تكرير الألومنيوم المنصهر، تكرير باستخدام مادة التذويب، تكرير لإزالة الغازات

تعد عملية تنقية ذوبان الألومنيوم ضرورية في عملية الصهر المنفرد. وذلك لأن ذوبان الألومنيوم عرضة للتأكسد، والاستنشاق، وامتصاص الشوائب المعدنية. ولذلك، فإنه من السهل جدًّا أن يتلوث أثناء عملية الصهر. يُعد منع تلوث الشوائب مسألة مهمة في صهر الألومنيوم وسبائكه. ويُعد تنقية ذوبان سبائك الألومنيوم تقنية أساسية لضمان الجودة المعدنية لمواد سبائك الألومنيوم، وهي مشكلة حظيت باهتمام واسع النطاق من قبل الأوساط الأكاديمية والتجارية. إن إزالة الغازات من الألومنيوم المنصهر وتكريره ويتمثل الهدف الرئيسي في تقليل محتوى الهيدروجين ومحتوى الشوائب الأكسيدية في المادة المنصهرة.

تكرير الألومنيوم المنصهر

يبلغ محتوى الهيدروجين المطلوب لضمان نقاء سبائك الألومنيوم المنصهرة عمومًا 0.15 ميللي لتر/100 غرام من الألومنيوم على المستوى المتقدم محليًّا، و0.10 ميللي لتر/100 غرام من الألومنيوم على المستوى الرائد دوليًّا. ولا يُسمح بوجود جسيمات أو تكتلات بحجم الميكرون في الشوائب المؤكسدة. ويتضح من ذلك أن متطلبات نظافة سبائك الألومنيوم المنصهرة صارمة للغاية.

الشوائب من Al₂O₃ دقيقة، وكثافتها النوعية مشابهة لتلك الخاصة بالألومنيوم، وتطفو في الألومنيوم المنصهر. العلاقة بين الشوائب و[H].

أ) يمكن لطبقة الألومينيوم أكسيد (Al₂O₃) الموجودة على السطح أن تحمي الألومنيوم المنصهر من التعرض لمزيد من الأكسدة.

ب) وفي الوقت نفسه، لا يمكن لـ [H] المُشبع جدًّا أن ينتشر في الغلاف الجوي.

ج) عندما تزيد درجة الحرارة عن 900 درجة مئوية، يتحول y-A1203 إلى aA1203، فتزداد الكثافة النوعية، وتتشقق الطبقة، وتغوص طبقة α-Al₂O₃، وتزداد شوائب الألومنيوم السائلة، ويجب صهرها عند درجة حرارة منخفضة.

تكرير الألومنيوم المنصهر

يمكن تلخيص مبدأ العملية المتبعة في إزالة المسام والشوائب المؤكسدة على النحو التالي: “الوقاية”، “التخلص”، و“الحل”.

“ويتمثل الهدف من ”المنع» في منع دخول الغاز وجميع أنواع الأوساخ إلى فرن الصهر.
“يهدف ”التنقية» إلى إزالة الشوائب المؤكسدة والهيدروجين من الألومنيوم المنصهر.
“يُقصد بـ”الحل» أن الهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر يمكن أن يذوب جزئيًا أو حتى كليًّا في بنية السبيكة أثناء عملية التصلب، وذلك لتجنب تكوّن مسام في قطعة الصب.

من أجل تنظيم واختيار ثلاث مجموعات من التدابير التكنولوجية المتمثلة في “الوقاية” و“التصريف” و“الحل”، يجب التمسك بمبدأ “الوقاية أولاً والتصريف ثانيًا” في عملية الصهر. وقد أثبتت الممارسة أن محور أفضل طريقة للتكرير لا يزال يتمثل في كلمة “الوقاية”. وتأثير “الصهر” واضح. فعند استخدام صب القوالب المعدنية، والصب بالقالب، والصب بالضغط المنخفض، والصب بالضغط السلبي، والصب بالضغط، يمكن الحصول على قطع مصبوبة مؤهلة حتى مع استخدام الألومنيوم المصهور ذي الجودة الرديئة.