Флюсы на основе алюминиевых сплавов, используемые для удаления щелочных металлов

В процессе производства алюминия и алюминиевых сплавов флюсы используются для удаления щелочных и щелочноземельных металлов. Алюминиевые сплавы содержат вредные щелочные и щелочноземельные металлы. Эти вредные металлы можно эффективно удалить с помощью флюсов MgCl₂ и KCl.

Флюсы для алюминиевых сплавов

Металлургам хорошо известно, что некоторые металлы щелочных и щелочноземельных элементов могут негативно влиять на эксплуатационные характеристики легких и сверхлегких сплавов даже в очень малых количествах. Например, даже небольшое количество натрия (от 5 до 10 ppm) значительно снижает горячую прокатываемость алюминиевых сплавов. Когда содержание кальция превышает 150 ppm, это в значительной степени ухудшает плавильные характеристики эвтектических и гиперэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов.

В настоящее время так называемый алюминий первоначального плавления обычно содержит от 5 до 40 ppm натрия и от 50 до 40 ppm кальция, причем содержание кальция в алюминии может достигать сотен ppm.

Существует множество способов удаления натрия и кальция, таких как хлорирование или использование флюсов на основе фторидов. Недостатком этих методов является то, что они предполагают использование коррозионных и загрязняющих окружающую среду веществ (хлора, фторида) и приводят к потере магния в виде MgCl₂ или MgF₂. Кроме того, эксплуатация и техническое обслуживание установок хлорирования сопряжены со многими проблемами.

Использование хлорида магния (MgCl₂) в качестве флюса позволяет ограничить загрязнение до допустимых уровней и устранить примеси натрия и кальция. К сожалению, MgCl₂ обладает высокой гигроскопичностью. При гидратации он при температуре расплавленного алюминия разлагается на соляную кислоту (HCl), оксид магния (MgO) и/или оксихлорид магния, что значительно снижает его эффективность.

Кроме того, ещё одним недостатком является его относительно высокая температура плавления (720 °C), поскольку для обеспечения достаточной текучести его необходимо нагревать до температуры, близкой к 800 °C, и в большинстве случаев использование алюминия стараются по возможности избегать. Нагрев до столь высокой температуры позволяет сэкономить энергию и избежать риска окисления.

Для устранения этих недостатков вредные компоненты (особенно натрий и кальций) удаляются путем очищающий флюс который имеет температуру плавления ниже, чем у алюминия, и практически не подвержен воздействию атмосферной влаги, не теряя при этом магния. Флюсы для алюминиевых сплавов представляют собой смесь хлорида магния и хлорида калия, причем весовое соотношение составляет 80–60% хлорида магния и 20–40% хлорида калия.

Leave a Reply