مواد صهر الألومنيوم المنصهر في مسابك الألومنيوم

يُستخدم مصطلح «مواد الصهر في مسبك الألومنيوم» للإشارة إلى جميع عمليات معالجة الألومنيوم المنصهر باستخدام المركبات. عادةً ما تكون هذه المركبات غير عضوية ويمكن أن تؤدي وظائف متنوعة، مثل إزالة الغازات، واختزال المغنيسيوم، وإزالة الشوائب، وتكوين السبائك. كما يتضمن مادة التذويب المستخدمة في صناعة السبك غازات كيميائية أو غازات خاملة لمعالجة المادة المنصهرة. وتقوم هذه المادة بإزالة الشوائب الغازية أو الشوائب المعدنية.

المكونات الكيميائية الرئيسية لمواد الصهر المستخدمة في صب الألمنيوم المنصهر
مواد الصهر (مسحوق، حبيبات) يتكون عادةً من كلوريدات وفلورايدات ومواد مضافة أخرى تمنحه خصائص خاصة.

تستند معظم مواد الصهر المستخدمة في صناعة السبك إلى خليط من أملاح كلوريد البوتاسيوم (KCl) وكلوريد الصوديوم (NaCl) لتشكيل خليط يوتيكتكي يعمل عند درجات حرارة منخفضة.
ومن المكونات الشائعة الأخرى في مادة «فاوندري فلوكس» فلوريد الصوديوم (NaF)، الذي يشكل خليطًا ثلاثيًّا متساوي الانصهار مع كلوريد البوتاسيوم (KCl) وكلوريد الصوديوم (NaCl).

دور الفلوريد في مواد الصهر المستخدمة في صناعة السبك
تُستخدم أملاح فلوريد الفلزات القلوية كمواد خافضة للتوتر السطحي لتقليل التوتر السطحي بين مادة التلحيم والمعدن من جهة، ولتقليل التوتر السطحي بين مادة التلحيم والأكسيد من جهة أخرى. أما الكلوريد فيُظهر هذه الخاصية بدرجة أقل.

تتمتع أملاح الفلوريد وأكاسيد الفلزات القلوية بقدرة على الذوبان (وإن كانت بدرجة ضئيلة)، مما يساعدها على اختراق طبقة الأكسيد الموجودة في الخبث والتراكم على جدران الفرن. ويؤدي ذلك إلى تحسين قابلية الترطيب، مما يساعد على فصل شوائب الأكسيد من المادة المنصهرة وفصل معدن الألومنيوم عن خبث القصدير.

بعد صهر سبائك الألومنيوم المصبوبة، هل ينبغي تنقيتها وإزالة الشوائب منها أم إزالة الخبث منها أولاً؟
يجب صقله أولاً، ثم يتم إزالة الخبث ورشه بمادة تغطية وتركه ليتحلل. وهناك أيضًا عمليات لإزالة الخبث قبل الصقل، ولكن نظرًا لصعوبة الفصل بين الخبث والألومنيوم في هذه المرحلة، فإن الخسارة تكون كبيرة.
تهدف معالجة التعديل إلى تغيير بنية السيليكون في سبائك الألومنيوم لتحسين الأداء، بينما تهدف معالجة الصقل إلى صقل الحبيبات لتحقيق هدف تحسين الأداء. ويمكن استخدام كلتا العمليتين في آن واحد

ما الفرق بين بنية وأداء سبائك الألومنيوم المصبوبة قبل التعديل وبعده؟
قبل التلف: حبيبات خشنة، واستطالة منخفضة، وقوة شد منخفضة.
بعد التعديل: يتم تحسين جودة الحبيبات، وزيادة المرونة، وزيادة مقاومة الشد.
يكمن جوهر العلاج التحويلي في تغيير شكل السيليكون الموجود في الأنسجة.
لا يُضاف السيليكون إلى الألومنيوم النقي، الذي يفتقر إلى السيولة ولا يمكن استخدامه في صب السبائك.
بعد إضافة السيليكون، تكتسب بنية السيليكون أهمية كبيرة. ومن الأفضل أن يكون على شكل قضبان قصيرة. ومع ذلك، في ظل ظروف التبريد الطبيعي، يميل إلى اتخاذ شكل مضلعات غير منتظمة، مما يؤدي إلى تفتيت بنية المصفوفة وتقليل الخصائص الميكانيكية. وبعد إضافة الكمية المناسبة من الصوديوم (ملح الصوديوم) والسترونتيوم (ملح السترونتيوم)، يمكن تغيير الشكل غير الملائم للسيليكون بشكل فعال، وجعله يميل إلى شكل قضيب قصير، وتحسين الخصائص الميكانيكية.
لذلك، يجب تعديل سبائك الألومنيوم المتساوية الانصهار وفوق المتساوية الانصهار؛ كما يجب تعديل السبائك دون المتساوية الانصهار عندما يكون معدل تصلبها بطيئًا.