مواد التذويب المستخدمة في صهر الألومنيوم هي مادة صلبة تُستخدم في مسابك الألومنيوم (وعادةً ما تكون خليطًا من أملاح الكلوريد والفلورايد)، والغرض منها هو الحد من أكسدة المادة المنصهرة، وتقليل تغلغل الهيدروجين الموجود في الغلاف الجوي إلى أدنى حد، وامتصاص الشوائب غير المعدنية العالقة في المادة المنصهرة، وإبقاء جدران الفرن/الوعاء خالية من الأكسيد المتراكم، وتقليل كمية الألومنيوم المتبقية في الرغوة، وإزالة الهيدروجين المذاب من المادة المنصهرة، واستخراج حبيبات الألومنيوم أثناء التصلب، وتعديل السبائك المحتوية على السيليكون، حيث تؤدي الشوائب الموجودة في السيليكون إلى أكسدة المغنيسيوم الزائد.
مادة الصهر المستخدمة في صهر الألومنيوم
الممارسة الشائعة لإدخال مادة التلحيم هي التطبيق اليدوي.
يُضاف معظم مادة التذويب إلى سطح المادة المنصهرة ويُقلب فيها. أما بعض مادة التذويب (المستخدمة في إزالة الغازات وتصفيح الحبيبات) فيُغمر في قاع الوعاء من خلال جرة زجاجية مسامية نظيفة ومسخنة مسبقًا.
كما يمكن إدخال المادة المساعدة في المادة المنصهرة عن طريق حقنها في شكل مسحوق ضمن تيار من الغاز الخامل (الأرجون أو النيتروجين).
إن أبسط تقنية لحقن مادة التلحيم هي غمر مسدس الرش في المادة المنصهرة.
الطريقة الأكثر فعالية لإدخال مادة التذويب هي الحقن عبر جهاز إزالة الغازات الدوار.
تصنيف مواد الصهر المصنوعة من الألومنيوم
عامل التغطية
مذيب الصهر
تنظيف مادة التلحيم
عامل إزالة الغازات
وكيل التغطية
تكون درجة انصهار مادة التغطية أقل من درجة انصهار الألومنيوم. تُطبق مادة التغطية على سطح الألومنيوم المنصهر، لتشكل طبقة متصلة على سطحه، مما يحمي المعدن السائل من الأكسدة وامتصاص الهيدروجين الموجود في الغلاف الجوي. يتكون مادة التغطية من خليط من كلوريد الصوديوم (NaCl) وكلوريد البوتاسيوم (KCl)، وقد تحتوي أيضًا على بعض الإضافات من كلوريد الكالسيوم (CaCl₂) أو فلوريد الكالسيوم (CaF₂) أو فلوريد البوتاسيوم (KF). يعمل الفلوريد (CaF₂، KF) على خفض درجة انصهار مادة التغطية بشكل أكبر وتحسين قدرتها على التنظيف. وتتمثل عيوب مادة التغطية المحتوية على الفلور في أنها تطلق أبخرة ضارة عند درجة حرارة التشغيل. تُستخدم مادة التغطية الواقية الخالية من الصوديوم لصهر سبائك الألومنيوم-السيليكون فوق الإيوتكتية (السبائك التي يتجاوز محتوى السيليكون فيها 12.6%). يتم تعديل السبيكة فوق الإيوتكتية بالفوسفور، وتؤدي إضافة الفوسفور إلى تنقية البلورة الأولية للسيليكون. ويقلل الصوديوم من تأثير تنقية الفوسفور في مثل هذه السبائك.
مذيب الصهر
يعزز مادة الصهر التي تنتج الخبث عملية فصل الألومنيوم المنصهر المتبقي في عملية فصل الخبث (والذي قد يصل أحيانًا إلى 80%). بالإضافة إلى الكلوريدات والفلوريدات، تحتوي مواد التسييل أيضًا على مكونات مؤكسدة (KNO3)، والتي تتفاعل طاردة للحرارة مع الألومنيوم عند تسخينها. تعمل الحرارة الناتجة عن مادة التسييل على تحسين قابلية الترطيب والسيولة للألومنيوم المحبوس، وتتحد قطرات الألومنيوم وتتدفق إلى أسفل نحو المادة المنصهرة. يكون الخبث المعالج بواسطة مزيل الخبث مسحوقيًا وجافًا. ويمكن إزالته بسهولة من الفرن. يساعد مادة التذويب على تقليل فقدان الألومنيوم، مما يجعلها فعالة جدًّا من الناحية الاقتصادية، خاصةً في إعادة صهر رقائق الألومنيوم (الرقائق، ومواد الخراطة، وما إلى ذلك).
تنظيف مادة التلحيم
يعمل مادة التسييل التنظيفية على إزالة الأكاسيد العالقة في المادة المنصهرة. وعلى غرار مادة التسييل، تتكون مواد المساعدة في التنظيف من خليط من الكلوريد والفلورايد ومؤكسد. تولد مادة التسييل التنظيفية حرارة أقل، لذا فإن تأثيرها في فصل الألومنيوم يكون أقل. ومع ذلك، فإنها تتمتع بقدرة أفضل على امتصاص شوائب الأكاسيد الموجودة في المادة المنصهرة.
عامل إزالة الغازات
تُستخدم مواد التذويب المكونة من أملاح تحتوي على الكلور والفلور لإزالة الغازات من سبائك الألومنيوم المنصهرة. وعادةً ما تُصنع مادة التذويب المُزيلت الغازات على شكل أقراص. وعندما تُغمر أقراص التذويب في قاع الفرن المزود بـ«جرس» مثقوب نظيف ومسخن مسبقًا، تبدأ عملية إزالة الغازات. تتفاعل مكونات المادة المساعدة مع الألومنيوم لتكوين مركبات غازية (كلوريد الألومنيوم، فلوريد الألومنيوم). يتشكل الغاز على شكل فقاعات ويصعد داخل المادة المنصهرة. ويكون الضغط الجزئي للهيدروجين في الفقاعة المتكونة منخفضًا جدًّا، لذا ينتشر الهيدروجين من الألومنيوم المنصهر إلى داخل الفقاعة. تخرج الفقاعات من المادة المنصهرة ثم يتم إزالة الغاز عبر نظام العادم. تستمر هذه العملية حتى يتوقف تكوّن الفقاعات. يمكن أيضًا إدخال عوامل إزالة الغازات بطرق الحقن. في هذه الحالة، يعمل الغاز الخامل كناقل للمذيب الحبيبي. بالإضافة إلى تأثير إزالة الغازات، يمكن لمعالجة إزالة الغازات أيضًا إزالة الشوائب غير المعدنية العالقة في المادة المنصهرة (تأثير التنظيف).
[…] يلتقي مادة الصهر المستخدمة في صهر الألومنيوم بشوائب الخبث الصلبة الموجودة على سطح الألومنيوم المصهور أو داخله، […]