Принцип действия метода рафинирующего флюса заключается в поглощении и растворении окисленных включений в расплавленном алюминиевом сплаве, а также адсорбированного на них водорода, после чего они всплывают на поверхность расплава и попадают в шлак, что позволяет достичь целей шлакообразования и дегазации. Эффект очистки хороший, особенно при плавке алюминия (AL). Метод с использованием флюса необходимо применять при плавке магниевых сплавов или при переплавке обрезков и измельчённого материала.
Особенности флюса для рафинирования алюминиевых сплавов
- Он не вступает в химическую реакцию с расплавленным алюминием и не растворяется в нём.
- Температура плавления ниже температуры рафинирования, текучесть хорошая, что позволяет легко сформировать сплошной слой на поверхности расплавленного алюминия для его защиты, а температура плавления выше температуры литья, что облегчает удаление шлака.
- Он способен поглощать, растворять и разрушать включения AL₂O₃.
Повышение эффективности флюса при рафинировании
- Покрывающие свойства: способность флюса самопроизвольно распределяться по поверхности расплавленного алюминия с образованием сплошного покрывающего слоя.
- Эффективность разделения: под эффективностью разделения понимается качество автоматического разделения флюса и фильтрата. Чем лучше разделение, тем проще удалить шлак и тем меньше вероятность того, что флюс попадет в расплавленный алюминий и будет разлито в формы, не вызывая образования флюсо-шлаковых включений.
- Очищающая способность: Под очищающей способностью понимается исключительно способность флюса поглощать, растворять и разрушать оксидные включения в расплавленном алюминии.
Необходимо выбрать очищающий флюс который обладает поверхностной активностью по отношению к печному газу и окисленным включениям, то есть флюс с низким поверхностным натяжением, причем чем оно ниже, тем лучше.
Жидкий алюминий и Al₂O₃ обладают взаимодополняющей смачиваемостью, угол смачивания θ > 130℃; если добавить элементы, увеличивающие угол смачивания, это улучшит рафинирующую способность флюса.
Добавление лития, кальция, магния, висмута и других элементов в расплав алюминия приводит к снижению свободной энергии поверхности между расплавом алюминия и печным газом, что ухудшает покрываемость флюсом. Медь, кремний, цинк, железо, марганец и никель в расплавленном алюминии — такие элементы, не являющиеся поверхностно-активными веществами, не оказывают влияния на свободную поверхностную энергию между расплавленным алюминием и печным газом и не влияют на способность флюса покрывать поверхность.
Если поверхностное натяжение между флюсом и тиглем невелико, флюс автоматически прилипнет к стенке тигля, в результате чего расплавленный алюминий окажется под воздействием газов печи и утратит защитное действие флюса.