Алюминиевые сплавы легко поглощают газ, что является одной из основных характеристик литейных алюминиевых сплавов. Водород, образующийся в результате реакции компонентов жидкого алюминия и алюминиевого сплава с влагой, содержащейся в материалах печи, продуктами сгорания органических веществ и формой, поглощается жидким алюминием. Вопрос об удалении водорода из жидкого алюминия является наиболее актуальным для алюминиевых литейных предприятий.
Водород в расплаве алюминия
Чем выше температура расплава алюминиевого сплава, тем больше водорода поглощается; при 700 ℃ растворимость водорода на 100 г алюминия составляет 0,5–0,9; при повышении температуры до 850 ℃ растворимость водорода увеличивается в 2–3 раза. При наличии примесей щелочных металлов растворимость водорода в расплаве алюминия значительно возрастает.
Помимо поглощения газа во время плавки, в литых алюминиевых сплавах также происходит поглощение газа при заливке в форму. При поступлении жидкого металла в форму его температура снижается, растворимость газа уменьшается, избыточный газ выпадает в осадок, а часть газа не может выйти наружу. В отливке образуются поры, которые обычно называют “пинолями”. Иногда газ сочетается с усадочной полостью, и газ, выпавший в жидком алюминии, остается в усадочной полости. Если давление, создаваемое пузырьком, велико, поверхность поры гладкая, а вокруг неё наблюдается кольцо светлых слоёв. Если давление, создаваемое пузырьком, невелико, внутренняя поверхность поры морщинистая и напоминает “лапку мухи”. При внимательном наблюдении прослеживаются признаки усадки.
Чем выше содержание водорода в расплаве алюминиевого сплава, тем больше микропористости образуется в отливке. Микропористость в алюминиевых отливках не только снижает герметичность и коррозионную стойкость отливок, но и ухудшает механические свойства сплава. Ключевым фактором для получения алюминиевых отливок без пор или с минимальным их количеством являются условия плавки. Если во время плавки добавлять защитное вещество для защиты сплава, количество попадающего воздуха значительно сокращается. Очистка алюминиевого расплава позволяет эффективно контролировать содержание водорода в расплаве.
Как удалить водород из расплавленного алюминия
В настоящее время для устранения микропористости в отливках из алюминиевых сплавов наиболее распространенными методами являются дегазация хлоридных солей и хлоридов в процессе плавки, дегазация с использованием хлора и азота, вакуумная дегазация, дегазация с помощью ультразвуковых волн, дегазация с помощью фильтрации и т. д. Компания AdTech предлагает онлайновая установка дегазации и очищающий флюс для удаления водорода из расплава алюминия.