Alüminyum Alaşımındaki Safsızlıklar

Alüminyum alaşımı eriyikindeki sıvı safsızlıklar, esas olarak yerinde oluşan klorür tuzlarından oluşur. Klorür tuzu, katı veya erimiş halde bulunabilir. Bir kez oluştuktan sonra, erimiş alüminyumdan uzaklaştırılması oldukça zordur. Klor ve alüminyum, yaklaşık 178ºC’de birleşerek AlCl₃ oluşturabilir. Erimiş alüminyumda magnezyum bulunmuyorsa, AlCl3 hızla buharlaşarak erimiş alüminyumdan dışarı çıkar. Erimiş alüminyumda ağırlıkça %0,2'den fazla magnezyum varsa, AlCl3 magnezyumla reaksiyona girerek MgCl2 oluşturur. MgCl2 döküme karışırsa, çok zararlı bir kirlilik maddesi olur. Benzer şekilde, alüminyum sıvısında bulunan sodyum, kalsiyum, lityum ve stronsiyum da AlCl₃ ile reaksiyona girerek karşılık gelen klorür tuzunu oluşturur. Bu klorür tuzlarının saf maddeleri genellikle erime sıcaklığında katı haldedir ve magnezyum klorür ile ötektik bir sistem oluşturduktan sonra sıvı bir karışım oluştururlar. Bu erimiş klorür tuzu karışımlarını erimiş alüminyumdan uzaklaştırmak çok zor bir iştir. Çünkü metal bir filtre kullanıldığında bile, birbiriyle karışmayan bu iki sıvı birbirinden ayrılamaz. Bu erimiş klorür tuzunun düşük yoğunluğu ve küçük parçacık boyutu nedeniyle, erimiş alüminyumda çökelmez. Cüruflama işleminde sodyum klorür bazlı tuz akısı kullanıldığında, akının bileşik reaksiyonuna ve sıvı fazda cüruf içeren parçacıkların oluşumuna neden olur. Bu maddeleri kazıyarak çıkarmak çok zordur. Oksitler ve cürufla kolayca birleşirler. Oluşan agreganın yoğunluğu, erimiş alüminyumun yoğunluğuna çok benzerdir.

Alüminyum alaşımındaki ve buna bağlı olarak elde edilen kalıp dökümlerindeki safsızlıkların birçok zararlı etkisi vardır:

Cüruf kalıntıları metal akışını engeller. Hatta özellikle ince kesitlerde dolumun eksik kalmasına neden olabilir.

Cüruf kalıntıları, mekanik özellikler üzerinde olumsuz bir etki yaratarak akma mukavemetini, çekme mukavemetini, uzama oranını ve darbe dayanımını düşürür.

Birçok cüruf kalıntısı serttir ve işleme performansını olumsuz etkiler. Yüzeydeki cüruf kalıntıları, elektrokaplama, boyama, eloksal vb. gibi son işlemlerin kalitesini olumsuz etkiler.

Cüruf kalıntıları, hidrojen gözeneklerinin çekirdeklenmesinin en çok meydana geldiği yerdir. İç yüzeyindeki hidrojen atomlarıyla birleşerek hidrojen molekülleri oluşturur. Erimiş metal içinde katı cüruf haline gelir.

Erimiş safsızlıkların kontrol edilmesine yönelik yöntem

1) Cüruf kırıcıları kullanmayın, rafine edici maddeler, erimiş alüminyumun ikincil kirlenmesini önlemek için büyük miktarda sodyum klorür içeren gaz giderici maddeler ve kaplama maddeleri. Hem teorik araştırmalar hem de pratik uygulamalar, ideal alüminyum eritme yardımcı maddesinin bileşiminde, safsızlıkların yüzeye çıkmasını ve birikmesini teşvik edebilecek sodyum klorürün sadece az miktarda bulunması gerektiğini ve cüruf tırmığının alüminyum içeriği çok düşük olan kuru toz olması gerektiğini göstermektedir.

2) Erimiş alüminyumun aşırı ısınma sıcaklığını mümkün olduğunca düşük tutun. Erimiş klorürün reaksiyon sıcaklığından uzak durun. Erimiş klorürün reaksiyon sıcaklığı 718ºC-732ºC kadar yüksektir; bu da onun olumsuz etkilerini önleyebilir.

3) Fırın yükünün kimyasal bileşimini kontrol edin. Fırın yükünde çok sayıda geri dönüştürülmüş alüminyum külçe ve geri dönüşüm atığı kullanılıyorsa ve alüminyum sıvısını arıtmak için klor içeren kimyasallar kullanılıyorsa, kalıntı sodyum, kalsiyum, potasyum ve lityum konsantrasyonlarının asgari ekonomik seviyede olmasını sağlamak gerekir. Aynı zamanda, cüruflaştırıcı ve arıtma maddesinin oranı uygun şekilde artırılmalıdır.

4) Fırını geçen köprüye bir filtre eleği takmak, arıtma amacıyla toz üflemek üzere özel işleme paketine döner bir nozul yerleştirmek ya da arıtma amacıyla üfleme yapmak üzere alt kısımda bir havalandırma tapası kullanmak, alüminyum suyunu arıtmak için etkili ve gelişmiş işlemlerdir.

İlgili yazılar:

Alüminyum Alaşımında Safsızlıkların Giderilmesi Alüminyum Alaşımı Eriyiğindeki Safsızlıklar Erimiş Alüminyumun Arıtma Yöntemi Alüminyum Alaşımı İşleme Teknolojisi Alüminyum Alaşımları için Arıtma Yöntemleri Alüminyum Alaşımı Arıtma Maddeleri Mg Giderme Yöntemleri Granül Arıtma Maddeleri Alüminyum Arıtma Maddesi Alüminyum Alaşımları için Akı Maddeleri Alüminyumun Arıtma İşlemi Alüminyum Eriyiğinde Kullanılan Akı Maddeleri Alüminyum Eriyiğinin Arıtılması Alüminyum Alaşımı Modifiye Edici Erimiş Alüminyum Akı