Control de la temperatura durante la fusión de una aleación de aluminio

29 de noviembre Control de la temperatura durante la fusión de una aleación de aluminio

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Control de la temperatura durante la fusión de una aleación de aluminio

El proceso de fundición debe alcanzar una temperatura lo suficientemente alta como para garantizar que el metal y los elementos de aleación se fundan y se disuelvan por completo.
Cuando la temperatura de calentamiento es demasiado alta, aumenta la velocidad de fusión y se acorta el tiempo durante el cual el metal y el gas del horno, el revestimiento y otros elementos similares se dañan mutuamente.
Las prácticas de producción han demostrado que un calentamiento rápido, destinado a acelerar la fusión de la carga y acortar el tiempo de fusión, resulta beneficioso para mejorar la productividad y la calidad.

Por otro lado, una temperatura demasiado elevada tiende a provocar un sobrecalentamiento y, sobre todo cuando el calentamiento se realiza en un horno reverberatorio de llama, la llama entra en contacto directo con la carga y calienta intensamente el metal fundido o semifundido, lo que facilita la entrada de gas en la masa fundida.
Al mismo tiempo, cuanto mayor es la temperatura, más rápida es la interacción del metal con el gas del horno, el revestimiento, etc., y mayor es la pérdida de metal y la disminución de la calidad de la masa fundida.
El sobrecalentamiento no solo facilita la absorción de una gran cantidad de gas, sino que también tiende a hacer más gruesa la estructura granulométrica del lingote tras la solidificación, lo que aumenta la propensión a la formación de grietas en el lingote y afecta a las propiedades de la aleación.
Por lo tanto, durante el proceso de fundición, se debe controlar la temperatura de fundición para evitar que la masa fundida se sobrecaliente.

Una temperatura de fusión demasiado baja carece de sentido en la práctica de la producción.
Por lo tanto, en la producción real, es necesario evitar que la masa fundida se sobrecaliente, acelerar la fusión y acortar el tiempo de fusión.

El control de la temperatura durante la fusión de la aleación de aluminio es de vital importancia.
En la actualidad, la mayoría de las fábricas utilizan la fusión rápida a alta temperatura tras una alimentación rápida, con el fin de exponer el metal en estado semisólido y semilíquido a un gas de horno y a una llama intensos durante un breve periodo de tiempo, lo que reduce la oxidación, las pérdidas por combustión y la fusión del metal. Una vez que aparece una capa de metal líquido tras el aplanamiento del horno, para reducir el sobrecalentamiento local de la masa fundida, se debe reducir adecuadamente la temperatura de fusión y se debe intensificar la agitación durante el proceso de fundición para facilitar la transferencia de calor de la masa fundida.
En concreto, es necesario controlar la temperatura de fusión a la que la carga se funde por completo.
Debido al calor latente del metal o de la aleación, la temperatura aumenta cuando la carga se ha fundido por completo. En ese momento, si la temperatura de fusión se mantiene demasiado alta, el metal de todo el baño de fusión se sobrecalentará.
En la práctica industrial, la mayor parte del sobrecalentamiento de la masa fundida que se produce se debe, en este caso, a un control deficiente de la temperatura.
La elección de la temperatura de fusión real debería determinarse, en teoría, en función de la temperatura de fusión de las distintas aleaciones.
Las distintas aleaciones tienen diferentes puntos de fusión; es decir, en el caso de aleaciones con composiciones diferentes, la temperatura a la que el sólido comienza a fundirse (denominada «temperatura de solidus») y la temperatura a la que el sólido se funde por completo (denominada «temperatura de liquidus») también son diferentes.
En ambos rangos de temperatura, el metal se encuentra en un estado semilíquido y semisólido.

Con el fin de controlar con precisión la temperatura durante la fusión de aleación de aluminio, es necesario medir la temperatura de fusión. El método más preciso para determinar la temperatura de fusión sigue siendo el que utiliza un medidor de termopar.
Sin embargo, los trabajadores con experiencia práctica pueden evaluar la temperatura del material fundido observando diversos fenómenos físicos y químicos que se producen durante el proceso.
Por ejemplo, el color de la superficie del baño, el grado de combustión de las escorias y la presencia de aluminio o el ablandamiento de la herramienta de trabajo en la masa fundida; sin embargo, estos indicadores no son totalmente fiables, ya que se ven afectados por la luz y las condiciones meteorológicas, lo que merma su precisión.

El intervalo de temperaturas de fusión de la mayoría de las aleaciones es bastante amplio. Cuando el metal se encuentra en un estado semisólido y semilíquido —por ejemplo, tras una exposición prolongada al gas caliente de un horno o a una llama—, es más fácil inhalarlo.
Por lo tanto, en la producción real, se elige como temperatura de fusión una temperatura superior a la temperatura de liquidus, de entre 50 y 60 °C, con el fin de evitar rápidamente el intervalo de temperaturas correspondiente al estado semifundido.