Alüminyum Arıtma için Dönen Gaz Giderme Sistemi, Arıtma Süreci

Otomotiv endüstrisinin hızlı gelişmesiyle birlikte, alüminyum alaşımlı dökümlerin üretimi hızla artmaktadır. Alüminyum alaşımlı eriyiklerin yanlış işlenmesinden kaynaklanan çok sayıda döküm atığı, alüminyum alaşımlı döküm üreticilerinin acilen çözmesi gereken bir sorundur. Son yıllarda, alüminyum arıtma için döner gaz giderme sistemine yönelik araştırmalar, döküm çalışanlarının dikkatini çekmiştir. Alüminyum alaşımı eriyiklerinin kalitesini etkileyen, alüminyum alaşımının kimyasal bileşimi, erime durumu, arıtma ve modifikasyon gibi birçok faktör bulunmaktadır.

Alüminyum alaşımlı dökümlerdeki iğne deliği kusuru, döküm hurdasının en belirgin nedenidir. İğne deliklerinin varlığı, sadece dökümün etkin çalışma alanını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda çatlakların oluşmasına da yol açar ve çatlak yayılma sürecini hızlandırır. Bu durum, nihayetinde malzemenin mekanik özelliklerinde bir düşüşe yol açar. İğne deliği oluşumu, esas olarak eriyikteki cüruf kalıntıları ve hidrojen içeriğinden kaynaklanır. Hidrojen, alüminyum eriyikteki toplam gazın yaklaşık %'sini oluşturur. Bunun nedeni, katı alüminyumdaki hidrojenin çözünürlüğünün sıvı haldeki çözünürlüğünün yaklaşık 1/20'si kadar olmasıdır. Alüminyum katılaştığında, içinde çözünmüş olan hidrojen çökelerek iğne delikleri oluşturur. Döner gaz giderme sistemi ile alüminyum alaşımının arıtılması, hidrojen ve cürufu giderebilir, sıvı alüminyumu saflaştırabilir ve dökümlerdeki iğne deliklerini ortadan kaldırabilir.

Dönen Gaz Giderme Sistemi

İçindekiler

Dönen Gaz Giderme Sisteminin Çalışma Prensibi

Çalışma prensibi gaz giderme ünitesi Şu ki, motor rotoru döndürdüğünde argon gazı küçük kabarcıklar halinde parçalanır. Bu küçük kabarcıkların varlığı, sıvı alüminyumdaki hidrojen konsantrasyonunu ve yüzeyindeki kısmi basıncı azaltır, böylece sıvı alüminyumdaki hidrojen konsantrasyonu düşer. Hidrojen, argon gazı tarafından sıvı alüminyumun yüzeyinden uzaklaştırılır ve sıvı yüzeyinde yakılarak tüketilir.

Alüminyum eriyik tabanındaki küçük argon gazı kabarcıkları sıvı yüzeyine doğru hareket ettiğinde, alüminyum eriyik içinde çözünmüş olan hidrojen, argon-alüminyum eriyik fazlar arası arayüze çarpar ve hidrojen, çözünmüş durumdan adsorbe edilmiş duruma geçer. Adsorpsiyon tabakasındaki gaz atomları reaksiyona girerek hidrojen molekülleri oluşturur. Kabarcıklar büyüdükçe, erimiş alüminyumun yüzeyine yükselir ve yanarak yok olurlar.

Alüminyum eriyik tabanından sıvı yüzeyine doğru küçük argon gazı kabarcıkları hareket ettiğinde, alüminyum eriyik içinde asılı duran kalıntı parçacıkları çalkalanır ve kalıntılar birbirleriyle çarpışarak bir araya gelir ve büyür. Kapama belirli bir boyuta ulaştığında, yüzen kabarcıklarla çarpışabilir ve bunlara takılabilir. Ardından, cürufun uzaklaştırılması amacıyla sıvı yüzeyine çıkarılır.

Kabarcık tutma inklüzyonlarının iki modeli vardır; bunlar, daha büyük inklüzyonlar için ataletli çarpışma yoluyla yakalanmaya neden olur. Daha küçük inklüzyonlar için kabarcıklarla çarpışmak zordur, ancak kabarcıkların çevresinde teğetsel tutma meydana gelebilir.

Argon, inert bir gaz olduğu için sıvı alüminyumla reaksiyona girmez. Alüminyum eriyikindeki hidrojenin yerini alabilir; bu da alüminyum eriyikindeki hidrojen içeriğini büyük ölçüde azaltır ve alüminyum alaşımının mekanik özelliklerini iyileştirir.

Dönen Gaz Giderme Sistemi

Hidrojen Giderme Etkisini Nasıl Tespit Edilir?

Üretimde, alüminyum eriyiğinin hidrojen giderme etkisini hızlı bir şekilde tespit etmek amacıyla genellikle yoğunluk indeksi karşılaştırma yöntemi kullanılır. Yani, vakum altında alüminyumla katılaştırılan numunenin yoğunluğu ρ1 ile havada katılaştırılan numunenin yoğunluğu ρ2 ayrı ayrı belirlenir. Yoğunluk indeksi = (1 - ρ1/ρ2) × 100. Genel olarak, sıvı alüminyum şu koşulda uygun kabul edilir: basınçlı dökümde sıvı alüminyumun yoğunluk indeksi 1,5'ten azdır. Düşük basınçlı döküm ve yerçekimi dökümünde yoğunluk indeksi 1'den azdır.

(1) Argon kabarcıkları ne kadar fazla ve ince olursa, sıvı alüminyumun kabarcıklarla temas alanı o kadar genişler. Sıvı alüminyum içindeki hidrojen atomlarının difüzyon mesafesi ne kadar kısa olursa, kabarcıklar sıvı alüminyumda o kadar uzun süre kalır ve gaz giderme etkisi o kadar iyi olur.

(2) Arıtma işlemi sırasında, grafit nozul döner ve alüminyum eriyik tabanına püskürtme yapar. Bir yandan, bu işlem transfer torbasındaki alüminyum eriyik içinde küçük kalıntıların birikmesini kolaylaştırır. Öte yandan, alüminyum eriyik yüzeyi her zaman sabit kalır. Şiddetli çalkantı olgusu görülmez; bu da oksijenin karışmasını önler, oksit kalıntılarının oluşumunu ve hidrojenin ikincil çözünmesini azaltır.

(3) Ar, inert bir gazdır; toksik değildir, kokusuzdur ve kirlilik oluşturmaz. Ar dehidrojenasyonu, esas olarak erimiş alüminyumun fiziksel dehidrojenasyonunda rol oynar. Oluşan cüruf, alüminyum sıvısından kabarcıklar halinde dışarı atılır. Akı arıtma yöntemiyle karşılaştırıldığında, oluşan cüruf miktarı azdır ve zehirli gaz oluşmaz. Döner gaz giderme sistemi, çalışma ortamını büyük ölçüde iyileştirir ve çevreye verilen zararı azaltır.