После добавления легирующих элементов в расплавленный алюминий легированный расплав подлежит дегазации и фильтрации. Легирующие элементы добавляются в расплавленный алюминий; они обладают высокой химической активностью и способствуют увеличению скорости окисления расплава. Добавление этих высокореактивных элементов происходит после завершения добавления всех других основных легирующих элементов, после дегазации расплава для удаления нежелательного водорода и шлака с помощью рафинирующего флюса или потоковой дегазации, а затем производится литье алюминиевого слитка. После того как каждый добавляемый реактивный металл приводится в расплавленное состояние, его смешивают с дегазированным и отфильтрованным расплавом сплава в смесительном тигле, расположенном перед литейной станцией. Поскольку время выдержки смешанного сплава перед разливкой очень короткое, степень окисления расплава сводится к минимуму.
Существующие методы плавки алюминиевых сплавов, применяемые на практике при изготовлении слитков, обычно предполагают добавление легирующих элементов в расплав алюминия в крупной плавильной печи. Вследствие реакции между расплавом в открытой печи и влагой, содержащейся в воздухе, расплавленный металл поглощает водород. Для минимизации реакции окисления на поверхность расплава наносится флюс из расплавленной соли. Даже если очищающий флюс если использовать этот метод, в расплаве будет наблюдаться высокая концентрация водорода, и, если его не удалить, пористость слитка достигнет недопустимых значений. Такое “дегазирование” осуществляется путем пропускания через расплав газа, который обычно содержит хлор. Окончательное дегазирование может проводиться в печи-удерживателе.
Если литий используется в качестве легирующего элемента, его можно добавлять только после полного завершения дегазации. Литий добавляют в плавильную печь или в меньшую по размеру печь-держатель в твердом или жидком виде. В любом случае его необходимо удерживать ниже поверхности расплава до тех пор, пока он не растворится.
Процесс добавления лития сопряжен со многими трудностями. В принципе установлено, что литий значительно увеличивает скорость окисления расплава. Кроме того, литий загрязняет огнеупорные материалы футеровки печи, в результате чего печь становится непригодной для плавки сплавов, не содержащих лития, без использования дорогостоящей футеровки. На всех этапах плавки и перекачки металла необходимо использовать специальные огнеупорные материалы, устойчивые к коррозии под действием лития. Кроме того, после добавления лития алюминиевый расплав невозможно эффективно дегазировать без значительных потерь лития. Таким образом, из-за увеличения скорости окисления после добавления лития и более длительного времени выдержки до окончательного затвердевания всех металлов в слитке существует высокая вероятность потери значительного количества дорогостоящего лития, а также невозможность контролировать требуемую концентрацию лития.
Еще одна возникающая проблема связана с поглощением расплавом большого количества водорода после добавления лития. После добавления лития проводится перемешивание расплава для обеспечения однородности состава, однако это фактически разрушает защитный слой флюса и приводит к дальнейшему окислению и поглощению водорода. Один из предлагаемых методов борьбы с этим нежелательным окислением заключается в покрытии всей системы (плавильной печи, металлический желоб, печи-нагревателя и станции литья слитков) и поддержания сухой инертной атмосферы над расплавленным металлом. К сожалению, внедрение этого метода потребует перепроектирования и модификации печи. Использование данного метода также усложнит управление и мониторинг процессов литья и оборудования, а также является экономически нецелесообразным.
