Что касается неметаллических включений в алюминиевом расплаве, то речь идет, в основном, об оксиде алюминия. Он отличается высокой плотностью и прочностью. Как в твердом, так и в жидком состоянии он легко образует прочный защитный слой, плотно прилегающий к поверхности. При воздействии на пленку оксида алюминия в расплавленном состоянии она легко превращается в мелкую пленку и наносит наибольший ущерб. Хотя плотность оксида алюминия может достигать 3–4 г/см³, при высокой температуре она составляет всего 2,3–2,4 г/см³, что практически соответствует плотности расплавленного алюминия. Поэтому эти частицы фактически находятся в взвешенном состоянии в расплаве алюминия. Как только окисленный шлак попадает в литую прокатную ленту в процессе затвердевания, он, поскольку не может ни раствориться в алюминиевом сплаве, ни образовать промежуточное соединение с другими элементами, может распределяться только в границах кристаллитов в твердом состоянии, тем самым разрушая кристаллическую структуру. Сцепление между частицами. Наличие такого окисленного шлака, разрушающего межкристаллические силы сцепления, приводит к множеству негативных последствий: снижает технологические характеристики при обработке под давлением, приводит к образованию металлического слоя в процессе обработки, вызывает появление трещин, делает прочность изделия нестабильной и значительно снижает удлинение. Особенно при ударных или вибрационных нагрузках происходит пластический разрушение, что сказывается на сроке службы материала.
Неметаллические включения в алюминиевом расплаве
В процессе плавки оксидная пленка погружается в расплав, при этом часть её всплывает на поверхность алюминиевого расплава или прилипает к стенкам печи, а эти капли алюминия и поверхность расплава подвергаются повторному окислению, в результате чего также образуются вышеупомянутые включения. Если эти включения попадают в литую-прокатную ленту, это приводит к появлению таких дефектов, как шлаковые включения и оксидная пленка. Это значительно снижает механические свойства и коррозионную стойкость продукции. Поэтому в процессе непрерывной литья и прокатки расплав необходимо рафинировать и очищать, чтобы эффективно снизить содержание газа и включений и, в конечном итоге, получить высококачественный лист и фольгу. Поэтому технология очистки алюминиевого расплава является основной темой исследований в современных странах. Его основное направление заключается в максимальном повышении эффективности рафинирования и улучшении чистоты металла при условии предотвращения загрязнения окружающей среды.
Для снижения загрязнения металлов примесями можно принять следующие меры: в зависимости от химических свойств выплавляемого металла или сплава следует выбирать химически стойкие огнеупорные материалы; для алюминиевых сплавов следует использовать огнеупорные футеровки с высоким содержанием алюминия; по возможности следует использовать новые материалы с более высокой степенью чистоты; для обеспечения чистоты определенных сплавов в печах с открытым пламенем следует использовать топливо с низким содержанием серы; все инструменты, контактирующие с металлической шихтой, должны быть изготовлены из материалов, которые, насколько это возможно, не привносят примесей, либо конверсионный сплав следует защитить соответствующими покрытиями. Для обеспечения чистоты и эксплуатационных характеристик сплава необходимо проводить очистку печи; уделять внимание выбору вспомогательных материалов; усилить контроль за шихтой, чтобы предотвратить смешивание.