Очистка при плавке — один из способов снизить количество водорода и включений, попадающих в расплавленный алюминий. Это позволяет получить чистый жидкий металл. Компания AdTech предлагает флюсы При плавке и рафинировании они позволяют решить проблему чрезмерных потерь при окислении и загрязнения отработанных газов, вызванных химической реакцией традиционных флюсов в расплаве сплава.
В отношении водорода и включений, попадающих в расплавленный алюминий, можно использовать только методы “удаления” и “растворения”. В процессе затвердевания литого алюминиевого сплава растворимость водорода снижается по мере понижения температуры. Поэтому невозможно пытаться частично или даже полностью растворить водород в расплавленном алюминии в матрице сплава во время затвердевания.
Рафинирование расплава является одним из наиболее распространенных и эффективных способов получения чистого жидкого металла. Получение чистого расплава алюминиевого сплава является залогом и предпосылкой изготовления высококачественных отливок из алюминиевых сплавов. Водород является основным источником пористости в алюминиевых сплавах. Правильное понимание источников образования пор (включая источники водорода, пути его попадания в расплав алюминия, формы, в которых он существует в расплаве, и пути его удаления), а также процессов образования пор и основных факторов, влияющих на эти процессы, является базовой предпосылкой для принятия эффективных мер по рафинированию.
В процессе плавления алюминиевого сплава молекулярная масса водорода в воздухе, окружающем металл, не велика. Поэтому многие исследователи считают, что основную часть поглощаемого водорода составляет вода, содержащаяся в воздухе. При температуре выше 400 ℃ алюминий и пары воды в воздухе образуют как атомы водорода, так и молекулы водорода. Первые поглощаются жидким алюминием, а вторые попадают в воздух.
При образовании водорода образуется прочная оксидная пленка, что позволяет в определенной степени предотвратить протекание вышеуказанной реакции. На поглощение водорода расплавленным алюминием влияют не более двух факторов: (1) содержание водяного пара в окружающей среде; (2) плотность оксидной пленки на поверхности расплавленного алюминия.
В связи с постоянным изменением содержания влаги в воздухе содержание водорода в расплавленном алюминии также постоянно меняется, и количество пор изменяется соответственно. Содержание влаги в воздухе составляет 3–4 г/м³ зимой и свыше 18 г/м³ летом. Соответственно, летом, когда влажность воздуха максимальна, в отливке образуется наибольшее количество пор. Наличие плотной оксидной пленки на поверхности расплава алюминиевого сплава значительно замедляет скорость реакции между алюминием и водяным паром.
В процессе кристаллизации металла атомы водорода, молекулы водорода и гидриды выделяются в различных формах. Атомы водорода диффундируют к поверхности металла, а затем выходят из состояния адсорбции (испарение). Молекулы водорода удаляются из расплавленного металла в виде пузырьков. Гидриды удаляются в виде неметаллических включений. Когда пузырьки всплывают из расплавленного металла, некоторые из них не могут достичь границы раздела фаз и остаются в расплаве, что приводит к образованию пустот в отливке.
В целом, проблему включений в восстановленном алюминии и расплавленном алюминии можно решать с трёх сторон: предотвращение, удаление и растворение
Чтобы загрузка печи по возможности меньше впитывала влагу.
Удаление включений водорода и оксидов, попадающих в расплавленный алюминий.
В процессе затвердевания водород, содержащийся в расплавленном алюминии, должен в максимально возможной степени растворяться в матрице сплава, чтобы предотвратить образование пор.