Kỹ thuật nấu hợp kim nhôm

 Hợp kim nhôm là hợp kim của nhôm với các nguyên tố khác (như: đồng, thiếc, mangan, silic, magiê) 

Nhôm hợp kim là dòng sản phẩm quan trọng trong các sản phẩm được sản xuất từ nhôm. Nhôm và hợp kim của nhôm đứng thứ hai (sau thép) về sản xuất và ứng dụng. Điều này do hợp kim nhôm có các tính chất phù hợp với nhiều công dụng khác nhau, trong một số trường hợp ứng dụng của hợp kim nhôm không thể thay thế được như trong công nghệ chế tạo máy bay và các thiết bị ngành hàng không khác. 

Hợp kim nhôm nhận được nhiều ưu đãi và sử dụng rộng rãi trong các cấu trúc kỹ thuật và các thành phần trọng lượng nhẹ, yêu cầu khả năng chống ăn mòn: ngành hàng không vũ trụ, quân sự, viễn thông, giao thông vận tải, sản xuất máy móc, chế tạo cơ khí, xây dựngvà các ngành công nghiệp khác.

** Kỹ thuật nấu hợp kim nhôm **

1 Nguyên tắc chung

Hợp kim nấu xong phải đảm bảo được 3 yêu cầu sau:

– Không còn khí hòa tan

– Không có oxyt nhôm

-Đúng thành phần đã định

Muốn vậy trong quá trình nấu cần đảm bảo

– Chọn lò và liệu thích hợp

– Sấy kỹ lò và nung liệu trước khi cho vào lò

– Tạo môi trường khí oxy hóa yếu, hạn chế diện tích mặt thoáng của kim loại lỏng, khi nấu có che phủ.

– Rút ngắn thời gian nấu chảy

– Tránh nâng nhiệt độ hợp kim lỏng quá cao và giữ lâu ở nhiệt độ đó để tránh cho khí có điều kiện hòa tan và hạt thô

– Tiến hành khử khí và tinh luyện trước khi rót

– Hạn chế khuấy động hợp kim lỏng khi nấu và rót

2 Lò nấu nhôm

– Lò nấu hợp kim nhôm thường có dung tích lớn, dễ khống chế nhiệt độ, nấu nhanh để tránh oxy hóa. Người ta thường dùng lò nồi bằng gang có sơn kỹ đễ tránh sự xâm nhập Fe vào hợp kim nhôm, hoặc dùng lò điện cảm ứng, lò điện trở, lò gas.

– Nếu nấu lò gạch đắp bằng bột cần chắc để tránh nhôm lỏng xâm nhập vào thành lò. không nên dùng gạch sa mốt có hàm lượng SiO2 cao vì sẽ diễn ra phản ứng tạo thành Al2O3. SiO2 +Al -> Al2O3 +Si

– Nên dùng loại gạch chứa nhiều Al2O3 hoặc dùng gạch Manhedit nhưng gạch này trên thị trường khá đắt.

Vật liệu nấu

Vật liệu nấu bao gồm nhôm nguyên chất, nhôm hợp kim, hợp kim nhôm trung gian, các phế liệu về nhôm, chất trợ dung để ngăn ngừa sự oxy hóa và để dễ tạo xỉ như 44% KCl + 56% MnCl2 hoặc 50% NaCl +35% KCl + 15% Na2Al2F. Nói chung phải đảm bảo sạch và khô, xác định chính xác thành phần hóa học

Có 3 cách nấu: Nấu dưới lợp trợ dung, tinh luyện bằng khí ( Thổi khí Clo hoặc Nito vào kim loại lỏng khoảng 5 dên 15 phút để tinh luyện ), Hoặc tinh luyện bằng muối ZnCl2, TiCl, BCl3 …..

3 Tái chế 

Phấn lớn các phương pháp sản xuất đều cho ra phế liệu thí dụ phoi, phẩn thừa khi dập, phần bỏ đi từ đúc và phế phẩm.

Ngay cả các sản phẩm lắp ráp thí dụ như máy móc, ô tô, đổ dùng gia dụng..v.v. sau khi sử dụng cũng bị vứt bỏ và được thu gom chở đến bãi phế thải và cần được xử lý tiêu hủy.

Các loại rác thải này và các dụng cụ máy móc cũ là những nguồn nguyên liệu quý giá và phải được đưa trở lại chu trình sản xuất vật liệu (Hình 2). Chúng phải được thu gom theo loại hay được phân loại riêng biệt.

Đổi với kim loại, việc tái chế đã được thực hiện từ lâu. Các loại vật liệu nhưsấtvà thép được sử dụng lại gẩn 100%. Đối với các loại nguyên liệu đồng và nhôm, do các chi tiết nhỏ, nên tỷ lệ tái chế khoảng 75%.