20 مارس المواد المُذابة في علم المعادن

المواد المُذابة في علم المعادن

المواد المُذابة في علم المعادن

تغطية و دروسينغ المواد المساعدة

(تتوفر أنواع منخفضة الفلورايد، ومناسبة لدرجات الحرارة المنخفضة والعالية، وخالية من الصوديوم)

يُعد الألومنيوم مادة شديدة النشاط كيميائيًا. يتشكل غشاء أو طبقة صلبة من أكسيد الألومنيوم بسرعة على جميع الأسطح المكشوفة حديثًا، لا سيما في الحالة المنصهرة. تؤدي إضافة الخردة أو السبائك إلى المادة المنصهرة، بالإضافة إلى التقليب والخلط، إلى تعليق أكسيد الألومنيوم في المادة المنصهرة. وقد يؤدي وجود هذه الأكاسيد في المنتج المصبوب إلى حدوث عيوب، لذا يجب إزالتها من المادة المنصهرة. معظم الأكاسيد هي من الألومنيوم، لكن عناصر السبائك مثل المغنيسيوم والحديد والنحاس والتيتانيوم يمكنها أيضًا تكوين أكاسيدها.

المواد المساعدة المستخدمة في علم المعادن – تُعد المواد المساعدة المستخدمة في التنظيف ضرورية لإزالة الأكاسيد من المادة المنصهرة، في حين أن تغطية التدفقات يعمل كحاجز يحمي سطح المادة المنصهرة من تكوّن الأكسيد. ويمكن عمومًا استخدام نفس مادة التذويب لكلا الغرضين.

تزيد مركبات الفلوريد الموجودة في مادة التذويب من فعاليتها وتسمح باستخدامها عند درجات حرارة أقل. ومع ذلك، يمكن أن تنبعث من الفلوريدات أبخرة ضارة، ولذلك تفضل بعض المسابك، لأسباب بيئية، استخدام مواد تذويب منخفضة الفلوريد. تُستخدم مواد التذويب الخالية من الصوديوم في السبائك فائقة التوازن (التي تحتوي على نسبة سيليكون تزيد عن 12%)، حيث إن الصوديوم قد يتداخل مع عملية تنقية حبيبات الفوسفور. وتختلف مواد التذويب المتاحة لنطاقات درجات الحرارة المختلفة بشكل أساسي في درجات انصهارها.

التدفقات الطاردة للحرارة

تُستخدم مواد الصهر من هذا النوع مع الخبث لتحرير المعدن المحبوس فيه، وبالتالي تقليل خسائر الصهر.

مواد التذويب المستخدمة في تنظيف جدران الأفران

المواد المساعدة المستخدمة في علم المعادن – يؤدي تراكم الأكاسيد على جدران الفرن إلى تقليل عمر الفرن، فضلاً عن زيادة صعوبة العمل وتقليل سعة الفرن. وإذا لم يتم التحكم في هذا التراكم، فقد تتحول الأكاسيد إلى كوراندوم، وهي مادة يصعب إزالتها للغاية. تعمل مواد التذويب المستخدمة في تنظيف الجدران على تليين التراكمات وتسهيل كشطها.

مواد التلحيم المزيلة للغازات

الهيدروجين، الذي يتواجد في ورشة الصب بشكل أساسي نتيجة لتحلل بخار الماء، قابل للذوبان بدرجة كبيرة في سبائك الألومنيوم السائلة، ولكنه أقل قابلية للذوبان بكثير في الحالة الصلبة. وعندما يتصلب الألومنيوم، يخرج الهيدروجين الزائد المذاب من المحلول ويشكل فقاعات، تتراوح أحجامها من حجم الثقب الدبوسي إلى أحجام أكبر بكثير. ويكون المعدن الذي لم يتم إزالة الغازات منه قبل الصب عرضة لهذا النوع من العيوب. تعمل مواد إزالة الغازات على التخلص من الهيدروجين، وكذلك الأكاسيد والشوائب الأخرى.

