“Penghilangan gas” umumnya merujuk pada proses penghilangan gas dari paduan logam, sedangkan “pemurnian” merujuk pada penghilangan inklusi dalam paduan logam. Tujuan dari proses penghilangan gas dan pemurnian aluminium cair adalah untuk menghilangkan atau mengurangi inklusi oksida dan gas sebanyak mungkin, guna meningkatkan tingkat kemurnian logam. Oleh karena itu, degassing dan refining aluminium cair umumnya disebut sebagai proses pemurnian.
Persyaratan kemurnian lelehan paduan aluminium umumnya bergantung pada jenis dan penggunaannya. Secara umum, kandungan hidrogen harus kurang dari 0,2 ml/100 gal, namun untuk bahan penerbangan dengan persyaratan khusus, kandungan hidrogen harus kurang dari 0,1 ml/100 gal. Sulit untuk menetapkan persyaratan kuantitatif terhadap inklusi non-logam karena inklusi tersebut tidak dapat diukur secara akurat. Terdapat banyak metode pemurnian untuk aluminium dan paduan aluminium, yang dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori: pemurnian dalam tungku dan pemurnian eksternal. Saat ini, pemurnian dengan gas inert dan fluks serta pemurnian dengan filter keramik banyak digunakan di Tiongkok. Beberapa pabrik pengolahan aluminium berskala besar dan menengah juga telah menerapkan perangkat pemrosesan daring, guna meningkatkan kualitas lelehan lebih lanjut.
Sumber Gas dalam Paduan Aluminium
Dalam proses peleburan paduan aluminium, terdapat berbagai jenis gas, seperti H₂, CO₂, Co, N₂, hidrokarbon, H₂O, dan O₂, yang berasal dari atmosfer, bahan bakar, bahan baku, bahan tahan api, fluks, dan peralatan pengecoran. Namun, hanya gas-gas yang mudah terurai menjadi atom yang dapat larut dalam aluminium cair dalam jumlah besar. Secara spesifik, 80–90% dari gas yang terlarut dalam aluminium cair adalah hidrogen. Oleh karena itu, kandungan gas dalam paduan aluminium terutama mengacu pada kandungan hidrogen. Tidak banyak hidrogen di udara sekitar selama proses peleburan, sehingga sumber utama hidrogen adalah atom hidrogen yang dihasilkan dari reaksi antara air dan aluminium cair. 2Al＋3H₂O＝Al₂O₃＋6[H]. Sebagian dari hidrogen atomik ini terlepas ke atmosfer dan sebagian lagi masuk ke dalam aluminium cair. Telah terbukti bahwa kandungan gas dalam ingot bervariasi sesuai dengan kelembapan udara di musim dan wilayah yang berbeda, dan kandungan gas tersebut meningkat seiring dengan meningkatnya kelembapan udara.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar Gas
Pengaruh unsur paduan: Unsur paduan yang memiliki daya ikat lebih kuat terhadap gas, seperti titanium, zirkonium, magnesium, dan sebagainya, dapat meningkatkan kelarutan gas dalam paduan, sedangkan unsur paduan seperti tembaga, silikon, mangan, dan seng dapat mengurangi kelarutan gas dalam paduan aluminium.
Pengaruh tekanan parsial gas: pada suhu yang sama, kelarutan gas dalam logam meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan parsial hidrogen dalam komposisi gas tungku. Oleh karena itu, kelarutan hidrogen dalam aluminium cair yang dilebur menggunakan tungku api lebih tinggi daripada yang dilebur menggunakan tungku listrik.
Pengaruh suhu: ketika tekanan parsial hidrogen konstan, semakin tinggi suhunya, semakin banyak hidrogen yang diserap oleh aluminium cair.
Selain itu, kondisi lapisan oksida pada permukaan logam dan waktu peleburan juga memengaruhi kelarutan gas dalam aluminium cair.
