فرآیند گاز زدایی آلومینیوم

گاز زدایی آلومینیوم یا Aluminum degassing فرآیندی است که گروه مهندسی فیلت در این مقاله به بررسی آن می پردازد.

آلومینیوم فلزی می باشد که در حالت مذاب توانایی فعل و انفعال شیمیایی و حلالیت فیزیکی با بسیاری از عناصر را دارد. این عنصر به آسانی نسبت به مواد محیط خود مانند هوا، محصولات سوخت، مواد آلیاژی و سایر عناصر که برای هدف خاص به آن افزوده می‌گردد واکنش نشان می‌دهد. نتایج این واکنش ها به شکل ترکیبات فلزی و غیر فلزی و سوراخ در قطعه ریخته شده، ظاهر می‌شوند که هر یک به نوعی خواص مکانیکی و ریخته گری فلز را کاهش می‌دهند. در ادامه همراه گروه مهندسی فیلت باشید.

فهرست مطالب

• حذف گاز
• دستورالعمل های گاز زدایی
• روش های گاز زدایی آلومینیوم مذاب
• مزایای تزریق شارژ

مقاله پیشنهادی: دستگاه سی ان سی (CNC) چیست؟

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.

آلومینیوم مذاب بسیار واکنش پذیر می باشد. در اثر تماس رطوبت و عدم تجزیه آب، هیدروژن (H) در آلومینیوم مذاب آزاد می شود. مقدار بسیار زیادی از این گاز دارای اثرات تخریب گر بر خواص مکانیکی در ریخته گری نهایی است. علاوه بر این؛ گاز حل شده تاثیر منفی بر پراکندن و میزان تخلل، سوراخ ها و انقباض دارد. سطح هیدروژن (H) حل شده باید کنترل شود تا تولید ضایعات را به کمترین مقدار خود برساند.

گازهای محلول در آلومینیوم مذاب بعد از انجماد به دلیل تنش سطحی مذاب و عدم امکان خروج کامل به صورت حباب هایی با اندازه‌های مختلف در قطعه ریخته شده باقی مانده که خواص مکانیکی و وزن مخصوص قطعه را بسیار کاهش می‌دهند. در مورد ذوب آلیاژهای آلومینیوم، هیدروژن (H) تنها گازی است که به صورت محلول در مایع و حباب در جامد ظاهر می‌گردد و از این رو عملیات گاز زدایی (هیدروژن زدایی) در ذوب آلومینیوم و آلیاژهای آن از اهمیت خاص برخوردار است.

برای کنترل کردن گاز در آلومینیوم مذاب باید به دو نکته زیر توجه داشت:

1- از ورود هیدروژن (H) در فرآیند ذوب جلوگیری شود یا به کمترین میزان خود رسانده شود.

2- قبل از فرآیند ریخته گری هیدروژن (H) اندازه گیری و حذف گردد.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل گرده ماهی آلومینیوم 3*30 و 5*30 میلیمتر

حذف گاز

گاز زدایی آلومینیوم مذاب به طور معمول با استفاده از یک گاز خالص انجام می شود که به وسیله یک واحد گاز زدایی گردشی وارد مایع مذاب می شود. زمانی که حباب های گاز خالص به مایع مذاب وارد می شود گاز هیدروژن (H) را جمع آوری می کند و در سطح شناور می کند. در ایده آل ترین حالت ممکن حباب های حاوی هیدروژن (H) اشباع شده از مایع خارج می شود و میزان هیدروژن (H) را کم می کند. از دیدگاه ترمودینامیکی میزان سود بردگی این پروسه صد در صد می باشد. همان گونه که مقدار گاز در ذوب کاهش می یابد، فشار متعادل هیدروژن (H) در حباب ها نیز افزایش می یابد. بدین سبب مقدار گاز خالص مورد نیاز برای حذف هیدروژن (H) باقی مانده باید افزایش یابد.

بیشتر بدانید: قالب سازی آلومینیوم

ارتباط تعادل گاز حذف شده برای آلومینیوم خالص

به عنوان نمونه ارتباط حذف گاز به 200 به معنی این است که 200 لیتر گاز بی اثر برای حذف یک لیتر هیدروژن (H) لازم است. این شیوه هیدروژن زدایی برای مقدار هیدروژن (H) محلول کم مناسب است.