مواد الصهر المُعدِّلة بالصوديوم

بالنسبة للسبائك تحت الإيوتكتية التي تحتوي على السيليكون، تؤدي إضافة الصوديوم أو السترونتيوم إلى تعديل بنية السيليكون، مما يؤدي إلى تحسين الخصائص الميكانيكية (مثل مقاومة الشد أو الاستطالة) وقابلية الصب. وفي السبائك المعدلة، يتوزع انكماش الصب أثناء التصلب بدلاً من أن يتركز في تجاويف كبيرة. كما أن التعديل بالصوديوم فعال جدًّا في منع مسامية الانكماش.

المواد المساعدة المستخدمة في علم المعادن – تتوفر مواد مساعدة على شكل مسحوق وأقراص. وتُعد جميع هذه المواد المساعدة أكثر ملاءمةً للبيئة بكثير من معدن الصوديوم. وهناك نوع تم تطويره مؤخرًا (نظام Sodium DonutTM) لا يتأثر بمشكلة التلاشي، التي كانت في وقت من الأوقات جانبًا لا مفر منه في عملية التعديل بسبب تقلب الصوديوم.

الحبوب مواد الصهرs

يشير حجم الحبيبات في سبائك الألومنيوم إلى حجم بلورات الألومنيوم الفردية في القطعة المصبوبة. ويرتبط حجم هذه البلورات ارتباطًا مباشرًا بعدد الحبيبات أو النوى التي تتشكل في المراحل الأولى من التصلب؛ فكلما زاد عدد الحبيبات، كان حجم الحبيبات أدق. ويؤدي الحجم الخشن للحبيبات إلى زيادة صعوبة التغذية وتقليل سلامة وخصائص المسبوكات الميكانيكية. أما عملية تنقية الحبيبات، فهي تعمل على تصغير الحبيبات عن طريق زيادة عدد نوى التبلور في المراحل المبكرة من التصلب، تمامًا مثل عملية بذر سحابة مطرية باستخدام الثلج الجاف.

تشمل مزايا تكرير الحبوب ما يلي:
توزيع المسامية.
الوقاية من التمزق الناتج عن الحرارة.
تحسين مقاومة التسرب عن طريق منع حدوث الثقوب الهوائية.
يُعد التيتانيوم والبورون والزركونيوم من العناصر الشائعة المستخدمة في تنقية الحبيبات. أما بالنسبة للسبائك فوق الإيوتكتية، حيث يترسب السيليكون قبل الألومنيوم، فيُستخدم الفوسفور لتنقية الحبيبات.

مواد تدفق لإزالة المغنيسيوم والكالسيوم

المغنيسيوم: تحتوي سبائك الألومنيوم عادةً على كمية صغيرة من المغنيسيوم. وفي بعض هذه السبائك، يلعب المغنيسيوم دورًا مهمًا في تعزيز الخصائص الميكانيكية العالية بعد المعالجة الحرارية. أما في سبائك أخرى، فيتواجد المغنيسيوم فقط كشوائب مسموح بها ضمن حدود معينة، وقد تكون الكميات الكبيرة منه ضارة.
الكالسيوم: بالنسبة لمصنعي سبائك الألومنيوم الثانوية، يحتوي السيليكون المعدني على كميات غير مرغوب فيها من الكالسيوم، مما قد يؤدي إلى حدوث مسامية، ولذلك يجب الحفاظ على مستوياته عند حد أدنى جدًّا.

مقالات ذات صلة:

مذيب الألومنيوم مواد التذويب المصنوعة من الألومنيوم صهر الألومنيوم باستخدام تقنية «فلوكس» تقنية «فلوكس» تزيل الليثيوم من الألومنيوم السائل مواد التذويب المستخدمة في تكرير الألومنيوم طريقة إنتاج مادة التذويب المستخدمة في تكرير الألومنيوم مواد الصهر المصنوعة من السبائك المعدنية يزيل «فلوكس» الكالسيوم من الألومنيوم السائل جهاز صقل الحبوب «Al Alloy» التدفق في علم المعادن فيما يتعلق بالألمنيوم مادة الصهر المستخدمة في صهر الألومنيوم مصفاة الألومينا مذيب الألمنيوم المصبوب مواد الصهر المكررة من Al Alloy