Erimiş Alüminyum Dökümünde Safsızlık Elementlerinin Arındırılması

Erimiş alüminyumda safsızlık elementlerinin arıtılması, demir ve diğer safsızlık elementlerinin uzaklaştırılmasıdır. Demir, alüminyum alaşımındaki başlıca safsızlık elementidir. 6063 alaşımında ulusal standart, demir içeriğinin 0,35’ten fazla olmamasını şart koşmaktadır. Üretimde birinci sınıf endüstriyel alüminyum külçeler kullanılırsa, demir içeriği genellikle 0,25'in altında tutulabilir. Ancak, üretim maliyetlerini düşürmek amacıyla büyük miktarlarda geri dönüştürülmüş alüminyum veya diğer dış kaynaklı alüminyum kullanılırsa, demir içeriği kolayca standardı aşacaktır. Arıtma akısı genellikle safsızlık elementlerinin arıtılmasında kullanılır.

Safsızlık Elementlerinin Arıtılması

Alüminyumda Fe’nin iki formu vardır: biri iğne benzeri yapıya sahip β fazı (Al9Fe2Si2), diğeri ise tanecikli yapıya sahip α fazıdır (Al12Fe3Si). Farklı faz yapıları, alüminyum alaşımları üzerinde farklı etkiler yaratır. Pullu yapıya sahip β fazı, tanecikli yapıya sahip α fazından çok daha zararlıdır. β fazı, alüminyum profilin yüzeyini pürüzlü hale getirebilir, mekanik özelliklerini ve korozyon direncini olumsuz etkileyebilir. Profil yüzeyi maviye döndükten sonra parlaklık azalır ve renklendirme işleminden sonra saf renk elde edilemez; bu nedenle demir içeriği kontrol altında tutulmalıdır.

Demirin zararlı etkilerini azaltmak ve safsızlık elementlerinin arıtılmasını sağlamak amacıyla aşağıdaki önlemler alınabilir:

Ergitme ve döküm işlemlerinde kullanılan tüm aletler, kullanıma sunulmadan önce yıkanarak çıkarılabilen boya ile kaplanır; bu, demirin erimiş alüminyum içine çözünmesini azaltabilir.
Tane yapısını iyileştirin, demir fazını daha ince ve daha küçük hale getirin ve zararlı etkilerini azaltın.
β fazını α fazına dönüştürmek ve zararlı etkilerini azaltmak için uygun miktarda stronsiyum ekleyin.
Atık malzemelerin özenle seçilmesi, alüminyum eritme fırınına giren demir teller, çiviler, demir talaşı ve diğer kalıntıların miktarını mümkün olduğunca azaltarak demir içeriğinin artmasını önler.

Diğer Safsızlık Elementlerinin Etkisi

Elektrolitik alüminyum külçelerindeki diğer safsızlık elementlerinin miktarları ulusal standardın altındadır; ancak geri dönüştürülmüş atık alüminyum kullanıldığında bu değerler standardı aşabilir. Üretim sürecinde, her bir elementin standardı aşmaması için kontrol edilmesi gerekir ve safsızlık elementlerinin toplam miktarı da standardı aşmamalıdır. Tek bir elementin içeriği standardı aşmasa da toplam miktar standardı aştığında, bu safsızlık elementleri de kalite üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Uygulamada görüldüğü üzere, çinko içeriği 0,05'e ulaştığında oksidasyon sonrasında profil yüzeyinde beyaz lekeler ortaya çıkmaktadır; bu nedenle çinko içeriği 0,05'in altında tutulmalıdır.