Melyek a fő alumíniumötvözet-finomítási technológiák?

Az alumíniumötvözet finomítása eltávolítja az oldott gázokat és a nem{0}}fémes zárványokat az olvadt fémből az öntés előtt. Az alumíniumolvadékokban a hidrogén a domináns gáz, amely az oldott gáztartalom több mint 85%-át teszi ki, és az alumínium-oxid a fő zárvány. Mivel a hidrogén telített oldhatósága a folyékony alumíniumban nagyjából 20-szorosa a szilárd alumíniuménak, a hidrogén kicsapódik a megszilárdulás során, és lyukakat és porozitást képez az öntvényekben, hacsak az olvadékot nem gáztalanítják és megfelelően megtisztítják.

Miért kell a gáztalanítást salakeltávolítással kombinálni?

A zárványok és az oldott gáz kölcsönhatásba lépnek a megszilárdulás során. Az ipari -tisztaságú alumíniumban tűlyukak jelennek meg, ha a hidrogéntartalom meghaladja a körülbelül 0,1 ml-t 100 g olvadt fémben, míg a nagy-tisztaságú alumíniumban pórusok nem figyelhetők meg, amíg a hidrogén el nem éri a körülbelül 0,4 ml-t 100 g-on. A különbség azt mutatja, hogy az oxidzárványok a hidrogénpórusok nukleációs helyeiként működnek. A salak és a zárványok eltávolítása tehát a hatékony gáztalanítás alapja, és a két műveletet nem külön lépésként, hanem együtt kell végrehajtani.

Hagyományos finomítószerek és korlátaik

A hexaklór-etán- és klorid--alapú sókat régóta használják finomítószerként, mivel mind a gáztalanításban, mind a salakeltávolításban hatékonyak. A klór reakciótermékei eltávolítják a hidrogént, és elősegítik a zárványok felszínre úsztatását, ahol lefölözik azokat. Ezek a szerek azonban a kezelés során klórt és klórozott gázokat bocsátanak ki, ami környezeti szempontból nem kívánatos és veszélyes a kezelők számára. Az egyre szigorúbb kibocsátási előírások arra késztették az öntödéket, hogy ezeket nem-mérgező folyasztószerekkel és inert{5}}gáz-alapú módszerekkel helyettesítsék.

A forgó járókerék gáztalanító (RID) módszer

A forgó járókerekes gáztalanító inert gázt, általában argont vagy nitrogént fecskendez be az olvadékba egy forgó tengelyen keresztül, amelynek alsó végén van rotor. A rotor a bejövő gázáramot nagyjából 0,5 mm átmérőjű finom buborékokká nyírja. A kis buborékok nagy felületű-felület-/-térfogat arányúak, és lassan emelkednek fel az olvadékon keresztül, ami maximalizálja a buborék felülete és a folyadék közötti érintkezési időt. A hidrogén bediffundál a buborékba, és a felszínen távozik az olvadékból. Ugyanezek a buborékok tapadnak az oxidzárványokhoz is, és lebegtetik azokat a salakrétegbe, kombinálva a gáztalanító és tisztító hatást.

Fluxus-injekciós (FI) módszer

A folyasztószer-injektálás a por alakú folyasztószert inert gázt használva az olvadékba továbbítja. A por növeli a fluxus és a folyékony fém érintkezési felületét, ami javítja a salak felszívódását és az oxidfilmek eltávolítását. Ugyanakkor a fluxus módosítja a gázbuborékok és az olvadék közötti határfelület tulajdonságait, ami növeli a hordozógáz hidrogéneltávolítási hatékonyságát. A folyasztószer-injektálás különösen hasznos magas zárványszintű olvadékok esetében, például másodlagos alumíniumötvözetek és erősen újrahasznosított anyagok esetében.

