В процессе литья алюминиевого прутка марки 6061 расплав алюминия содержит различные примеси, поэтому перед литьем его необходимо очистить. Наиболее распространенным в промышленности методом очистки алюминиевого прутка является использование флюсов, газов и других способов очистки.
Метод очистки флюсов. Очистка с помощью флюсов заключается в добавлении в расплав алюминия специального рафинирующего флюса, который образует большое количество капель, благодаря чему оксиды в расплаве алюминия смачиваются, поглощаются и растворяются этими каплями, образуя новые капли, выплывающие на поверхность. После охлаждения они могут образовывать плавающие частицы. Удаление шлака. В качестве флюса для очистки необходимо выбирать флюс, состоящий из солей с низкой температурой плавления, низким поверхностным натяжением, низкой плотностью, низкой активностью и высокой адсорбционной способностью в отношении оксидов. При использовании достаточно поместить небольшой кусочек флюса в железную корзину, затем опустить её на дно смесительной печи и перемешивать вперед-назад; после завершения растворения извлечь железную корзину и дать смеси отстояться в течение 5–10 минут для удаления поверхностной пены перед разливкой. Посыпать гранулированный флюс на поверхность, чтобы покрыть её.
Метод газовой очистки — это наиболее распространённый и важный метод очистки алюминиевых прутков марки 6061. Метод газовой очистки, в свою очередь, подразделяется на три подвида:
(1) Метод очистки с использованием хлора: суть метода заключается в пропускании хлора через расплав алюминия, в результате чего образуются очень мелкие пузырьки с высокой концентрацией (ALC13), которые полностью смешиваются с расплавом, а ALC13 адсорбирует примеси, содержащиеся в расплаве. По мере того как пузырьки поднимаются к поверхности алюминиевой массы, хлор также может быть использован для отведения примесей из алюминиевого прутка 6061, таких как кальций, натрий, магний и т. д., путем их хлорирования с образованием соответствующих хлоридов, которые затем отделяются. Метод очистки с использованием хлора является весьма эффективным способом очистки первичного алюминия. Однако, поскольку хлор токсичен и относительно дорог, а также с целью предотвращения загрязнения воздуха и снижения производственных затрат, его постепенно заменяют на очистку азотом.
(2) Метод очистки азотом также можно назвать методом бесдымной непрерывной очистки. В качестве фильтрующего материала используются шарики оксида алюминия, через которые пропускается расплав алюминия; расплав проходит через слой фильтра из шариков оксида алюминия в очистную печь и промывается азотом. Неметаллические примеси и растворённый водород из расплавленного алюминия удаляются, а затем непрерывно отводятся, благодаря чему пузырьки азота равномерно распределяются в расплавленном алюминии, подлежащем очистке. Самое главное — азот не загрязняет атмосферу, а производительность очистки высока. Она способна перерабатывать 200–600 кг расплавленного алюминия в минуту. Хотя он и не может использовать хлор для удаления кальция, натрия и магния из расплавленного алюминия, эффективность процесса очистки значительно повысится. Это позволит сократить потери алюминия.
(3) Метод очистки смешанным газом, как следует из названия, заключается в смешивании хлора и азота для очистки расплава алюминия, благодаря чему алюминиевый стержень, с одной стороны, позволяет удалить водород и отделить оксиды, а с другой — удалить металлические примеси из расплава алюминия. Соотношение смешивания обычно составляет 90% азота + 10% хлора или 10% хлора + 10% углекислого газа + 80% азота. Такой подход дает лучший результат: углекислый газ способствует хорошей диффузии хлора и азота, что позволяет сократить время операции.
