Alüminyum eriyik arıtma teknolojisi, modern alüminyum dökümcülüğünde araştırmaların ana konusudur. Bu teknolojinin temel amacı, çevre kirliliğini önleme ilkesiyle hareket ederek arıtma etkinliğini artırmak ve metalin saflığını mümkün olduğunca yükseltmektir. Alüminyum eritme işlemi sırasında, oksit tabakası eriyik içine daldırılır. Bunların bir kısmı alüminyum eriyik yüzeyinde yüzer veya fırın duvarına yapışır; bu alüminyum damlacıkları ve eriyik yüzeyi yeniden oksitlenir ve bu da kalıntıların oluşmasına neden olur. Kalıntılar döküm-haddelenmiş şerit içine karıştığında, cüruf kalıntısı ve oksit filmi gibi kusurlara yol açar. Bu durum, ürünlerin mekanik özelliklerini ve korozyon direncini önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle, sürekli döküm ve haddeleme sürecinde, gaz ve kalıntı içeriğini etkili bir şekilde azaltmak ve nihayetinde yüksek kaliteli sac ve folyo malzemeleri üretmek için eriyik rafine edilmeli ve saflaştırılmalıdır.
Erimiş Alüminyumdaki Safsızlıklar
Alüminyum eriyikindeki kirlilikler: Metal yüküne ek olarak, erimiş alüminyum ayrıca astardan ve fırın gazından da kirlilikleri emebilir, akı, şarj ve eritme işlemi sırasında kullanılan aletler.
Alüminyum eriyiğindeki metalik olmayan kalıntılar söz konusu olduğunda, bu terim esas olarak alümina’yı ifade eder. Alümina, yapısı gereği yoğun ve dayanıklıdır; ister katı ister sıvı halde olsun, yüzeye sıkıca tutunan katı bir koruyucu tabaka oluşturması kolaydır. Alüminyum oksit tabakası, erimiş halde darbe aldığında kolayca ince parçacıklara ayrılabilir ve bu da en büyük zarara neden olur. Alüminanın yoğunluğu 3~4 g/cm'ye ulaşabilse de, yüksek sıcaklıkta sadece 2,3~2,4 g/cm'dir; bu da alüminyum çözeltisinin yoğunluğuyla neredeyse aynıdır. Bu nedenle, erimiş alüminyum eriyik içinde alüminum oksit parçacıkları aslında askıda kalmış durumdadır.
Oksitlenmiş cüruf katılaştıktan sonra, döküm şeridine karıştırılır. Zira bu cüruf, ne alüminyum alaşımında çözünebilir ne de diğer elementlerle bir ara bileşik oluşturabilir. Sadece katı halde tanelerin tane sınırlarında dağılabilir ve bu da taneler arasındaki bağlanma kuvvetini bozar. Taneler arası bağlanma kuvvetini bozan bu tür oksitlenmiş cürufların varlığı nedeniyle birçok tehlikeye yol açmış, basınçlı işleme sırasında proses performansını düşürmüş ve işleme sırasında metalin tabakalanmasına neden olarak çatlaklara yol açmıştır. Alüminyum ürünün mukavemeti dengesizdir ve uzama oranı büyük ölçüde azalır. Özellikle darbe yükü veya titreşim yükü altında, malzemenin hizmet ömrünü etkileyen sünek kırılma meydana gelir.
Alüminyum Eriyiğinin Arıtılmasına İlişkin Önlemler
Metallerin kirlilik maddeleriyle kirlenmesini azaltmak amacıyla, aşağıdaki alüminyum eriyiği arıtma önlemleri alınabilir:
- Ergitilen metalin veya alaşımın farklı kimyasal özelliklerine göre, kimyasal kararlılığı yüksek refrakter malzemeler kullanılır. Alüminyum alaşımı için yüksek alüminyum içerikli refrakter astar kullanılmalıdır.
- Belirli alaşımların saflık gerekliliklerini karşılamak için saflığı daha yüksek olan yeni metaller kullanılmaktadır.
- Alev ocağında düşük kükürtlü yakıt kullanılmalıdır: Metal hammaddeyle temas eden tüm aletler, mümkün olduğunca kirlilik getirmeyen malzemelerden yapılmalıdır.
- Dönüştürme alaşımları için fırın, her iki alaşımın saflık ve performans gereksinimlerine uygun olarak temizlenmelidir.
- Yardımcı malzemelerin seçimine özen gösterin.
- Karışma olgusunu önlemek için fırın yükü yönetimini güçlendirin.
- Yükle gaz giderme ekipmanı ve filtreleme ekipmanı fırın ile döküm makinesi arasında yer alan ve temel amacı gaz giderme ve safsızlıkların temizlenmesidir.