Kalıntıları Gidermek İçin Kullanılan Filtreleme ve Arıtma Yöntemleri

Metal içindeki kalıntılar ve gazlar, malzemenin mukavemeti, yorulma direnci, korozyon direnci ve gerilme korozyon çatlaması performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Döküm çubukların ve haddelenmiş levhaların kalitesini artırmak amacıyla eriyikteki oksitlenmiş kalıntıları etkin bir şekilde kontrol etmek, tüm ülkelerin metalurji, döküm ve malzeme endüstrilerinin ortak hedefi haline gelmiştir. Günümüzde, alüminyum alaşımı eriyiklerindeki kalıntıları gidermek için filtreleme ve arıtma yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

Alüminyum alaşımındaki kalıntılar doğrudan hammadde karışımından kaynaklanır ve bunların çoğu, eritme ve döküm işlemi sırasında oluşur; bunlar çoğunlukla oksit kalıntılarıdır. Döküm öncesi tüm kalıntılara birincil oksidasyon kalıntıları denir ve bunlar boyutlarına göre iki kategoriye ayrılabilir: Birincisi, makro yapıda düzensiz dağılım gösteren büyük kalıntılardır; bunlar alaşım yapısını süreksiz hale getirir ve dökümün sıkılığını azaltır. Bu, korozyonun ve çatlakların kaynağı haline gelir ve böylece alaşımın mukavemetini ve plastisitesini önemli ölçüde azaltır. Diğeri ise arıtma işleminden sonra tamamen giderilemeyen ince dağınık kalıntılardır; bunlar erimiş metalin viskozitesini artırır ve katılaşma sırasında erimiş alüminyumun besleme kapasitesini azaltır. İkincil oksidasyon kalıntıları esas olarak döküm işlemi sırasında oluşur. Döküm sırasında erimiş alüminyum hava ile temas eder ve oksijen, alüminyumla reaksiyona girerek oksitlenmiş kalıntılar oluşturur. Ergitme işlemi sırasında alüminyum alaşımı, fırın gazındaki çeşitli bileşenlerle temas ederek Al₂O₃ gibi bileşikler oluşturur. Erimiş alüminyumdaki Al₂O₃, alüminyum alaşımı eriyiğinin hidrojen içeriğini artırır. Bu nedenle, erimiş alüminyumdaki Al₂O₃ içeriği, alüminyum dökümlerde gözenek oluşumu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

Filtreleme ve Arıtma

Son yıllarda, yurt içinde ve yurt dışında erimiş alüminyumun filtreleme ve arıtma yöntemleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır; örneğin vakumlu dinamik işleme, ultrasonik sürekli gaz giderme arıtması ve korindon seramik filtreler gibi yöntemler iyi sonuçlar vermiştir. Ancak bu işlem yöntemleri daha karmaşık ve maliyetlidir; bu nedenle endüstriyel üretimde yaygınlaştırılması zordur. Metal filtre elyafı bezine gelince, bu filtre yalnızca alüminyum alaşımı eriyikindeki büyük kalıntıları giderebilir; ancak mikron seviyesinin altındaki kalıntılar giderilemez ve metal filtre ayrıca alüminyum alaşımını kirletir. Köpük seramik filtre plakalarının kullanılması, ince kalıntıları filtreleyebilir ve dökümlerin mekanik özelliklerini ve görünüm kalitesini önemli ölçüde iyileştirebilir.

Şu seramik köpük filtre Plaka, çok katmanlı bir ağa ve çok boyutlu geçiş deliklerine sahiptir; bu delikler birbirleriyle bağlantılıdır. Filtreleme sırasında erimiş alüminyum, kalıntıları beraberinde taşır ve dolambaçlı kanallar ile gözenekler boyunca akar; filtre plakasının köpük yapılı iskeletiyle temas ettiğinde doğrudan durdurulur, adsorbe edilir, birikir vb. Erimiş alüminyum delikten akarken, filtre plakasının kanalı kıvrımlı olduğundan kanal içinden akan erimiş alüminyumun akış yönü değişir ve kalıntılar delik duvarıyla çarpışarak deliğe sıkıca yapışır.