Очистка расплава алюминиевого сплава является необходимым условием для получения высококачественных отливок. Вследствие поступления и окисления сырья, а также в ходе процессов плавки, транспортировки и литья жидкий алюминиевый сплав легко загрязняется растворенным водородом, неметаллическими включениями, а также тритием, щелочными и щелочноземельными металлами, что делает отливки подверженными появлению пор, включений и других дефектов, а также приводит к значительному ухудшению механических свойств, коррозионной стойкости, герметичности, характеристик анодного окисления и внешнего качества отливок. Поэтому перед литьем расплав необходимо подвергнуть рафинированию и очистке для удаления воздуха и примесей с целью повышения чистоты расплава алюминиевого сплава. В зависимости от механизма рафинирования существует множество методов рафинирования расплава алюминиевого сплава, которые можно разделить на две категории: адсорбционные и неадсорбционные методы.
Методы рафинирования алюминиевых сплавов
Метод адсорбционного рафинирования основан на адсорбционном эффекте рафинирующего агента и позволяет удалить окислительные включения и газы. Рафинирующий эффект проявляется только на границе раздела фаз и не может охватить весь расплавленный алюминий, поэтому его эффективность ограничена. В частности, этот метод подразделяется на два вида: метод флотации и метод фильтрации.
Принцип метода флотации заключается в подаче инертного газа в расплавленный алюминий с целью образования большого количества пузырьков. Поскольку парциальное давление водорода в пузырьках равно нулю, водород продолжает диффундировать в пузырьки за счет разницы в парциальных давлениях водорода в расплавленном алюминии и пузырьках, после чего пузырьки всплывают на поверхность жидкости и удаляются из неё. В то же время, благодаря разнице в смачиваемости, включения в расплавленном алюминии могут адсорбироваться на пузырьках, а затем всплывать и удаляться, что позволяет достичь цели удаления водорода и включений.
В данном методе фильтрации используется фильтры для расплавленного алюминия изготовлены из различных материалов для очистки расплавленного алюминия, что позволяет значительно повысить качество отливок. Фильтрующее устройство для алюминиевых сплавов постоянно погружено в расплав алюминия, а его температура поддерживается на уровне, превышающем температуру разливки. Расплав алюминия не охлаждается и не конденсируется на протяжении всего процесса фильтрации, что позволяет использовать данное устройство в процессе непрерывной разливки. После фильтрации удаляются различные неметаллические включения, повышается устойчивость к газообразованию и улучшается качество расплавленного алюминия.