A Rotary Purge Method: RID és FI kombinálása

A rotációs öblítési módszer egyesíti a két elvet: a por alakú folyasztószert a forgó járókeréken keresztül fecskendezik be, miközben az inert gáz továbbra is finom buborékokat hoz létre. A forgó öblítőlándzsa egyenletesen diszpergálja mind a gázt, mind a fluxust az olvadékon keresztül, ezzel egyidejűleg gáztalanítást, fluxust és zárványflotációt biztosít egy kezelési lépésben. Jelenleg ez a leghatékonyabb egyetlen-finomítási-technológiai lehetőség számos öntödei és egyenáramú-öntősor számára, és ez a legmodernebb soron belüli-olvadékkezelő állomás alapja.

Folyamatellenőrzés és minőségellenőrzés

Mérje meg a hidrogéntartalmat a kezelés előtt és után csökkentett nyomású -teszttel vagy egy kereskedelmi hidrogénszondával; A célszintek az ötvözetcsaládtól és az öntési folyamattól függenek.

Ellenőrizze a zárvány eltávolítását K-formatesztekkel vagy PoDFA-elemzéssel, különösen a nagy-integritású repülőgép- és autóipari öntvények esetében.

Tartsa a kezelési hőmérsékletet az ötvözet -specifikus ablakán belül; a túl magas hőmérséklet elősegíti az újra-oxidációt és a hidrogénfelvételt.

Csökkentse minimálisra a kezelés utáni tartási időt, és védje az olvadék felületét fedőfolyasztószerrel vagy inert gázzal az újbóli szennyeződés elkerülése érdekében.

Válassza ki a folyasztószer típusát az ötvözetek kémiája alapján: a klorid--- és fluor--mentes folyósítószereket részesítik előnyben, ahol a környezetvédelmi engedélyek szigorúak.

Gyakran Ismételt Kérdések

Miért a hidrogén a fő gáz az alumíniumolvadékokban?

A hidrogén az egyetlen gáz, amely jelentős mértékben oldódik folyékony alumíniumban. A töltetben, a kemence légkörében és a szerszámokban lévő nedvesség az olvadék hőmérsékletén disszociál, és az atomos hidrogén könnyen feloldódik a folyékony fémben.

Mi történik, ha az olvadékot finomítás nélkül öntik?

Az oldott hidrogén a megszilárdulás során kicsapódik és tűlyukakat képez, míg az oxidzárványok csökkentik a mechanikai tulajdonságokat és a megmunkálhatóságot. Az eredmény porozitás, szivárgás a nyomáss{1}}öntvényeknél és rossz felületi minőség.

Miért hatékonyabbak a kis buborékok a gáztalanításban, mint a nagyok?

Egy kis buborék térfogategységenként nagyobb felülettel rendelkezik, és lassabban emelkedik fel, így a hidrogénnek több ideje van a buborékba való bediffundálásához. A rotort úgy tervezték, hogy 0,5 mm körüli buborékokat hozzon létre emiatt.

A fluxus befecskendezése helyettesítheti a forgó járókereket?

A fluxus injekció önmagában javítja a zárvány eltávolítását, de kevésbé hatékony a gáztalanításban. A rotációs öblítési módszer, amely mindkettőt kombinálja, a legjobb általános eredményt adja, és ez az előnyben részesített konfiguráció a modern kezelőállomásokon.

Használnak még hexaklór-etán{0}}alapú szereket az iparban?

Ezeket a legtöbb régióban fokozatosan megszüntetik a klórkibocsátás és az üzemeltetők biztonsági aggályai miatt. A nem-mérgező folyasztószerek és az inert-gázos gáztalanítási módszerek uralják az új létesítményeket.

Mennyi ideig tartson egy tipikus gáztalanítási ciklus?

A ciklusidő az olvadéktérfogattól, az ötvözettől és a megcélzott hidrogénszinttől függ, általában 5-15 perc szakaszos kezelés esetén. A helyes végpontot a hidrogénmérés igazolja, nem csak a rögzített idő.