Флюсы для литья алюминия представляют собой твердые вещества (как правило, смесь хлоридов и фторидов), используемые на алюминиевых заводах и литейных цехах. Их назначение заключается в снижении окисления расплава, уменьшении проникновения водорода из окружающей среды, поглощении неметаллических включений, находящихся во взвешенном состоянии в расплаве, очистке стенок печи и ковша от накопившихся оксидов, а также в снижении содержания алюминия, остающегося в шлаке. Для удаления растворенного водорода из расплава, утончения кристаллов алюминия в процессе затвердевания, модификации кремниевых включений в кремнийсодержащих сплавах и окисления избыточного магния. Различные флюсы для литья алюминия выполняют разные функции.
Флюсы для литья алюминия
Для дегазации расплавов алюминиевых сплавов используется рафинирующий флюс, состоящий из солей, содержащих хлор и фтор. Компоненты рафинирующего агента вступают в реакцию с алюминием с образованием газообразных соединений (хлорида алюминия, фторида алюминия). Газ образует пузырьки и поднимается в расплаве. Парциальное давление водорода в образовавшихся пузырьках очень низкое, поэтому он диффундирует 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. Дегазированный флюс также можно вводить методом впрыска. В этом случае инертный газ выступает в качестве носителя для гранулированного флюса. Помимо дегазирующего эффекта, дегазирующая обработка также позволяет удалить неметаллические включения, взвешенные в расплаве.
Этот флюс для удаления шлака способствует отделению расплавленного алюминия, увлеченного в шлак. Помимо хлоридов и фторидов, флюсы также содержат окисляющие компоненты, которые при нагревании вступают в экзотермическую реакцию с алюминием. Тепло, выделяемое флюсом, улучшает смачиваемость и текучесть уловленного алюминия, в результате чего капли алюминия сливаются и стекают в расплав. Шлак, обработанный с помощью устройства для удаления шлака, имеет порошкообразную консистенцию и сухой. Его легко удалить из печи. Флюс способствует снижению потерь алюминия, что делает его использование весьма экономически эффективным, особенно при переплавке алюминиевой стружки.
Флюс Дроссинга для алюминия
Температура плавления покрывающего флюса ниже, чем у алюминия. Покрывающий флюс наносится на поверхность расплавленного алюминия, где он плавится и образует сплошной слой, защищающий жидкий металл от окисления и поглощения атмосферного водорода. Покрывной флюс состоит из смеси NaCl и KCl, а также может содержать некоторые добавки CaCl₂, CaF₂ или KF. Фторид дополнительно снижает температуру плавления флюса и улучшает его очищающую способность. Недостатком флюса, содержащего фтор, является то, что при рабочей температуре он выделяет вредные пары. Флюс с защитным слоем, не содержащий натрия, используется для плавки гиперэвтектического алюминиево-кремниевого сплава. Гиперэвтектический сплав модифицирован фосфором, и добавление фосфора приводит к рафинированию первичных кристаллов кремния. Натрий снижает очищающий эффект фосфора в таких сплавах.
Очищающий флюс удаляет оксиды, находящиеся во взвешенном состоянии в расплаве. Подобно флюсу, очиститель представляет собой смесь хлоридов, фторидов и окислителя. Очиститель выделяет меньше тепла, поэтому его способность отделять алюминий ниже. Однако он обладает лучшей способностью поглощать оксидные включения в расплаве.