Alüminyum, hafifliğine rağmen nispeten yüksek mukavemetinden dolayı sıklıkla kullanılan bir metaldir. Ancak alüminyum döküldüğünde, “kalıntılar” olarak bilinen safsızlıklar üründe zayıf noktalar oluşturabilir. Bu inklüzyonların çeşitli nedenleri vardır, ancak en yaygın olanlardan biri hidrojen varlığıdır. Hidrojen gazı sıvı alüminyumda çözünür ve erimiş alüminyumdan neredeyse havadan geçtiği kadar kolay geçebilir. Sıvı metal soğuyup sertleşirken, hidrojen yüksek basınçlı bölgelerden düşük basınçlı bölgelere akar. Birleşerek gaz cepleri oluşturur ve metal katılaştığında bu cepler, kalıntılar ve zayıf noktalar haline gelir. Gaz giderme, erimiş alüminyum alaşımından hidrojeni uzaklaştırmak için kullanılan bir işlemdir.
Hidrojen, gaz fırınlarındaki yanma, aletler üzerinde yoğunlaşma, akı maddeleri ve alaşım katkı maddeleri yoluyla sıvı alüminyuma karışabilir. Ancak hidrojen, erimiş alüminyuma en yaygın olarak atmosferik nem yoluyla karışır. Hidrojenin çözünmesi, atmosferik bağıl nemin artmasıyla birlikte artar.
Erimiş Alüminyum Alaşımının Gazdan Arındırılması
Özellikle havacılık sektöründe daha yüksek kaliteli alüminyum ürünlerine olan talep arttıkça, kalıplanmış ürünlerde kalıntı oluşumunu azaltma ihtiyacı da artmaktadır. Yaygın olarak kullanılan bir hidrojen giderme yöntemi, sıvı alüminyumun içine kabarcıklı azot gazı verilmesidir. Hidrojen, azot kabarcıklarına çekilir, ardından alüminyumun içinden yukarı doğru taşınır ve yüzeyde salınır. Argon da oldukça etkilidir, ancak bu gazın yüksek maliyeti nedeniyle azot tercih edilmektedir.
Azot gazı, erimiş metale ya statik bir mızrak vasıtasıyla ya da bir dönen gaz giderme. Statik lans yöntemi daha ucuz olmakla birlikte, özellikle nemli ortamlarda döner gaz giderme yöntemine kıyasla daha az verimlidir.
Statik mızrak, sıvı alüminyumun bulunduğu kazana yerleştirilen bir borudur. Mızrağın ucundan büyük azot kabarcıkları salınır ve bu kabarcıklar ürünün içinden yukarı doğru yükselir. Nemli havaya maruz kaldıklarında, bu büyük kabarcıklar yüzeye çıkar ve daha fazla nemi çeker; bu nem ise hidrojen ve oksijene ayrışır. Hidrojen daha sonra alüminyumun içine yeniden çözünür.
Döner gaz giderme işlemi, metale verilen inert gazın yüzey alanını artırarak gerçekleştirilir. Daha küçük azot kabarcıkları, toplamda çok daha geniş bir yüzey alanına sahiptir ve daha fazla hidrojen tutar. Ayrıca, daha küçük kabarcıkların yüzeyde yarattığı daha az bozulma sayesinde, atmosferdeki nemden kaynaklanan hidrojenin metale yeniden emilmesi de azalır.