アルミニウム合金の精錬は、高品質の鋳造棒を製造するための最も重要なプロセスの 1 つです。 プロセスが適切に制御されていない場合、スラグ介在物、気孔、粗粒、羽毛結晶などのさまざまな鋳造欠陥が鋳造棒に発生します。 したがって、厳密に管理する必要があります。
6063アルミニウム合金の溶融温度は、750-760度の間に制御されることが好ましい。 低すぎるとスラグ介在物の生成が増加し、高すぎると水素吸蔵、酸化、窒化焼損が増加します。 研究によると、溶融アルミニウム中の水素の溶解度は 760 度を超えると急激に上昇します。 熱を使用する際の水素の吸収を減らすには、製錬炉や製錬ツールを乾燥させる、フラックスの湿り気や劣化を防ぐなど、さまざまな方法があります。 ただし、融解温度はより敏感な要素の 1 つです。 過度の溶解温度は、エネルギーを浪費し、コストを増加させるだけでなく、細孔、粗粒、羽毛結晶などの欠陥の直接の原因にもなります。
2. 優れたフラックスと適切な精製プロセスの選択
フラックスはアルミニウム合金の製錬に使用される重要な副原料です。 現在市販されているフラックスの主成分は塩化物とフッ素です。 中でも塩化物は吸水性が強く、湿気の影響を受けやすいです。 そのため、フラックスを製造する際には、使用する原料を乾燥させる必要があります。 湿気を完全に取り除き、梱包を密封し、輸送中や保管中の損傷を防ぎ、製造日に注意してください。 保管期間が長すぎると吸湿も発生します。 6063 アルミニウム合金の精錬では、スラグ除去剤が使用されます。精錬剤、被覆剤、その他のフラックスが水分を吸収すると、アルミニウムの液体はさまざまな程度で水素を吸収します。
優れた精製剤と適切な精製プロセスを選択することも非常に重要です。 現在、6063アルミニウム合金の精錬のほとんどは粉末噴霧精錬を採用しています。 この精錬方法によれば、精錬剤とアルミニウム液とを十分に接触させることができ、精錬剤の性能をより高めることができる。 素晴らしい効率。 この特徴は明らかですが、精製プロセスにも注意を払う必要があり、そうでないと望ましい効果が得られません。 粉末精製時の窒素圧力は低く、粉末を吹き飛ばせるほど良いです。 精製に使用する窒素が高純度塩素（99.99% N2）でない場合、アルミニウム液に窒素ガスを吹き込むほど、フッ素ガス中の水分が多くなり、アルミニウム液が酸化し、より多くの水素を吸収します。 また、フッ素ガスの圧力が高く、アルミニウム液によるローリングウェーブが大きいため、酸化スラグが介在する可能性が高くなります。 高純度窒素を使用して精製すると精製圧力が高くなり、大きな泡が発生します。 大きな泡はアルミ液中では浮力が大きく、泡はすぐに浮き上がります。 アルミニウム液中での滞留時間が短くなり、水素除去効果が悪く、無駄が多い。 窒素を使用するとコストがかかります。 したがって、窒素の使用量を減らし、精製剤の使用量を増やす必要があります。 より多くの精製剤を使用すると、利点のみが得られ、欠点はありません。 粉末スプレー精錬プロセスの重要なポイントは、できるだけ少ないガスの使用と、溶融アルミニウムにできるだけ多くの精錬剤をスプレーすることです。
3. 結晶粒の微細化
結晶粒微細化はアルミニウム合金鋳造における最も重要なプロセスの 1 つであり、気孔、粗粒、輝晶、羽毛結晶、亀裂などの鋳造欠陥を解決するためのより効果的な対策の 1 つでもあります。 合金鋳造では非平衡結晶化です。 不純物元素（合金元素を含む）のほとんどは粒界に集中している。 粒子が小さいほど、粒界領域は大きくなります。 不純物元素（または合金元素）の濃度が高いほど均一性が高くなります。 不純物元素の場合、高い均一性により有害な影響が軽減され、少量の不純物元素の有害な影響が有益な効果に変わることさえあります。 合金元素の場合、均一性が高いと、合金元素の合金化能力が向上します。 資源を最大限に活用するという目的を達成するため。
粒子の微細化、粒界領域の増加、元素の均一性の向上の効果は、次の計算で説明できます。
金属ブロック 1 と 2 は同じ体積 V を持ち、両方とも立方体の粒子で構成されていると仮定します。 金属ブロック 1 の粒子の一辺の長さは 2a、2 の粒子の一辺の長さは a です。 すると、金属ブロック 1 の粒界面積は次のようになります。 金属ブロック 2 の粒界面積は次のようになります。 金属ブロック 2 の粒界面積は金属ブロック 1 の粒界面積の 2 倍です。 合金粒径が 2 倍であれば、粒界面積は２倍となり、粒界の単位面積当たりの不純物元素も２倍となる。
