Alüminyum eriyik içindeki hidrojen çözünmesini etkileyen faktörler arasında başlıca hidrojen kısmi basıncı, sıcaklık, alaşım elemanları ve diğer faktörler yer almaktadır. Ancak alüminyum eriyik üzerindeki başlıca etken faktörleri iyice kavrayarak, gaz giderme sistemi vasıtasıyla daha etkili bir gaz giderme işlemi gerçekleştirebiliriz.
Hidrojen Çözünmesini Etkileyen Faktörler
Hidrojen Kısmi Basıncı
Belirli bir sıcaklıkta, hidrojenin çözünürlüğü kısmi basıncın artmasıyla birlikte artar. Araştırmalara göre, su buharı içeren fırın gazında, içeriği çok az olsa bile, alüminyumdaki hidrojen içeriğini artırmak için yeterlidir. Su buharı, alüminyumla kolayca reaksiyona girer. Bunun sonucu, sadece alüminyum cürufunun oksitlenmesi değil, daha da önemlisi, sıvı alüminyumdaki hidrojen içeriğinin artmasıdır. Örneğin, 2A11 alaşımı eriyiklerinin gaz içeriği, hava nemine göre farklılık gösterir. Aynı eritme koşulları altında, hidrojen içeriğinde önemli değişiklikler gözlemlenmiştir. Ocak ayındaki ortalama nem oranı %, gaz içeriği ise 0,11 cm³/100 g iken; Haziran ayındaki ortalama nem oranı %, gaz içeriği ise 0,14 cm³/100 g'dır. Metal eriyikteki gazın büyük ölçüde fırın gazındaki su buharından ve hammadde üzerindeki nemden kaynaklandığı görülmektedir.
Sıcaklık
Alüminyum eriyik sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, metal ve gaz moleküllerinin termal hareketi o kadar hızlanır ve metal içindeki gazın difüzyon hızı da artar. Bu nedenle genel olarak, metaller içindeki gazların çözünürlüğü sıcaklığın artmasıyla birlikte artar. Hidrojenin alüminyumdaki çözünürlüğü de sıcaklığın artmasıyla birlikte artar. Dolayısıyla eritme sürecinde, arıtma etkisinin ve döküm sıcaklığının karşılanması şartıyla, eriyik maddenin aşırı ısınmasının önlenmesi ve yüksek sıcaklıklarda uzun süreli ısı muhafazasının sağlanması için gerekli önlemler alınmalıdır.
Alaşım Elemanı
Gerçek çok bileşenli alüminyum alaşımı eriyiklerinde, gazın çözünürlüğü yalnızca sıcaklık ve gaz kısmi basıncıyla sınırlı kalmaz, aynı zamanda metal ile gaz arasındaki afiniteyle de ilgilidir. Gaza karşı daha yüksek afiniteye sahip alaşım elementleri, genellikle gazın alaşımdaki çözünürlüğünü artırır. Gaza karşı daha düşük afiniteye sahip alaşım elementleri ise bunun tersi bir etki gösterir. Bazı testler, Cu, Sn, Mn ve Zn'nin alüminyum alaşımlarında hidrojenin çözünürlüğünü azaltabildiğini, Ti, Ce, Th ve Zr'nin ise tam tersi bir etki gösterdiğini ortaya koymuştur.
Diğer Faktörler
Metal eriyik yüzeyinde yoğun bir oksit tabakası bulunduğu için, bu tabaka gazın metale yayılmasını engeller ve çözünme hızını yavaşlatır. Bu nedenle, eritme ve haddeleme işlemleri sırasında eriyik yüzeyindeki oksit tabakasını tahrip eden her türlü işlem olumsuz sonuçlar doğurur. Ayrıca, eriyik maddenin yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalması, gazın solunma riskini artıracaktır. Bu nedenle, eritme süresini mümkün olduğunca kısaltmaya çalışmalıyız.
Alüminyum Eriyiğindeki Gaz Giderme Sistemi
Place AdTech erimiş alüminyum gaz giderme sistemi bekletme ocağı ile döküm makinesi arasında. Erimiş alüminyum alaşımına azot üflenir ve gaz, gaz giderme tankındaki dönen grafit rotor tarafından parçalanır. Ardından çok sayıda dağınık kabarcık oluşur; böylece sıvı alüminyum alaşımı, işlem tankındaki azotla tam temas halinde olur. Hava basıncı farkı ve yüzey adsorpsiyonu prensibine göre, kabarcıklar hidrojeni ve oksitlenmiş cürufu emer. Ardından kabarcıklar eriyik yüzeyine yükselerek köpük tabakası oluşturur. Daha sonra erimiş alüminyum alaşımı, gaz giderme ünitesinin çıkışından döküm makinesine akar. Sıvı alüminyum alaşımı gaz giderme cihazına sürekli olarak girer ve azot sürekli olarak üflenir. Böyle bir arıtma işlemiyle, gaz giderme makinesi alüminyum alaşımını arındırma amacına ulaşabilir.
