Флюсы для литья алюминия

Флюсы для литья алюминия в основном представляют собой смесь хлоридных и фторидных солей, а также других добавок. Большинство флюсов созданы на основе KCl и NaCl. Еще одним широко используемым компонентом является NaF, который при температуре 607 °C образует тройную эвтектику с KCl и NaCl.

Компания AdTech предлагает флюсы для литья алюминия, в том числе Флюс для рафинирования, Флюс для удаления шлака, средство для изоляционного покрытия, Флюс для удаления оксидов.

Фторид щелочного металла является поверхностно-активным веществом, способным снижать поверхностное натяжение между флюсом и металлом, а также между флюсом и оксидом. По сравнению с щелочными металлами AlF₃, MgF₂ и хлориды обладают низкой поверхностной активностью. Это объясняется тем, что расплав фторидных солей, содержащий NaF и F, легко поглощает некоторое количество натрия и калия, а натрий и калий являются поверхностно-активными элементами. Как и натрий, калий оказывает негативное влияние на конечные свойства отливки. К счастью, благодаря схожим свойствам калий можно удалять так же, как и натрий.

Фториды металлов способны растворять оксиды в небольших количествах, что способствует проникновению сквозь оксидную пленку на поверхности пены, тем самым улучшая смачиваемость, что помогает отделить оксидные включения от жидкости и выделить алюминий из пены. Однако температура плавления фторидов щелочных металлов, как правило, выше, что ограничивает их применение, а использование фторидных солей предъявляет более строгие требования к охране окружающей среды, чем использование чистых хлоридных солей. В качестве флюса на основе фторидных солей обычно используют криолит (Na₃AlF₆), фторид кальция (CaF₂) или фтористосиликат натрия (Na₂SiF₆), а их общее содержание, как правило, не превышает 20%.

Содержащие кислород соединения, такие как NaNO₃ и KNO₃, добавляемые в флюс, вступают в реакцию с алюминием с образованием Al₂O₃ и выделением большого количества тепла, что позволяет локально улучшить текучесть и, таким образом, повысить фактический выход алюминия. В печном флюсе эти экзотермические реакции могут ускорить проникновение флюса в включения в стенках печи.

Соединения, содержащиеся в включениях, могут разлагаться в расплаве алюминия с образованием газов Cl, CO или галогенидов металлов, при этом водород из расплава алюминия диффундирует в пузырьки, что позволяет достичь цели удаления водорода. Наиболее широко используемым из этих соединений является C₂Cl₆, при разложении которого образуются Cl₂ и AlCl₃.

Некоторые соединения, а также алюминий или алюминиевые включения регулируют содержание легирующих элементов в расплавленном алюминии. NaF может повышать содержание следовых количеств натрия и оказывать метаморфизирующее действие; K₂TiF₆ и KBF₄ могут повышать содержание титана и бора соответственно и оказывать рафинирующее действие. AlF₃ в определенной степени способен удалять из расплавленного алюминия примеси, такие как Ca, Sr, Na и Mg. При наличии Cl может образовываться соединение, содержащее Cl, что позволяет удалять Ca, Li, Mg и Sr.