التحكم في درجة الحرارة في فرن صهر الألومنيوم

يُعد التحكم في درجة الحرارة أثناء صهر الألومنيوم أمرًا بالغ الأهمية لمصانع صب الألومنيوم. فإذا كانت درجة حرارة الصهر منخفضة جدًّا، فإن ذلك لا يساعد على إذابة عناصر السبائك وتفريغ الغازات والشوائب خلال عملية التكرير. وهذا يزيد من احتمالية حدوث التفرق، والفصل البارد، ونقص في الصب، كما يتعذر تعويض العيوب في المصبوبات بشكل مناسب بسبب عدم كفاية الحرارة في القناة الصاعدة. يجب أن تبلغ درجة حرارة انصهار جميع سبائك الألومنيوم 705 درجات على الأقل، ويجب تقليبها.

التحكم في درجة الحرارة في صهر الألومنيوم

إذا كانت درجة حرارة الانصهار مرتفعة جدًّا، فسيتم إهدار الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد امتصاص الهيدروجين، وزاد خشونة حجم الحبيبات، وازدادت خطورة أكسدة الألومنيوم، وازدادت خطورة احتراق بعض عناصر السبائك. وهذا يؤدي إلى تدهور الخصائص الميكانيكية، وتدهور خصائص الصب والخصائص الميكانيكية، وإضعاف تأثير التعديل، وانخفاض مقاومة التسرب الهوائي للمسبوكات.

وقد أثبتت التجربة أن ماء الألومنيوم يمكن تسخينه بسرعة إلى درجة حرارة أعلى وتقليبه بشكل معقول لتسريع ذوبان جميع عناصر السبائك (خاصة العناصر المعدنية المقاومة للحرارة). وبعد إزالة الرغوة، تنخفض درجة حرارة الصب. وبهذه الطريقة، تكون درجة الفصل ضئيلة وتقل كمية الهيدروجين المذاب، وهو ما يساعد في الحصول على قطع مصبوبة متجانسة وكثيفة ذات خصائص ميكانيكية عالية.

نظرًا لصعوبة تقدير درجة حرارة الألومنيوم المنصهر بالعين المجردة، يجب استخدام أجهزة قياس درجة الحرارة للتحكم في درجة الحرارة بغض النظر عن نوع الفرن المستخدم. يجب فحص أجهزة قياس درجة الحرارة وصيانتها بانتظام. كما يجب تنظيف الغلاف الحراري بانتظام باستخدام فرشاة سلكية وطلائه بطلاء واقي لضمان دقة نتائج قياس درجة الحرارة وإطالة عمره التشغيلي.

من أجل تقليل امتصاص الألومنيوم المنصهر وانحلال الأكاسيد والحديد، ينبغي تقصير مدة بقاء الألومنيوم المنصهر في الفرن قدر الإمكان، كما ينبغي إجراء عملية الصهر بسرعة. وعادةً ما يستخدم الألومنيوم عامل تكرير لإزالة الغازات الموجودة في الألومنيوم المنصهر. يجب ألا تزيد مدة عملية الصب بالرمل عن 4 ساعات، بدءًا من بداية الصهر وحتى الانتهاء من الصب، كما يجب ألا تزيد مدة الصب في القوالب المعدنية عن 6 ساعات، وألا تزيد مدة الصب بالقالب عن 8 ساعات.

من أجل تسريع عملية الصهر، ينبغي أولاً إعادة تسخين المواد ذات درجة الانصهار المتوسطة المنخفضة وإضافة سبيكة أساسية من الألومنيوم والسيليكون لتشكيل بركة منصهرة في قاع البوت في أسرع وقت ممكن. ثم تُضاف المواد المعاد تدويرها الأكبر حجمًا وقضبان الألومنيوم النقية بحيث يمكن غمرها ببطء في الحوض الذي يتوسع تدريجيًا وتذوب بسرعة. تُضاف السبيكة لتذوب تمامًا ثم تُصهر. وأخيرًا، تُخفض درجة الحرارة لتقليل خسائر الاحتراق.