عملية تكرير الألومنيوم باستخدام مادة التذويب، مادة التذويب المستخدمة في إزالة الخبث من الألومنيوم

يُعد صهر سبائك الألومنيوم أحد أهم مراحل العملية في إنتاج قضبان الصب عالية الجودة. وتُعد عملية تنقية الألومنيوم باستخدام مادة التذويب إحدى العمليات المهمة في صهر سبائك الألومنيوم. المكونات الرئيسية للمواد المساعدة المتوفرة حاليًا في السوق هي الكلوريدات والفلوريدات. إذا لم يتم التحكم في العملية بشكل صحيح، فسوف تتشكل الخبث والمسام والحبيبات الخشنة والبلورات الريشية وغيرها من عيوب الصب في قطعة الصب، لذا يجب التحكم فيها بصرامة. من الأفضل التحكم في درجة حرارة صهر سبائك الألومنيوم 6063 بين 750-760 درجة مئوية؛ فإذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًّا، فسيزداد تكوّن شوائب الخبث، وإذا كانت مرتفعة جدًّا، فسيزداد امتصاص الهيدروجين والأكسدة وفقدان الحرق الناتج عن النيترة. وقد أظهرت الدراسات أن قابلية ذوبان الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر ترتفع بشكل حاد عند درجات حرارة تزيد عن 760 درجة مئوية.

عند خفض درجة الحرارة، توجد طرق عديدة لامتصاص الهيدروجين، مثل تجفيف أفران الصهر وأدوات الصهر، وذلك لمنع تدهور جودة مادة التذويب بسبب الرطوبة. ومع ذلك، تُعد درجة حرارة الصهر أحد أكثر العوامل حساسية. فارتفاع درجة حرارة الصهر بشكل مفرط لا يؤدي فقط إلى إهدار الطاقة وزيادة التكاليف، بل يُعد أيضًا سببًا مباشرًا لظهور عيوب مثل المسام، والحبيبات الخشنة، والبلورات الريشية.

تكرير الفلوكس

جدول المحتويات

عملية التكرير بالتدفق

يُعد «فلوكس» مادة مساعدة مهمة تُستخدم في صهر سبائك الألومنيوم. المكونات الرئيسية لـ التدفقات المواد المتوفرة حاليًا في السوق هي الكلوريدات والفلورايدات. ومن بينها، تتميز الكلوريدات بقدرة عالية على امتصاص الماء، كما أنها عرضة للتأثر بالرطوبة. ولذلك، يجب تجفيف المواد الخام المستخدمة في إنتاج مادة التذويب. يجب إزالة الرطوبة تمامًا، وإغلاق العبوة بإحكام، ومنع تلف المنتج أثناء النقل والتخزين، والانتباه إلى تاريخ الإنتاج. وإذا طالت مدة التخزين، فسوف يحدث امتصاص للرطوبة أيضًا. عند صهر سبائك الألومنيوم 6063، فإن مزيل الخبث، إذا امتصت مواد التذويب مثل عوامل التكرير وعوامل التغطية الرطوبة، فسوف يتسبب ذلك في امتصاص الألومنيوم السائل للهيدروجين بدرجات متفاوتة.

مواد الصهر لصب الألومنيوم

اختيار منتج جيد عامل تكرير كما أن اختيار عملية تنقية مناسبة أمر بالغ الأهمية أيضًا. في الوقت الحالي، تُستخدم طريقة تنقية المسحوق في معظم عمليات تنقية سبائك الألومنيوم 6063. تتيح طريقة التكرير هذه التلامس الكامل بين عامل التكرير وسائل الألومنيوم، كما أنها تزيد من فعالية عامل التكرير إلى أقصى حد. وعلى الرغم من أن هذه الميزة واضحة، إلا أنه يجب أيضًا الانتباه إلى عملية التكرير، وإلا فلن تحقق النتيجة المرجوة. ويفضل أن يكون ضغط النيتروجين المستخدم في التكرير بالمسحوق منخفضًا، مما يلبي متطلبات نفخ المسحوق. وإذا لم يكن النيتروجين المستخدم في عملية التكرير عالي النقاء (99.99% N₂)، فكلما زادت كمية النيتروجين المنفوخة في سائل الألومنيوم، زادت كمية الماء الموجودة في غاز الفلور، مما يؤدي إلى أكسدة سائل الألومنيوم وامتصاصه لمزيد من الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، يكون ضغط غاز الفلور مرتفعًا، وتكون موجة الدوران الناتجة عن السائل كبيرة، مما يزيد من احتمالية تكوّن الخبث المؤكسد.

في حالة استخدام النيتروجين عالي النقاء في عملية التكرير، يكون ضغط التكرير مرتفعًا، وتكون الفقاعات المتولدة كبيرة الحجم، وتتمتع هذه الفقاعات الكبيرة بقوة طفو كبيرة في سائل الألومنيوم، مما يؤدي إلى صعودها بسرعة، ووقت بقائها في سائل الألومنيوم قصير، وبالتالي يكون تأثير إزالة الهيدروجين غير جيد، كما أن النيتروجين المهدر يزيد من التكاليف. لذلك، ينبغي تقليل استخدام النيتروجين وزيادة استخدام عامل التكرير، حيث إن زيادة استخدام عامل التكرير أمر مفيد فقط ولا يسبب أي ضرر. وتتمثل النقطة الأساسية في عملية تكرير المسحوق في استخدام أقل كمية ممكنة من الغاز ورش أكبر كمية ممكنة من عامل التكرير في الألومنيوم المنصهر.