По мере того как спрос на отливки из цветных металлов (особенно из алюминия и алюминиевых сплавов) продолжает расти, усиливается давление на литейные предприятия с целью повышения качества отливок. В соответствии с техническими требованиями большинства отраслей промышленности, включая строительство, машиностроение, транспорт, а также аэрокосмическую и автомобильную отрасли, использование таких отливок в последние годы стремительно растет. Для удаления примесей из расплава с целью получения более чистого металла более высокого качества одним из наиболее распространённых и эффективных методов очистки, применяемых литейными предприятиями, является ротационная дегазация литейного расплава.
В расплавленном алюминии встречаются два основных типа примесей: растворенный водород и твердые неметаллические включения.
По мере остывания металла растворенный водород выделяется из раствора и образует вредные поры. Эта пористость и неметаллические твердые включения снижают прочность и негативно сказываются на конечных эксплуатационных характеристиках алюминиевых отливок.
Эта реакция приводит к образованию оксидной корки на поверхности расплавленного металла в процессе плавки и последующей перекачки расплава. Образовавшиеся оксиды удерживаются в большей части расплава и затем попадают в готовое литье. Другие неметаллические включения, такие как карбиды, нитриды или бориды, могут поступать из таких источников, как материалы тиглей или другие огнеупорные материалы.
Любые образовавшиеся включения приведут к появлению структурных дефектов в отливке, что негативно скажется на механических свойствах, а также создаст трудности при обработке и может привести к повреждению станка.
Поэтому для обеспечения наилучшего качества перед литьем из расплавленного металла необходимо удалить растворенный водород и неметаллические включения.
По мере роста мирового спроса на объемы и качество алюминиевых отливок отрасль становится всё более глобализированной, а конкуренция между литейными предприятиями — всё более ожесточённой. Литейные предприятия должны применять наиболее эффективные и экономичные технологии, чтобы поставлять отливки по конкурентоспособным ценам.
Ротационная дегазация при литье используется для очистки металла и представляет собой физический процесс с использованием инертного газового флюса. Для дегазации алюминия рекомендуется использовать сухой азот или аргон. Водород, растворенный в расплаве, диффундирует в поднимающиеся пузырьки флюсового газа и выносится на поверхность расплава. Оксиды и другие неметаллические включения удаляются в основном методом флотации, поскольку мелкие пузырьки инертного газа прилипают к оксидам и затем всплывают на поверхность ванны. Принципы, применимые к удалению водорода, действуют и при удалении оксидов.
Принцип ротационная дегазация заключается в увеличении площади поверхности интеркаляционного газа, контактирующей с металлом. Чем больше площадь поверхности, тем выше скорость переноса от металла к инертному газу. При заданном объёме газа чем меньше размер пузырьков, тем больше их площадь поверхности. Например, пузырь диаметром 1 дюйм имеет площадь поверхности 6 квадратных дюймов. Если этот же пузырь разделить на пузырьки диаметром 1/16 дюйма, площадь поверхности увеличится до 96 квадратных дюймов. Более мелкие пузырьки меньше мешают поверхности расплава, что снижает дополнительное поглощение водорода во влажной среде.