Дегазация расплавленного алюминия

Дегазация расплава алюминиевого сплава — это процесс литья, направленный на удаление водорода, растворенного в расплаве.

Жидкий алюминий активно растворяет водород, а растворимость газообразного водорода при температуре плавления жидкого алюминия составляет 2,2 см³/100 г.

При затвердевании алюминия растворимость газообразного водорода резко снижается: алюминий в твердом состоянии, имеющий температуру плавления, содержит всего 0,05 см³/100 г водорода.

Таким образом, алюминиевый сплав выделяет избыточный водород в процессе затвердевания. Это приводит к образованию пор, распределенных по всему объёму затвердевшего металла. Размер и количество водородных пор зависят от исходного содержания водорода, состава сплава и условий затвердевания.

Дегазация расплава алюминия с помощью флюса

Для дегазации расплавов алюминиевых сплавов используется флюс, состоящий из солей, содержащих хлор и фтор. Дегазирующий флюс обычно имеет форму порошка или гранул.

Когда гранулы флюса погружаются на дно печи с помощью чистого, предварительно нагретого перфорированного колпака, начинается процесс дегазации. Компоненты флюса вступают в реакцию с алюминием с образованием газообразных соединений (хлорида алюминия, фторида алюминия). Пузырьки газа поднимаются в расплаве. Парциальное давление водорода в образовавшихся пузырьках очень низкое, что позволяет ему диффундировать из расплавленного алюминия в пузырьки. Пузырьки выходят из расплава, а затем проходят через вытяжную систему для удаления газа. Этот процесс продолжается до тех пор, пока пузырькование не прекратится.

Ротационный дегазатор

При ротационном методе дегазации инертный газ или химически инертный газ (аргон, азот) прогоняется через вращающийся вал и ротор. Энергия вращающегося вала приводит к образованию большого количества мелких пузырьков, что обеспечивает очень высокое соотношение площади поверхности к объему.

Ротационная дегазация Данная технология позволяет удалить эти нежелательные компоненты путем барботирования газа, как правило, азота, через расплавленный металл. Газ обычно подается через дегазирующий ротор, который уменьшает размер пузырьков и распределяет азот по всей ванне расплавленного металла. Когда образовавшиеся пузырьки поднимаются через массу расплавленного металла, они поглощают растворённый в металле водород и удаляют его из расплава. Кроме того, неметаллические твёрдые частицы выталкиваются на поверхность под действием флотационного эффекта пузырьков, после чего их можно удалить путём скиммирования металла.