Метод рафинирования с использованием флюса заключается в удалении шлака путем адсорбции и растворения оксидных включений, а также адсорбции водорода, содержащегося в расплавленном алюминии, с последующим всплытием этих веществ на поверхность расплава и попаданием в шлак. Флюс, как правило, представляет собой смесь щелочных металлов или галогенидов щелочных металлов. После добавления расплавленного алюминия используется разница в смачиваемости между соприкасающимися фазами для адсорбции и растворения окисленных включений в расплавленном алюминии и водорода, содержащегося в нём, с последующим всплытием на поверхность расплава и попаданием в шлак, что позволяет удалить примеси и вывести газы. Благодаря низкой стоимости флюс для расплавленного алюминия, этот метод широко применяется, однако его эффективность по удалению мелкодисперсных взвешенных включений оставляет желать лучшего.
Эффективность удаления примесей при рафинировании с использованием флюса напрямую связана с физико-химическими свойствами самого флюса и в то же время в значительной степени зависит от технологических условий, таких как: количество флюса, условия контакта флюса с расплавом и температура. Метод использования флюса часто основан на накопленном опыте, и в полной мере раскрыть потенциал флюса бывает сложно. В современном производстве алюминиевых сплавов для автомобильного литья это очистка флюсом Этот метод постепенно вытесняется другими технологиями.
Метод вакуумной обработки основан на том, что в вакууме склонность расплава алюминиевого сплава к гетерированию стремится к нулю, а склонность водорода к осаждению из расплава алюминиевого сплава очень высока, благодаря чему растворенный в расплаве водород непрерывно осаждается. При всплывании пузырьков водорода удаляются также неметаллические включения, что позволяет очистить расплав алюминиевого сплава. Преимуществами данной технологии являются отсутствие загрязнения расплава; возможность очистки после дефектации без нарушения эффекта дефектации натрием, предотвращение вторичного поглощения водорода и окисления в процессе дефектации, значительное снижение частоты образования микроотверстий и существенное улучшение механических свойств. С точки зрения охраны окружающей среды, благодаря отсутствию необходимости использования очищающих веществ при сохранении эффективности очистки, это перспективная технология очистки, которую можно разделить на статическую вакуумную очистку и динамическую вакуумную очистку.
Основной принцип ультразвуковой очистки заключается в пропускании упругих волн через расплав алюминиевого сплава, что приводит к образованию “полостей” в расплаве, нарушению его целостности и появлению большого количества микроскопических пузырьков, которые растворяются в алюминии. Водород, содержащийся в расплаве сплава, проникает в эти полости, становится ядром пузырька, продолжает расти, превращаясь в пузырьки, и выходит из расплава алюминиевого сплава, что позволяет достичь цели очистки.
Электромагнитная очистка в основном направлена на удаление включений и основана на использовании разницы в проводимости между расплавом алюминиевого сплава и включениями для их разделения. Существует множество решений, позволяющих генерировать электромагнитную силу и осуществлять электромагнитную очистку. Наиболее важными из них являются: электрическое поле постоянного тока и ортогональное стабильное магнитное поле, магнитное поле переменного тока, переменное электрическое поле, магнитное поле бегущей волны, вращающееся магнитное поле и электромагнитное перемешивание, высокочастотное магнитное поле и сверхмагнитное поле и т. д. Однако основной механизм удаления включений из расплава алюминиевого сплава сводится к следующему: включения сталкиваются с коллектором и улавливаются, тем самым отделяясь от расплава. Это позволяет обеспечить непрерывную очистку металла, повысить эффективность процесса и облегчить его перемещение.
Однако такие методы очистки, как вакуумная, ультразвуковая, электромагнитная и другие неабсорбционные методы, не получили широкого применения в промышленности из-за низкой эффективности очистки, сложности оборудования и технологического процесса, а также высокой стоимости.
