Erimiş Metalin Gazdan Arındırılması ve Rafine Edilmesi

Alüminyum alaşımının ısıtılması ve eritilmesi sürecinde, hem katı hem de sıvı haldeki metaller H2, O2, N2 ve diğer gazları emme özelliğine sahiptir. Metalin bu özelliğine “gettering” denir ve bu, metallerin önemli eritme özelliklerinden biridir. Uygulamada görüldüğü üzere, metalde adsorpsiyon, çözünme ve birleşme halinde bulunan gazlar, metal ve alaşımın özellikleri ile külçenin kalitesi üzerinde olumsuz etkilere sahiptir. Alaşımda çözünmüş hidrojen, külçede gözeneklilik, kabarma ve tabakaların ayrılmasına ve hatta hidrojen kırılganlığına yol açan başlıca nedendir. Malzemelerdeki oksijen, azot ve bunların bileşiklerinin kalıntıları, malzemelerin işlenebilirlik ve mekanik özelliklerini bozar. Bu nedenle, eritme işleminin bir diğer temel amacı, erimiş metalde çözünmüş gazı gidermektir. Gazın kaynağını, metalde gazın çözünme sürecini, metalin gaz içeriğini etkileyen faktörleri ve gaz giderme ve arıtma Erimiş metalin işleniş ilkesi ve yöntemi, metalin gaz emilimini azaltma ve gaz giderme sürecinin anahtarıdır. Alüminyum eriyiğinin kalitesini artırmak ve standartlara uygun külçeler elde etmek büyük önem taşımaktadır.

Erimiş Metalin Gazdan Arındırılması ve Arıtılması

Külçede üç tür gaz bulunur: katı çözelti, bileşik ve gözenek. Gazların çoğu, atomik halde metal kafes içinde çözünerek katı çözelti oluşturur. Çözünürlük sınırını aşan gaz ve çözünmeyen gaz ise, gaz molekülleri olarak katı cüruf üzerinde adsorbe olur veya gözenekler şeklinde bulunur. Gaz ile metaldeki belirli bir element arasındaki kimyasal afinite, gaz atomları arasındaki afiniteden daha büyükse, gaz bu elementle Al₂O₃, MgO ve diğer cüruf kalıntıları gibi bir bileşik oluşturabilir.

Erime sürecinde en zararlı bileşik, metal ile reaksiyona girerek metal tarafından kolayca emilebilen hidrojen ve oksijen üreten su buharıdır.

Sonuçlar, külçe katılaşırken erimiş metalde çözünmüş gazın kolayca gözenekler oluşturduğunu göstermektedir. Analize göre, bu gözeneklerdeki ana gaz hidrojen olduğundan, “metal emme” olarak adlandırılan olgu esas olarak hidrojen emilimini ifade etmektedir. Metal içindeki gaz içeriği de yaklaşık olarak hidrojen içeriği olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, erimiş metalin gaz giderme arıtması, esas olarak eriyikten hidrojenin uzaklaştırılmasını ifade eder.