هر مقدار دمای مذاب بالاتر باشد حلالیت بیشتر می شود. به همین دلیل بالارفتن دمای ذوب آلومینیوم زمان مناسب برای گاز زدایی را افزایش می دهد.

عناصر آلیاژی در میزان حلالیت هیدروژن (H) تاثیر مستقیم دارند. گاز زدایی آلیاژهایی که ارزش بیشتری دارند بسیار سخت تر می باشد به عنوان نمونه گاز زدایی آلیاژ 535، چهار برابر آلومینیوم خالص نیاز به زمان دارد.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل گرده ماهی آلومینیوم  1.5*50 و 2*50 میلیمتر

دستورالعمل های گاز زدایی

گاز زدایی معمولا در یکی از سه مرحله قالب ریزی انجام می شود:

1- مرحله انتقال آلومینیوم مذاب از کوه مذاب به کوره نگه دارنده

2- مرحله کوره قبل از انجام ریخته گری

3- در یک سیستم خطی زمانی که فلز به کوره نگهدارنده منتقل می شود

مقاله پیشنهادی: کاربرد راد (مفتول) آلومینیومی در صنعت

از مراحل فوق، گزینه یک و دو بسیار رایج می باشد. از لحاظ عملی تمامی گاز زدایی های دوار یکسان نیستند. طراحی صحیح دگازور دورانی باعث عملکرد بهتر و راندمان بیشتر حباب های ریزتر می شود و از نظر زمان بسیار با صرفه تر می باشد و گاز کمتری نیز استفاده می کند.

در زمانهای قدیم از ماشین های ساده تر استفاده می کردند که قیمت آن بسیار کمتر بود و حباب های بزرگتر تولید می کرد اما به دلیل کاهش راندمان مقرون به صرفه نبود.

روش های گاز زدایی آلومینیوم مذاب

 روش فلوکسز

در این روش ترکیبات گاز کلر (CL) به شکل جامد (قرص) یا مایع داخل مواد مذاب می شود و به خاطر تماس با مذاب، تجزیه می‌شود و گازهای مورد نیاز برای هیدروژن زدایی مذاب را تامین می کند. به عنوان نمونه می‌توان از ترکیبات کلر (CL) مانند کربن تتراکلرید (CCL4) و هگزاکلرواتان (C2CL6) استفاده کرد. این ترکیبات، در مذاب آلومینیم تجزیه و کلر (CL) آن ها با آلومینیم ترکیب می‌شود و گاز کلرید آلومینیم (ALCL3) را به وجود می آورد که از آن می‌توان برای گاز زدایی مذاب آلومینیم استفاده نمود. به این ترتیب که گاز هیدروژن به سطح مذاب می آید. حبابها از ذوب فرار می کنند و سپس گاز توسط سیستم اگزوز حذف می شود. روند ادامه می یابد تا حباب متوقف شود.

گاز زدایی به روش چرخشی

در این روش یک گاز بی اثر یا گاز غیر فعال شیمیایی مانند آرگون (Ar) یا نیتروژن (N)، در یک شفت گردان ریخته می شود. انرژی شفت گردان حباب زیادی به وجود می آورد، که فضای زیادی را اشغال می کند و باعث نشر سریع و موثر هیدروژن (H) در حباب های گاز می شود که به افزایش فعالیت هیدروژن (H) در فازهای مایع و گاز منتهی می شود. در قیاس با فلوکسز گاززدایی چرخشی منجر به حذف کامل هیدروژن (H) می شود. علاوه بر این گاز زدایی دوار از نمک های مضر کلر (CL) و فلوئور (F) استفاده نمی کند.

بیشتر بدانید: پروفیل ناودانی آلومینیوم

گاز زدایی به روش تزریق شارژ یا کمک ذوب

این روش ترکیبی از دو شیوه چرخشی و فلوکسز باشد. در این حالت گاز بی اثر به عنوان حامل برای شارژ گرانول عمل می کند.

مزایای تزریق شارژ

• زمان کوتاه
• عملکرد قابل کنترل
• سازگاری بیشتر با محیط زیست کارایی به دلیل مخلوط شدن بهتر با مذاب

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710