Alüminyum Alaşımları için Akı Maddeleri

Alüminyum alaşımları için kullanılan akı maddeleri genellikle alkali metaller ve alkali toprak metallerinin klorürlerinden ve florürlerinden oluşur; başlıca bileşenleri ise KCl, NaCl, CaF, Na₃AlF₆, Na₂SiF₆ vb.dir. Akışkanların fiziksel ve kimyasal özellikleri (erime noktası, yoğunluk, viskozite, uçuculuk, higroskopiklik ve oksitlerle olan arayüzü) arıtma etkisinde belirleyici bir rol oynar.

Alüminyum Alaşımları için Akı Maddeleri

Klorür tuzu, alüminyum alaşımı eriyik maddesindeki en yaygın temel bileşendir ve 45% NaCl ile 55% KCl’den oluşan karışık tuz en yaygın olarak kullanılanıdır. Bunlar, katı Al203'e, kalıntılara ve oksit tabakasına güçlü bir şekilde nüfuz etme özelliğine sahiptir; ayrıca NaCl ve KCl'nin erime sıcaklığındaki özgül ağırlığı sırasıyla sadece 1,55 g/cm ve 1,50 g/cm'dir ve bu değerler alüminyum eriyığının özgül ağırlığından önemli ölçüde daha düşüktür. Bu nedenle, Akılar Alüminyum alaşımları için, bu akı alüminyum eriyik yüzeyinde iyi bir şekilde yayılabilir, eriyik yüzeyindeki oksit tabakasını parçalayabilir ve emebilir. Ancak, yalnızca klorür tuzları içeren akılarda parçalama ve emme süreci yavaş ilerler; süreci hızlandırmak için elle karıştırmanız gerekir. Klorür, düşük yüzey gerilimine ve iyi ıslanabilirliğe sahiptir ve kaplama maddesi olarak uygundur.

Klorür tuzu karışımına, esas olarak arıtma amacıyla NaF, Na₃AlF₆ ve CaF₂ gibi az miktarda florür tuzları eklenir. Florür tuzu eriticisi ayrıca eriyik yüzeyindeki oksit tabakasını etkili bir şekilde giderebilir ve gaz giderme etkisini artırabilir.

(1) Florür, erimiş alüminyumla kimyasal olarak reaksiyona girerek gaz halindeki AlF, SiF₄, BF₃ vb. bileşikleri oluşturabilir. Bu bileşikler, oksit tabakasının erimiş alüminyumdan ayrılmasını kolaylaştırır ve oksit tabakasını sıkıştırır.

(2) Yukarıdaki reaksiyonun gerçekleştiği arayüzde oluşan akım, oksit tabakasının “yıkanmasına” ve parçalanmasına da neden olur. Dolayısıyla, flor tuzunun varlığı, alüminyum eriyik yüzeyindeki oksit tabakasının bozulma sürecini önemli ölçüde hızlandırır ve eriyik içindeki hidrojen kolayca dışarı çıkabilir.

(3) Florür (özellikle CaF₂), karıştırılmış erimiş tuzun yüzey gerilimini artırabilir, adsorbe edilmiş oksidin erimiş tuzunu küresel hale getirebilir, eriyikten ayrılmasını kolaylaştırabilir ve alüminyumda hapsolmuş cürufun neden olduğu kaybı azaltabilir.

Akı Arıtma Yöntemi

Şu akı arıtma yöntemi metal olmayan kalıntıların atılmasına olumlu etki eder. Akışkanın fiziksel ve kimyasal özelliklerinin yanı sıra, arıtma derecesi büyük ölçüde arıtma işlemi koşullarına da bağlıdır. Örneğin, akışkan miktarı, akışkanın eriyikle temas süresi ve temas alanı, karıştırma koşulları, sıcaklık vb.

Alüminyum alaşımlı atıkların eritilmesi sırasında, atıkların kalitesi farklılık gösterir ve kaplama maddesi ile arıtma maddesi miktarları da buna göre değişir. Kaliteli atıkların eritilmesinde kaplama maddesi ve arıtma maddesi miktarları nispeten azdır. Kalitesiz atıkların eritilmesinde ise kaplama maddesi ve arıtma maddesi miktarları fazladır. Yüksek magnezyumlu alüminyum alaşımları için, sodyum içeren eriticilerle temastan kaçınmak amacıyla sodyum tuzu içermeyen eriticilerle kaplanmalıdır. Sodyum içermeyen arıtma maddeleri, esas olarak 5052 ve 5754 gibi yüksek magnezyumlu alaşımlı yassı külçeler için kullanılır.

Akı arıtma yöntemi, alüminyum alaşımı eritme üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum alaşımı eriyiği fırında arıtılır; akı, arıtma tankına yüklenir; arıtma borusu, inert gaz üfleme yoluyla bir taşıyıcı olarak kullanılır ve alüminyum eriyiğine sürekli olarak girer; böylece akı ve eriyik tam olarak karışır. Karıştırma işlemi, arıtma amacına ulaşılmasını sağlar. Karıştırma yoğunluğu ne kadar yüksek ve toz püskürtme ne kadar homojen olursa, arıtma etkisi o kadar iyi olur. Ancak, alüminyum eriyik seviyesindeki dalgalanmanın çok büyük olmaması gerektiği unutulmamalıdır. Aksi takdirde, yeni bir oksit tabakasının oluşmasına neden olur.