Metode peniupan tabung tunggal: Metode ini terdiri dari tabung gas N₂ (atau Ar) bertekanan tinggi, katup penurun tekanan, nosel peniupan tahan lelehan, dan desikator. Proses peniupan tabung tunggal adalah dengan terlebih dahulu memanaskan nosel peniup untuk menghilangkan kelembapan yang teradsorpsi pada permukaan, kemudian menyesuaikan katup pelepas tekanan sesuai dengan kedalaman lelehan yang dimasukkan, menyalakan sakelar tabung, dan menghilangkan udara di jalur udara. Nozel gas mencapai bagian bawah lelehan, dan gas inert masuk ke dalam lelehan dalam bentuk gelembung di bawah pengaruh tekanan di dalam tabung.
Metode Pembentukan Tabung Tunggal
Ada dua cara gelembung dapat masuk ke dalam cairan logam, yaitu melalui proses pembentukan gelembung dan penyemprotan.
Penyebab terjadinya metode gelembung adalah tekanan gas inert di kepala tiup terlalu rendah, sehingga tekanan gas inert tersebut lebih kecil daripada jumlah tekanan statis lelehan di kepala tiup, tekanan atmosfer, dan tegangan permukaan; akibatnya, gas inert tidak dapat dikeluarkan. Pada saat ini, gas inert di dalam tabung gas masih terus dialirkan ke dalam trakea, sehingga tekanan gas inert di dalam trakea terus meningkat. Ketika tekanannya lebih besar daripada jumlah tekanan statis lelehan di kepala tiup, tekanan atmosfer, dan tegangan permukaan, sejumlah kecil gelembung gas inert akan terbentuk dan masuk ke dalam lelehan.
Alasan terbentuknya metode jet adalah karena tekanan gas inert di kepala tiup sangat tinggi, sehingga tekanan gas inert tersebut jauh lebih besar daripada jumlah tekanan statis, tekanan atmosfer, dan tegangan permukaan lelehan di kepala tiup. Gas inert tersebut disemprotkan ke dalam lelehan dengan kecepatan yang cukup tinggi.
Proses pembentukan zona jet dapat dijelaskan sebagai berikut:
Semburan gas pertama-tama terbentuk di ujung nosel pistol semprot. Akibat interaksi antara semburan gas dan logam cair, sisi semburan tersebut terganggu, sehingga membentuk permukaan yang bergelombang. Ketika gangguan tersebut berkembang hingga tingkat tertentu, permukaan bergelombang tersebut terpecah, dan bahan cair tersedot oleh aksi hisap semburan gas, sehingga membentuk semburan dua fase yang terdiri dari gas dan bahan cair. Saat bahan cair tersedot masuk, di bagian bawah aliran, gas terpisah oleh bahan cair dan membentuk gelembung akibat gaya tegangan permukaan. Gelembung-gelembung tersebut mengapung ke atas dan mendorong bahan cair di sekitarnya ke area semburan, dan pada saat yang sama, gelembung-gelembung terus terbentuk untuk membentuk area aliran yang stabil.
Catatan:
- Perhatikan kemurnian gas inert. Penelitian tersebut membuktikan bahwa jika kandungan oksigen dalam nitrogen sebesar 0,5% (fraksi volume) dan 1% (fraksi volume), maka pemurnian dan penghilangan gas Efeknya akan berkurang masing-masing sebesar 40% dan 90%. Oleh karena itu, kandungan oksigen dalam gas inert tidak boleh melebihi 0,03% (fraksi volume), dan kadar air tidak boleh melebihi 3,0 g/L. Untuk paduan logam pada umumnya, hasil yang memuaskan dapat dicapai.
- Tekanan gas inert harus sesuai. Jika tekanannya terlalu tinggi, diameter gelembung akan membesar, dan kecepatan apungnya akan terlalu cepat. Saat gelembung tersebut keluar dari permukaan, hal itu akan menyebabkan cairan paduan memercik dan merusak lapisan oksida pada permukaan cairan paduan. Jika kecepatan aliran udara terlalu tinggi, gelembung mudah membentuk rantai. Dalam kondisi ini, luas area kontak antara gelembung dan cairan paduan menjadi kecil, yang akan mengurangi efektivitas penghilangan gas. Gelembung berdiameter kecil yang tidak membentuk rantai dapat memperkuat pengadukan logam cair dan meningkatkan luas area kontak antara gelembung dan logam cair. Gelembung berdiameter kecil memiliki kecepatan mengapung yang lambat dan waktu interaksi yang lama dengan logam cair, sehingga efek pemurniannya baik.
- Kepala peniup harus dimasukkan sedalam mungkin ke bagian bawah cairan.
- Kepala peniup harus terus-menerus digerakkan agar terdapat gelembung di setiap bagian lelehan.
- Diameter dalam kepala tiup harus sesuai.
