يُعد الألومنيوم المنصهر مادة شديدة التفاعل، لذا عندما يتلامس مع الهواء الرطب أو الأدوات المبللة، يتحلل الماء ليطلق غاز الهيدروجين في المادة المنصهرة. وللكميات الزائدة من هذا الغاز المذاب تأثير ضار موثق جيدًا على الخصائص الميكانيكية لمسبوكات الألومنيوم النهائية. ومن المعروف جيدًا أيضًا لأي شخص يعمل في مجال الصب أن الغاز المذاب له تأثير كبير على توزيع وكمية المسامية والانكماش. يجب التحكم في مستويات الهيدروجين المذاب لتقليل الخردة إلى أدنى حد. للتحكم في الغاز في الألومنيوم، تقدم AdTech آلة وحدة إزالة الغاز من الألومنيوم أثناء الصهر. وهي تستخدم تقنية جديدة لتصنيع المواد المنصهرة عالية السيليكون.
وحدة إزالة الغازات من الألومنيوم عبر الخط
تتحقق القدرة على إزالة الغازات من الألومنيوم المنصهر عمومًا باستخدام غاز تطهير، يُضخ عادةً إلى المادة المنصهرة عن طريق وحدة إزالة الغازات الدوارة. تخضع عملية إزالة الغازات هذه لقوانين الديناميكا الحرارية؛ فعندما تُدخل فقاعات غاز التطهير إلى المادة المنصهرة، فإنها تمتص الهيدروجين أثناء تصاعدها نحو السطح. والحالة المثلى هي أن تغادر هذه الفقاعات المشبعة بالهيدروجين المادة المنصهرة، مما يؤدي إلى خفض مستويات الهيدروجين. في هذه الحالة، تبلغ كفاءة العملية 100% من وجهة النظر الديناميكية الحرارية. ولكن مع انخفاض محتوى الغاز في المادة المنصهرة، ينخفض أيضًا ضغط التوازن للهيدروجين في الفقاعات، وبالتالي يجب زيادة كمية غاز التطهير المطلوبة لإزالة الهيدروجين المتبقي.
يُظهر الشكل 1 نسبة إزالة الغاز عند حالة التوازن للألمنيوم النقي عند درجة حرارة تزيد عن 1,400 فهرنهايت (760 درجة مئوية). فعلى سبيل المثال، تعني نسبة إزالة الغاز البالغة 200 أنه سيتطلب 200 لتر من الغاز الخامل لإزالة لتر واحد من الهيدروجين. يحد هذا السلوك من قدرة صانع السبك على إزالة الغازات حتى الوصول إلى مستوى منخفض جدًّا من الهيدروجين. كما تزداد القابلية للذوبان بشكل أسي مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يعني أن ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 200 فهرنهايت (111 درجة مئوية) يؤدي إلى مضاعفة القابلية للذوبان. وفي ظل ثبات جميع العوامل الأخرى، فإن ارتفاع درجة حرارة الألومنيوم المنصهر سيؤدي إلى زيادة الوقت اللازم لعملية إزالة الغازات.
كما يمكن أن تؤثر عناصر السبائك على قابلية ذوبان الهيدروجين. ويتميز تأثير عناصر السبائك بالتغيرات في معامل تصحيح السبيكة، حيث يرد في الجدول 1 بعض سبائك الصب الشائعة. تكون عملية إزالة الغازات من السبائك ذات القيم الأعلى أكثر صعوبة؛ فعلى سبيل المثال، يستغرق إزالة الغازات من الألومنيوم 535 وقتًا أطول بأربع مرات مقارنةً بالألومنيوم النقي. ولحسن الحظ، يمكن التحكم في هذه العوامل، كما يمكن تحقيق المحتوى الغازي والعملية المطلوبة للقضاء على المسامية الزائدة في مصبوبات الألومنيوم دون صعوبة مفرطة في معظم الحالات.
