Inklusi dan gas dalam logam memiliki dampak yang signifikan terhadap kekuatan, ketahanan lelah, ketahanan korosi, serta kinerja material terhadap retak korosi tegangan. Pengendalian inklusi teroksidasi dalam cairan logam secara efektif untuk meningkatkan kualitas batang cor dan pelat canai telah menjadi tujuan umum yang diupayakan oleh industri metalurgi, pengecoran, dan material di berbagai negara. Saat ini, Metode Pemurnian Aluminium dengan Air banyak digunakan untuk menghilangkan inklusi dalam cairan paduan aluminium. AdTech menawarkan Sistem filter CFF untuk cairan aluminium.
Pembentukan Inklusi dalam Larutan Aluminium
Beberapa inklusi dalam paduan aluminium berasal langsung dari bahan baku, sedangkan sebagian besar terbentuk selama proses peleburan dan penuangan, terutama inklusi oksida.
Inklusi Oksidasi Primer
Semua inklusi yang terdapat sebelum proses pengecoran disebut inklusi oksidasi primer, yang dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan ukurannya: yang pertama adalah inklusi berukuran besar dengan distribusi yang tidak merata dalam struktur makro, yang menyebabkan struktur paduan menjadi tidak kontinu dan mengurangi kepadatan coran. Hal ini menjadi akar penyebab korosi dan sumber retakan, yang jelas-jelas mengurangi kekuatan dan plastisitas paduan; yang lainnya adalah inklusi dispersi halus, yang tidak dapat dihilangkan sepenuhnya setelah proses pemurnian. Inklusi ini meningkatkan viskositas logam cair dan mengurangi kemampuan aluminium untuk menyusut selama proses pembekuan.
Inklusi Oksidasi Sekunder
Inklusi oksidasi sekunder terutama terbentuk selama proses pengecoran. Selama pengecoran, cairan aluminium bersentuhan dengan udara, dan oksigen serta aluminium bereaksi untuk membentuk inklusi teroksidasi. Paduan aluminium bersentuhan dengan berbagai komponen dalam gas tungku selama proses peleburan sehingga membentuk senyawa seperti Al₂O₃. Al₂O₃ dalam cairan aluminium akan meningkatkan kandungan hidrogen pada sisa lelehan aluminium, sehingga kandungan Al₂O₃ dalam cairan aluminium memiliki pengaruh yang besar terhadap pembentukan pori-pori pada coran aluminium.
Metode Pemurnian Air Menggunakan Aluminium
Filter busa keramik Teknologi ini muncul pada tahun 1970-an, dan telah digunakan secara luas di Amerika Serikat, Kanada, Jepang, Prancis, Australia, dan Swiss. Ini merupakan metode paling efektif untuk menghilangkan inklusi dalam lelehan aluminium sebelum menggunakan pelat filter busa keramik pada lubang filter.
Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah teknologi baru untuk memurnikan cairan aluminium telah diteliti baik di dalam maupun luar negeri, seperti pemrosesan dinamis vakum, pemurnian dengan penghilangan gas secara kontinu menggunakan ultrasonik, serta filter keramik korundum, yang telah menunjukkan hasil yang sangat baik. Namun, metode-metode teknis ini relatif rumit dan mahal, sehingga sulit untuk diterapkan secara luas dalam produksi aluminium skala industri. Sedangkan untuk penyaringan menggunakan filter logam dan kain serat, hanya inklusi berukuran besar dalam lelehan paduan aluminium yang dapat dihilangkan, namun inklusi di bawah tingkat mikron tidak dapat dihilangkan, dan filter logam tersebut juga akan mencemari paduan aluminium. Penggunaan pelat filter keramik berbusa dapat menyaring inklusi kecil dan secara signifikan meningkatkan sifat mekanis serta kualitas penampilan hasil coran.
Prinsip Pemurnian Air Menggunakan Aluminium
Yang pelat filter busa keramik memiliki jaringan berlapis-lapis dan lubang-lubang tembus multidimensi, serta lubang-lubang tersebut saling terhubung. Saat proses penyaringan, cairan aluminium membawa inklusi-inklusi tersebut melalui saluran dan pori-pori yang berliku-liku, dan langsung ditangkap, diserap, serta diendapkan saat bersentuhan dengan kerangka berbusa pada pelat filter. Saat logam cair mengalir di dalam lubang, saluran pada pelat filter berbentuk melengkung, sehingga logam cair yang mengalir melalui saluran tersebut mengubah arah alirannya, dan inklusi-inklusi tersebut bertabrakan dengan dinding lubang yang berfungsi sebagai landasan dan menempel erat pada dinding lubang tersebut.
Penggunaan dan Pemilihan Pelat Filter
Yang filter keramik berbusa Pelat dipasang di dalam kotak filter yang terletak di antara mulut tungku dan pelat pengalih. Kotak filter tersebut memiliki kinerja isolasi termal yang baik. Kotak filter dan saluran aliran ditempatkan sedekat mungkin dengan pelat distribusi. Hal ini bertujuan untuk memperpendek jarak aliran setelah penyaringan cairan aluminium serta mengurangi atau mencegah terjadinya reoksidasi oksida. Cairan aluminium mengalir keluar dari mulut tungku melalui kotak filter, kemudian mengalir melalui saluran aliran menuju cakram.
Seiring dengan bertambahnya waktu filtrasi, endapan pada permukaan pelat filter dan dinding lubang semakin menumpuk, laju aliran filtrasi menurun, dan selisih tekanan antara sisi depan dan belakang semakin besar.
Pemilihan pelat filter busa keramik harus didasarkan pada laju aliran aluminium cair. Kedua, kebersihan logam cair, kandungan inklusi maksimum, dan total aliran logam cair juga harus dipertimbangkan. Efektivitas penyaringan pelat filter terutama ditentukan oleh ukuran dan porositasnya. Semakin besar porositas pelat filter, semakin buruk pula efektivitas penghilangan terak. Untuk coran aluminium dengan persyaratan yang ketat, sebaiknya dipilih pelat filter busa dengan porositas kecil.
