العناصر الشوائب في سبائك الألومنيوم والنحاس والمغنيسيوم (Al-Cu-Mg) وسبائك الألومنيوم والنحاس والمنغنيز (Al-Cu-Mn) من سلسلة 2000 هي بشكل أساسي الحديد (Fe) والسيليكون (Si) والزنك (Zn) وما إلى ذلك. في سبائك Al-Cu-Mg التي يقل فيها محتوى المغنيسيوم عن 1.0%، يمكن أن يؤدي محتوى السيليكون الذي يزيد عن 0.5% إلى تحسين سرعة وقوة الشيخوخة الاصطناعية دون التأثير على قدرة الشيخوخة الطبيعية. ونظرًا لأن السيليكون والمغنيسيوم يشكلان طور Mg2Si، فإن ذلك يساعد على تحقيق تأثير الشيخوخة الاصطناعية. ومع ذلك، عند زيادة محتوى المغنيسيوم إلى 1.5%، تنخفض قوة السبيكة ومقاومتها للحرارة مع زيادة محتوى السيليكون بعد إجراء معالجة التصلب بالشيخوخة الطبيعية أو الاصطناعية. ولذلك، يجب أن يكون محتوى السيليكون منخفضًا قدر الإمكان.
بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة محتوى السيليكون ستؤدي إلى زيادة ميل السبائك 2A12 و2A06 وغيرها إلى تشكل الشقوق في عملية الصب، كما ستقلل من اللدونة أثناء عملية التثبيت بالبرشام. لذلك، يُحدد محتوى السيليكون في السبيكة عمومًا بما يقل عن 0.5%. أما بالنسبة للسبائك التي تتطلب ليونة عالية، فيجب أن يكون محتوى السيليكون أقل من ذلك.
العناصر الشوائب في سلسلة 2000
يشكل الحديد (Fe) والألومنيوم (Al) مركبات من نوع FeAl₃. كما يمكن للحديد (Fe) أن يشكل مركبات خشنة مع عناصر مثل النحاس (Cu) والمنغنيز (Mn) والسيليكون (Si). لا تذوب هذه المركبات في المصفوفة وتقلل من مرونة السبيكة. وتكون السبيكة عرضة للتشقق أثناء التشوه، كما تقلل بشكل كبير من تأثير التقوية. ومع ذلك، فإن كمية صغيرة من الحديد (أقل من 0.25%) لها تأثير ضئيل على الخصائص الميكانيكية للسبائك، مما يحسن من ميلها لتشكيل تشققات الصب واللحام، ولكنه يقلل من سرعة الشيخوخة الطبيعية. من أجل الحصول على مواد ذات ليونة أعلى، يجب أن يكون محتوى الحديد والسيليكون في السبائك منخفضًا قدر الإمكان. ولكمية صغيرة من الزنك (Zn) (من 0.1% إلى 0.5%) تأثير ضئيل على الخصائص الميكانيكية لسبائك الألومنيوم والنحاس والمغنيسيوم في درجة حرارة الغرفة، لكنها تقلل من مقاومة السبيكة للحرارة. ويجب أن يقتصر محتوى الزنك (Zn) في السبيكة على أقل من 0.3%.
عندما يتجاوز محتوى الحديد (Fe) في سبيكة الألومنيوم والنحاس والمنغنيز (Al-Cu-Mn) قيمة 0.45%، تتشكل الطور غير القابل للذوبان Al7Cu2Fe، مما يؤدي إلى إضعاف الخصائص الميكانيكية للسبيكة في حالة الشيخوخة بعد التبريد السريع، وكذلك إضعاف مقاومة التعب عند درجة حرارة 300 درجة مئوية. لذلك، يُقيد محتوى الحديد عمومًا بـ 0.3% أو أقل. ولا تؤثر كمية صغيرة من السيليكون (0.4%) بشكل واضح على الخصائص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة، لكنها ستقلل أيضًا من مقاومة التعب عند 300 درجة مئوية. وعندما يتجاوز محتوى السيليكون (Si) 0.4%، فإنه سيؤدي أيضًا إلى انخفاض الخصائص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة. ولذلك، يجب أن يكون محتوى السيليكون أقل من 0.3%. لا تؤثر كمية صغيرة من الزنك (0.3%) على أداء السبيكة في درجة حرارة الغرفة، لكنها يمكن أن تسرع انتشار النحاس في الألومنيوم وتقلل من مقاومة التعب للسبيكة عند 300 درجة مئوية، ولذلك يتم التحكم في محتواها عمومًا بحيث لا يتجاوز 0.1%.
تقدم شركة AdTech مواد مساعدة لإزالة الشوائب. تعمل هذه المواد على حل مشكلة الجرعات الضخمة التقليدية ومشكلة إنتاج الرماد الناتج عن عملية التكرير. جرعة AdTech تدفق التكرير 1.5-2.0 كجم لكل طن، مع إنتاج رماد يتراوح بين 0.8 و11 تي بي 3 تي، مما يلبي متطلبات صب سبائك الألومنيوم عالية الدقة، ويحسن بشكل فعال معدل إنتاج المعدن المنصهر الذي يتراوح بين 0.6 و0.81 تي بي 3 تي، ويحقق هدف توفير الطاقة.
