Расплавленный алюминий, как правило, подвергается обработке перед литьем с целью удаления водорода, растворенного в расплаве. Эта обработка называется дегазацией и утончением кристаллической структуры.
Дегазация и утончение кристаллов
Дегазация — это широко распространенный метод, позволяющий снизить содержание водорода в расплавленном алюминии и его сплавах.
Одним из самых ранних способов дегазации была обработка расплава (расплавленного алюминия или алюминиевого сплава) гексахлорэтаном. При этом дегазация осуществляется за счет газообразного хлора, выделяющегося в результате разложения гексахлорэтана при его прогоне через расплав.
В целях повышения эффективности удаления водорода, а также для удобства эксплуатации и предотвращения угроз для окружающей среды; Онлайн-дегазация был принят в отрасли.
При онлайн-дегазации азот или иной инертный газ, например аргон, прогоняется через расплав с помощью специально разработанных вращающихся сопел, что позволяет растворенному водороду выходить из расплава в виде пузырьков. На рынке для этих целей доступно такое оборудование, как SNIF, LARS и др.
В ходе последующих разработок в продувочный газ стали добавлять небольшой процент хлора. Это способствовало повышению эффективности процесса дегазации и, следовательно, получило широкое признание. Однако добавление хлора сопряжено не только с дополнительными затратами, но и с собственными сложностями и рисками.
Утончение зерна алюминия и его сплавов проводится с целью улучшения микроструктуры литого изделия, что позволяет повысить скорость литья, устойчивость к горячему растрескиванию, а также механические свойства, в частности, ударную вязкость и пластичность и т. д.
Если кратко описать металлургические принципы, лежащие в основе утончения кристаллитов, то при введении утончителя кристаллитов в расплав алюминия и его сплавов увеличивается количество участков, доступных для образования кристаллитов. В таких условиях образуется большее количество зерен за счет уменьшения размера отдельных зерен. Таким образом, микроструктура материала будет характеризоваться более мелкими/тонкозернистыми зернами и, следовательно, лучшими механическими свойствами.