сплава 6063, средства для удаления шлака, а также такие флюсы, как рафинирующие и покрывающие агенты, в случае поглощения влаги приводят к тому, что жидкий алюминий в той или иной степени поглощает водород.
Выбор хорошего очищающий агент Кроме того, очень важно правильно выбрать подходящий процесс рафинирования. В настоящее время при рафинировании алюминиевого сплава 6063 в большинстве случаев применяется порошковое рафинирование. Этот метод рафинирования позволяет обеспечить полный контакт рафинирующего агента с расплавленным алюминием и максимально повысить его эффективность. Хотя эта особенность очевидна, необходимо также уделить внимание процессу рафинирования, иначе желаемый эффект не будет достигнут. Давление азота, используемого при рафинировании с помощью порошка, предпочтительно должно быть небольшим, что соответствует требованиям к вдуву порошка. Если азот, используемый при рафинировании, не является высокочистым (99,99% N₂), то чем больше азота вдувается в расплав алюминия, тем больше вода, содержащаяся в фтористом газе, вызывает окисление расплава алюминия и поглощение им большего количества водорода. Кроме того, давление газа высокое, а волны, возникающие в расплаве под действием газа, значительны, что повышает вероятность образования окисленного шлака.
Если при рафинировании используется азот высокой чистоты, давление рафинирования оказывается высоким, образуются крупные пузырьки, которые обладают значительной плавучестью в расплавленном алюминии, быстро поднимаются на поверхность, время пребывания в расплаве оказывается коротким, эффективность удаления водорода снижается, а расход азота приводит к увеличению затрат. Поэтому азот следует использовать меньше, а рафинирующих агентов — больше; более интенсивное использование рафинирующих агентов приносит только пользу и не наносит вреда. Главная суть процесса порошковой рафинации заключается в том, чтобы использовать как можно меньше газа и распылять как можно больше рафинирующего агента в расплавленный алюминий.
