Алюминий и алюминиевые сплавы легко вдыхаются и образуют включения в процессе плавки и разливки, что напрямую влияет на качество получаемой продукции. Эффект дегазации расплавленного алюминия с помощью флюсов при производстве алюминия и алюминиевых сплавов заключается в следующем: значительное снижение содержания газа в расплавленном алюминии, уменьшение количества включений в расплавленном алюминии, снижение содержания вредных элементов в расплавленном алюминии и т. д., что позволяет снизить частоту образования микропористости и пористость отливки.
Водород — единственный газ, который может растворяться в расплаве алюминия в больших количествах. На долю водорода приходится более 80% газа, растворенного в расплаве алюминия, при этом растворимость водорода в твёрдом алюминии значительно ниже, чем в жидком. В процессе затвердевания расплава растворимость водорода в расплаве снижается по мере понижения температуры. Поэтому после затвердевания алюминиевого материала в твердом алюминии сохраняется лишь около 5% водорода, содержавшегося в жидком алюминии, а оставшиеся 95% водорода выделяются из алюминия, образуя молекулярный водород, который затем проникает в затвердевший алюминий. В результате образуются дефекты, такие как микроотверстия или поры.
Добавление необходимого количества очистительные флюсы Добавление в расплавы алюминия и алюминиевых сплавов позволяет значительно снизить количество микроотверстий и пористость получаемых отливок.
Эффект дегазации расплавленного алюминия с использованием флюсов в основном проявляется в следующих двух аспектах:
(1) Компонент флюса обладает большей аффинностью к водороду и способен поглощать и растворять его в больших количествах. Компоненты флюса и водород образуют стабильные соединения с высокой температурой плавления, что снижает содержание растворенного водорода в расплаве и значительно уменьшает содержание водорода и частоту образования микропористости в алюминии, при этом соединения флюса с высокой температурой плавления удаляются в виде шлака.
(2) В алюминии и алюминиевых сплавах невозможно однородное зародышеобразование пузырьков водорода; оно может происходить только путем гетерогенного зародышеобразования. Ядром зародышеобразования могут служить твердые частицы в расплаве, стенки формы, передняя граница раздела «твердое-жидкое» и начальная фаза. После добавления флюса в расплав, благодаря его чрезвычайно активным химическим свойствам, он может вступать в реакцию с включениями Al₂O₃ в расплаве, что приводит к снижению содержания включений или изменению их морфологии. Кроме того, флюс оказывает метаморфическое воздействие на некоторые первичные фазы расплава в процессе затвердевания. Первичная фаза изменяется с крупных полосок на мелкие сферы, что значительно уменьшает ядра зародышеобразования пузырьков в расплаве, тем самым снижая количество пор в отливках из алюминия и алюминиевых сплавов.