معالجة تنقية الألومنيوم المنصهر، الترشيح باستخدام تقنية CFF

في مجال السيارات والطائرات، تتزايد باستمرار تطبيقات الأجزاء الكبيرة المصنوعة من سبائك الألومنيوم، كما أن المتطلبات المفروضة على هذه الأجزاء تزداد صرامةً يوماً بعد يوم. وبالإضافة إلى ضمان التركيب الكيميائي والخصائص الميكانيكية ودقة الأبعاد، لا يجوز أن تظهر في قطع الصب أي عيوب مثل الانكماش أو المسامية أو التسرب أو شوائب الخبث وغيرها من العيوب. تعد معالجة تنقية الألومنيوم المنصهر إحدى الطرق الأساسية لإنتاج قطع مصبوبة من الألومنيوم عالية الجودة، كما أنها الطريقة الرئيسية لتحسين الأداء الشامل لسبائك الألومنيوم.

معالجة تنقية الألومنيوم المنصهر

جدول المحتويات

معالجة تنقية الألومنيوم المنصهر

يؤثر عملية تنقية ذوبان سبائك الألومنيوم بشكل كبير على المسامية وتكوين الشوائب، كما يؤثر بشكل مباشر على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية وخصائص الأداء لمسبوكات الألومنيوم. ففي حالة عدم توفر سبائك الألومنيوم المنصهرة عالية الجودة، حتى لو كانت معالجات التعديل وتحسين الحبيبات اللاحقة فعالة، فإنه بمجرد ظهور عيوب في قطعة الصب، ستظل هذه العيوب قائمة بصعوبة ويصعب تعويضها، ومن الصعب تصور الحصول على قطع مصبوبة عالية الجودة.

لذلك، تولي مصانع الصب أهمية كبيرة للغاز والشوائب الموجودة في ذوبان سبائك الألومنيوم المصبوبة، وتتخذ تدابير تنقية متنوعة للتخلص من الغاز والشوائب. وتستخدم مصانع صب الألومنيوم عمومًا عملية إزالة الغاز بالتعويم الفقاعي و الترشيح باستخدام تقنية CFF طرق إزالة الغازات والشوائب غير المعدنية الأخرى من الألومنيوم المنصهر.

معالجة تنقية الألومنيوم المنصهر

التعويم بالفقاعات وإزالة الغازات

تتمثل طريقة التعويم بالفقاعات في تمرير غاز خامل (مثل النيتروجين أو الأرجون، إلخ) إلى معدن الألومنيوم المنصهر لتكوين فقاعات. وينتشر الهيدروجين الموجود في المادة المنصهرة إلى داخل هذه الفقاعات بفعل فرق الضغط الجزئي، ويتم التخلص منه مع صعود الفقاعات، وذلك لتحقيق الغرض المتمثل في إزالة الغازات. وأثناء عملية التعويم، يمكن للفقاعات أيضًا امتصاص بعض الشوائب المؤكسدة لإزالة الشوائب.

يعتمد تأثير طريقة التعويم بالفقاعات من ناحية على طبيعة ونقاء الغاز الخامل، ومن ناحية أخرى على حجم الفقاعات وتوزيعها في المادة المنصهرة. فإذا كان قطر الفقاعة أصغر، تكون الفقاعة أكثر انتظامًا وتوزيعًا. وكلما زادت المساحة السطحية النوعية للفقاعة، قلت المسافة التي ينتشر فيها الهيدروجين داخل الفقاعة، وارتفعت سرعة تعويم الفقاعة، وزاد معدل إزالة الغازات. تعد طريقة النفخ الدوارة أفضل الطرق المستخدمة في عملية النفخ. وهي تعتمد بشكل أساسي على شكل الرأس الدوار وسرعته، وتتحكم في حجم الفقاعات وتوزيعها عن طريق تفتيت الفقاعات. ويُعد الرأس الدوار جوهر هذه الطرق من الناحية التقنية.

طريقة الترشيح CFF

تُعد طريقة الترشيح CFF الطريقة الأكثر اقتصاديةً والأكثر ملاءمةً. فعندما يتدفق سائل الألومنيوم عبر فتحات المرشح الخزفي، يتم امتصاص الشوائب على السطح الداخلي للوحة الخزفية وفي تجويف الفجوة، وذلك بفضل التأثير المشترك للضغط المحوري والاحتكاك والامتصاص السطحي. بشكل عام، كلما زادت سماكة اللوح الخزفي، وقل حجم الثقوب، انخفض معدل تدفق الألومنيوم السائل عبر اللوح الخزفي، وتحسّن تأثير الترشيح.