Kabarcık Yüzdürme Yöntemiyle Alüminyum Eriyiğinin Arıtılması

Alüminyum-silikon alaşımı, düşük yoğunluk, boyutsal kararlılık, iyi aşınma direnci ve yüksek özgül mukavemet gibi iyi mekanik özelliklerin yanı sıra mükemmel korozyon direncine de sahiptir; bu nedenle otomobil ve havacılık gibi döküm endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilgisayarlı harmanlama yazılımının kullanımı, dökümlerin kimyasal bileşiminin hassas bir şekilde kontrol edilmesi için teknik bir temel sağlamaktadır. Modifiye edici maddelerin türleri ve katılaşma süreci üzerine yapılan araştırmalar, dökümlerin mikroyapısını önemli ölçüde iyileştirmiştir. Ancak, gerçek üretimde, metalde gazlar ve kalıntılar gibi metalurjik kusurların varlığı nedeniyle metal malzemenin sürekliliği bozulur, dökümün etkili kesiti azalır ve gözeneklerin çevresinde gerilim yoğunlaşmasına neden olarak dökümün mekanik özellikleri büyük ölçüde azalır. Bu nedenle, yüksek kaliteli ürünler elde etmek için eritme sırasında alüminyum eriyiğinin arıtılması gereklidir.

Alüminyum Eriyiğinin Arıtılması

Ölçümlere göre, alüminyum alaşımındaki gaz içeriğinin 85%’den fazlası hidrojendir ve geri kalanı azot, oksijen, karbon monoksit vb. olduğundan, gaz içeriği olarak hidrojen içeriği dikkate alınır. Hidrojenin sıvı alüminyumdaki çözünürlüğü katı alüminyumdakinin yaklaşık 20 katı olduğundan, katılaşma işlemi sırasında [H] çökelerek H2 oluşturur ve dökümde kalır, bu da farklı boyutlarda gözeneklere neden olur. Alaşım sıvısını saflaştırmak ve döküm öncesinde alaşım sıvısındaki gaz içeriğini azaltmak amacıyla, yurtiçi ve yurtdışındaki akademisyenler çok sayıda teorik ve teknolojik araştırma yürütmüştür. Çalışma prensibine göre, bu yöntemler iki kategoriye ayrılabilir: adsorpsiyonlu saflaştırma ve adsorpsiyonsuz saflaştırma. Bunlar arasında, adsorpsiyonlu saflaştırma, kabarcık flotasyon yöntemini içerir, seramik köpük filtre ile arıtma yöntem, akı arıtma yöntemi. Adsorpsiyonsuz arıtma, temel olarak statik yöntem, vakum yöntemi, ultrasonik arıtma ve elektromanyetik arıtmayı içerir.

Günümüzde, kabarcık flotasyon yöntemi erimiş alüminyumun arıtılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntemin çalışma prensibi, alüminyum sıvısında çözünmeyen inert gaz veya aktif gazın alüminyum sıvısına verilmesi ya da alüminyum sıvısıyla reaksiyona girerek gaz üretmesi için klor tuzu (klorür) eklenmesidir; bu gaz, alüminyum sıvısı içinde oluşur. Çok sayıda kabarcık oluşur; kabarcıklar içindeki hidrojen kısmi basıncı sıfır olduğu için, erimiş alüminyumdaki hidrojen kabarcıklara yayılır ve taşar.