Меню Закрыть

Защита расплава алюминия

Защита расплава алюминия

Существует два метода защиты расплава алюминия: один заключается в покрытии поверхности расплава защитным флюсом. Другой — использование защитного сплава, то есть добавление в сплав окисляемых элементов для образования плотной защитной оксидной пленки на поверхности расплава. Основная цель этих двух методов — создание инертной поверхности, благодаря чему газ и расплав не вступают во взаимодействие или активность химической реакции значительно снижается, что позволяет достичь цели защиты расплава алюминия.

Первый метод применим ко всем алюминиевым сплавам. Он не только предотвращает окисление расплава и поглощение водорода, но и способствует удалению водорода. Это объясняется тем, что температура плавления покрывающий поток обычно ниже, чем у расплава, плотность меньше, чем у расплава, и обладает хорошей смачиваемостью. На поверхности расплава может образовываться сплошная жидкая пленка, отделяющая расплав от печного газа. Как правило, кислород и водяной пар не могут или редко вступают в реакцию с расплавом через эту пленку, в то время как атомы водорода, растворённые в расплаве, могут проникать через пленку и улетучиваться благодаря своему малому радиусу.

Защита расплава алюминия

Поверхность сплава состоит из рыхлой пленки оксида магния с содержанием более 1%. Она не способна предотвратить реакцию между металлом и газом. Поэтому в дополнение к первому способу защиты применяется также метод защитного легирования.

В сплав добавляют бериллий в количестве (5–50) × 10⁻⁴, чтобы предотвратить его окисление в процессе отстоя, литья, а также последующей термической обработки и горячей обработки. В расплаве алюминия бериллий является поверхностно-активным веществом. Его сродство к кислороду выше, чем у алюминия, но его ионный радиус меньше, чем у алюминия и магния. Бериллий преимущественно диффундирует к поверхности расплава или заполняет разрывы в пленке MgO и окисляется. Оксид бериллия, имеющий β > 1, также обладает высоким сопротивлением, низким давлением разложения и хорошей термической стабильностью. Вместе с MgO он образует пленку оксида бериллия и магния с плотной шпинельной структурой, которая повышает стойкость сплава к окислению и играет эффективную защитную роль. Если не добавлять бериллий в алюминиевый сплав с высоким содержанием магния, то в процессе плавки и литья сложно контролировать содержание магния в квазисплаве.