Alüminyum Alaşımı Ergitme Sürecinde Alüminyum ve Hidrojen Arasındaki İlişki
Alüminyum alaşımı, sıvı haldeyken gaz emme eğilimindedir. Emilen gaz temel olarak iki kaynaktan gelir. Bir yandan, bu gaz, alüminyum hammaddesinde doğal olarak bulunan gazdır. Diğer yandan ise farklı eritme yöntemleri sonucunda elde edilen ve kullanılan gazdır. Emilen fırın gazı, çevredeki nemli havadan fırın yüküne yapışan nem ve yağ, kurutulmamış hava giderici ve eritme sırasında emilen nemdir. Deneysel araştırmalar, alüminyum alaşım emiliminde en çok bulunan gazın hidrojen olduğunu göstermektedir; bu nedenle hidrojen, gaz giderme işleminin ana hedefidir.
Alüminyum alaşımında çözünen hidrojen miktarı, erimiş alüminyumun ısıtma sıcaklığıyla birlikte artar. Yaklaşık 600 °C’den itibaren hidrojen emmeye başlar ve bu miktar 750 °C’ye kadar kademeli olarak artar. Büyük miktarda hidrojen emilmesini önlemek için sıcaklık 750 °C’yi aşmalıdır. Hidrojen, mukus içinde çözünür ve alüminyumla birlikte bir “sıvı faz” oluşturur. Katılaşma sırasında hidrojen, alüminyumda çözünmeden dışarı kaçar. Ancak, dökümün yüzeyi ilk olarak katılaştığı için hidrojen dışarı çıkamaz; bu nedenle dökümün içinde kalır ve gözenekler oluşturur.
Gaz Giderici Madde
Bunun amacı gaz giderici madde Alüminyum alaşımı çözeltisinde emilen hidrojeni gidermek, dökümün içindeki gözenek oluşumunu önlemek ve kristal yapısını daha ince hale getirmektir. Gaz giderici maddeler iki türe ayrılabilir: katı gaz giderici maddeler ve gaz halindeki gaz giderici maddeler. Katı gaz giderici maddeler arasında ZnCl₂, MnCl₂, AlCl₃ vb. bulunurken, gaz halindeki gaz giderici maddeler arasında klor ve azot yer alır.
Alüminyum Alaşımının Oksidasyonu
Alüminyum oksit, alüminyumun oksitlenmesi sonucu oluşur. Bu madde, sıvı alüminyumun içine hidrojeni güçlü bir şekilde emer. Aynı zamanda, alüminyum ve alaşım çözeltisi alüminyum oksit ile kirlenir ve performansında ciddi bir bozulma meydana gelir. Alümina, erimiş alüminyumda çözünmez; ancak alaşımın akışkanlığını azaltarak dökümlerde gözenek, çatlak ve izlerin oluşmasına neden olur; bu da dökümlerin mekanik özelliklerini ve işlenebilirlik özelliklerini düşürür.
Nispeten saf bir alüminyum alaşımı elde etmek için gerekli koşulları sağlamak amacıyla, öncelikle kuru ve kir içermeyen hammadde kullanılmalıdır. Metal yüzeyindeki nem ve korozyon ürünleri, oksidasyon nedeniyle alaşımın kirlenmesinin başlıca nedenidir. Eritme işlemi sırasında, alüminyum alaşımının oksidasyonu, fırın içindeki atmosferle etkileşim sonucu meydana gelir. Alaşım sıvısının sıcaklığı ne kadar yüksekse, oksidasyon derecesi de o kadar yoğun olur. Bu nedenle, alaşım sıvısının aşırı ısınmaması için uygun eritme koşulları sağlamak, alüminyum alaşımının oksidasyonunu önlemenin önemli bir parçasıdır.