Erimiş Alüminyumda Hidrojen Giderimi, Hidrojen Giderimi için Akışkanlar

Hidrojen, alüminyum ve alaşımlarında kayda değer ölçüde çözünen tek gazdır. Çözünürlüğü, sıcaklık ve basıncın karekökü ile doğru orantılıdır. Erimiş alüminyumun soğuma ve katılaşma sürecinde, son derece düşük katı çözünürlük değerini aşan çözünmüş hidrojen moleküler formda çökelebilir ve bu da birincil ve/veya ikincil boşlukların oluşmasına neden olabilir. AdTech, akışkanlar sunar, çevrimiçi gaz giderme ünitesi Erimiş alüminyumda hidrojen giderimi için.

Erimiş Alüminyumda Hidrojen Giderimi için Akı Maddeleri

Drossing akıları Ergitilen metalin yüzeyinde oluşan alüminyum oksit (Al₂O₃) cüruf tabakasının erimiş metalden ayrılmasını kolaylaştırmak üzere tasarlanmıştır. Cüruf tabakasında genellikle cüruflar ile sıvı veya katı metal birbirine karışmış durumdadır. Cüruf giderici akışkanlar, cüruf tabakasındaki Al₂O₃ ile reaksiyona girerek metali geri kazanmak üzere tasarlanmıştır. Florürler, genel reaksiyona göre ince oksit filmlerini ıslatır ve çözer.

Hidrojen Kaynakları

Alüminyumda çok sayıda hidrojen kaynağı bulunmaktadır. Atmosferdeki nem, erimiş metal yüzeyinde ayrışarak eriyik içine yayılabilen bir atomik hidrojen konsantrasyonu oluşturur. Alüminyumun bariyer oksidi bu mekanizma yoluyla hidrojenin çözünmesine direnç gösterir; ancak oksit bariyerini bozan eriyik yüzeyindeki bozulmalar, hidrojenin hızlı bir şekilde çözünmesine yol açar. Alaşım elementleri, özellikle magnezyum, eriyik içine hidrojen difüzyonuna karşı direnci azaltan oksidasyon reaksiyonu ürünleri oluşturarak ve sıvı çözünürlüğünü değiştirerek hidrojen emilimini de etkileyebilir.

Hidrojen Gözenekliliği

Döküm alüminyumda iki tür veya biçimde hidrojen gözenekliliği ortaya çıkabilir. Bunlardan biri, hidrojen içeriğinin yeterince yüksek olduğu durumlarda karşılaşılan dendritler arası gözenekliliktir; bu durumda, katılaşma cephesinden reddedilen hidrojen, atmosfer basıncının üzerinde çözelti basınçlarına yol açar. İkincil (mikron boyutunda) gözeneklilik ise çözünmüş hidrojen içeriğinin düşük olduğu durumlarda ortaya çıkar ve boşluk oluşumu karakteristik olarak kritik seviyenin altındadır.

İnce dağılmış hidrojen gözenekliliği her zaman istenmeyen bir durum olmayabilir. Hidrojen çökelmesi, yetersiz beslenen parçalarda veya parça bölümlerinde büzülme gözenekliliğinin şeklini ve dağılımını değiştirebilir. Büzülme, genellikle döküm özellikleri açısından daha zararlıdır. Nadir durumlarda, yüzeysel sağlamlığı artırmak amacıyla, hidrojen aslında kasıtlı olarak eklenebilir ve dökümün uygulama gereksinimlerine uygun belirli konsantrasyonlarda kontrol edilebilir.

Erimiş Alüminyumda Hidrojen Giderimi

Katı Çözeltideki Hidrojen

Katılaşmış bir yapıdaki hidrojen dağılımı, çözünmüş hidrojen seviyesine ve katılaşmanın gerçekleştiği koşullara bağlıdır. Hidrojen gözenekliliğinin varlığı, difüzyonla kontrol edilen çekirdeklenme ve büyümenin bir sonucu olduğundan, hidrojen konsantrasyonunun azaltılması ve katılaşma hızının artırılması, boşluk oluşumunu ve büyümesini bastırıcı etki gösterir. Bu nedenle, tek kullanımlık kalıp işlemleriyle üretilen dökümler, kalıcı kalıp veya basınçlı döküm ile üretilen parçalara kıyasla hidrojen kaynaklı kusurlara daha yatkındır.

Erimiş Alüminyumda Hidrojen Giderimi

Çözünmüş hidrojen seviyeleri çeşitli yöntemlerle düşürülebilir; bunların en önemlisi, kuru ve kimyasal olarak saf azot, argon, klor ve freon ile akı uygulamasıdır. Heksakloroetan gibi bileşikler yaygın olarak kullanılmaktadır; bu bileşikler, erimiş metal sıcaklıklarında ayrışarak akı gazının oluşumunu sağlar.

Gazlı akışkanlama, kısmi basınç difüzyonu yoluyla erimiş alüminyumun çözünmüş hidrojen içeriğini azaltır. Klor gibi reaktif gazların kullanılması, difüzyon kinetiğini iyileştirmek amacıyla gaz/metal arayüzünü değiştirerek gaz giderme hızını artırır. Eriyiği likidüs noktasında veya bu noktaya yakın bir sıcaklıkta uzun süre hareketsiz tutmak da, hidrojen içeriğini, alaşım için sıcaklığa bağlı sıvı çözünürlüğü olarak tanımlanan seviyeden daha yüksek olmayan bir düzeye indirir.