Pemurnian Aluminium Cair

10 September Pemurnian Aluminium Cair

Posted at 07:58h in SEO by AdTech 0 Comments

0 Likes

Pemurnian Aluminium Cair

Lapisan aluminium oksida memiliki permeabilitas yang rendah terhadap atom hidrogen, sehingga memperlambat reaksi interaksi antara logam cair dengan kelembapan atmosfer.
Pada ketebalan lapisan sebesar 1–10 mikron, pertukaran gas antara logam dan atmosfer praktis terhenti.
Komposisi paduan sangat dipengaruhi oleh komposisi lapisan tersebut.
Semua unsur yang mempercepat proses oksidasi aluminium (magnesium, litium, natrium, strontium, kalsium) meningkatkan permeabilitas lapisan oksida terhadap hidrogen.
Unsur-unsur paduan (tembaga, seng, silikon) hanya memiliki pengaruh yang kecil terhadap pertukaran gas.
Zat-zat tersebut sedikit melonggarkan lapisan oksida dan karenanya berkontribusi pada proses saturasi paduan dengan hidrogen yang lebih cepat.

Permeabilitas hidrogen pada lapisan oksida sangat dipengaruhi oleh komposisi atmosfer di atas cairan logam.
Permeabilitas lapisan tersebut meningkat secara signifikan jika Cl₂, C₂Cl₆, BF₄, SiF₄, freon, dan halogen lainnya terdapat dalam medium gas. Klorida, yang memiliki afinitas tinggi terhadap aluminium, teradsorpsi, menembus ke bawah lapisan oksida, dan merusaknya akibat pembentukan aluminium klorida dalam bentuk gas.
Fluorida berinteraksi secara kurang aktif dengan aluminium. Melalui interaksinya dengan lapisan oksida, fluorida tersebut berkontribusi terhadap dehidrasi permukaan lapisan tersebut serta desorpsi molekul dan atom oksigen.
Berkat kapasitas adsorpsinya yang tinggi, fluorida mengisi pusat-pusat aktif yang terlepas pada lapisan tersebut dan membentuk kompleks oksifluorida tipe Al₂O₂F₂, yang menghambat masuknya oksigen dan uap air ke dalam lelehan, serta membuat lapisan tersebut tipis dan permeabel terhadap hidrogen.
Flux cair yang mengandung fluorida juga menghancurkan lapisan oksida dan mempermudah proses penghilangan gas dari logam cair.

Adtech China menyediakan aluminium mesin penghilang gas dan fluks pemurnian untuk proses pemurnian aluminium cair. (sales@adtechamm.com)

Dalam proses pemurnian aluminium cair, hidrogen terlarut yang dilepaskan selama proses kristalisasi logam cair menyebabkan terbentuknya gas dan porositas akibat penyusutan gas pada coran.
Seiring meningkatnya konsentrasi hidrogen, porositas gas pada coran pun meningkat.
Kecenderungan paduan aluminium terhadap porositas gas ditentukan oleh tingkat supersaturasi larutan padat terhadap hidrogen, yang dinyatakan dengan rasio η – (Cg – Stv) / Stv, di mana Cg dan Stv adalah konsentrasi hidrogen dalam fase cair dan padat paduan, cm³/100 g. Porositas gas tidak terbentuk jika Cn = sr.
Tingkat supersaturasi larutan padat meningkat seiring dengan meningkatnya laju pendinginan.

Untuk setiap paduan, terdapat konsentrasi batas hidrogen; di bawah konsentrasi tersebut, tidak terjadi pembentukan pori-pori gas pada coran pada laju pendinginan tertentu.
Jadi, misalnya, untuk mencegah pembentukan pori-pori gas selama proses pengerasan coran berdinding tebal dari paduan Al–7% Si, kandungan hidrogen dalam lelehan tidak boleh melebihi 0,15 cm³ per 100 g. Kandungan hidrogen maksimum dalam duralumin adalah 0,12–0,18 cm³ per 100 g, tergantung pada intensitas pendinginan selama proses kristalisasi.

Perlindungan cairan aluminium dari oksidasi dan penyerapan hidrogen dicapai dengan melakukan peleburan di bawah fluks dalam atmosfer yang sedikit oksidatif.
Campuran natrium klorida dan kalium klorida (45% NaCl dan 55% KCl) dengan jumlah sebesar 1–2% dari massa bahan baku digunakan sebagai fluks pelapis dalam proses peleburan sebagian besar paduan yang mengandung tidak lebih dari 2% Mg.
Komposisi fluks tersebut merupakan larutan padat dengan titik leleh minimum sebesar 660 °C.
Untuk tujuan ini, disarankan pula penggunaan fluks yang lebih kompleks (Tabel 12).

Untuk paduan aluminium-magnesium, karnalit (MgCl₂ * KCl) dan campuran karnalit dengan 40-50% klorida barium atau 10-15% fluorida kalsium digunakan sebagai fluks pelapis.
Jika penggunaan fluks tidak memungkinkan, perlindungan terhadap oksidasi dilakukan dengan penambahan berilium (0,03–0,051 TP3T).
Flux pelindung banyak digunakan dalam proses peleburan paduan logam di tungku reflektif.
Untuk mencegah interaksi dengan kelembapan, dilakukan langkah-langkah untuk menghilangkan kelembapan tersebut dari lapisan dalam tungku peleburan dan peralatan pengecoran, serta dari bahan pelebur yang digunakan dalam proses pemurnian dan modifikasi; peralatan peleburan dan pengecoran tersebut juga menjalani proses pengapuran dan pengecatan, serta dilakukan pemanasan, pembersihan, dan pengeringan terhadap bahan baku yang akan dilebur.
Namun, betapapun hati-hatinya peleburan tersebut dilindungi, ketika dilebur di udara, hasilnya selalu terkontaminasi oleh oksida, nitrida, karbida, inklusi terak dan fluks, serta hidrogen; oleh karena itu, peleburan tersebut harus dibersihkan sebelum dituangkan ke dalam cetakan.

Untuk memurnikan paduan aluminium dari inklusi non-logam yang tersuspensi dan hidrogen terlarut, digunakan metode sedimentasi, pembilasan dengan gas inert dan gas aktif, perlakuan dengan garam klorida dan fluks, pengosongan vakum, penyaringan melalui saringan jaring dan saringan butiran, serta pemurnian elektroflux.
Sebagai suatu proses mandiri, sedimentasi dapat diterapkan dalam kasus-kasus di mana perbedaan kepadatannya cukup besar dan ukuran partikelnya tidak terlalu kecil. Namun, dalam kasus-kasus tersebut, proses ini berjalan lambat, membutuhkan konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi, dan tidak efektif.
Pemurnian lelehan dengan cara peniupan menggunakan gas inert atau gas aktif didasarkan pada dua proses, yaitu difusi gas terlarut ke dalam gelembung, serta aksi peniupan dan pengapungan gelembung tersebut terhadap inklusi dan gelembung gas berukuran sangat kecil. Semakin kecil ukuran gelembung gas yang digunakan untuk pemurnian dan semakin merata distribusinya di seluruh volume lelehan, semakin berhasil pula proses pemurnian tersebut. Dalam hal ini, metode pemrosesan tersebut layak mendapat perhatian khusus.