Für die Herstellung von perfekten Produkten in der Aluminiumverarbeitung sind Qualitätskontrollmaßnahmen von größter Bedeutung als die Entgasung.Dieser Leitfaden beschreibt den Prozess, seinen Zweck, bedeutende Techniken und Ausrüstung wie die Aluminium-Entgasser, wobei der Schwerpunkt auf anwendbaren, erreichbaren Informationen liegt.
1. Was ist Entgasung in Aluminium?
Die Entgasung in Aluminium ist ein Verfahren, bei dem gelöste Gase, hauptsächlich Wasserstoff, vor der Verfestigung aus flüssigem Aluminium extrahiert werden.Ein Merkmal von geschmolzenem Aluminium ist, dass es 50 Mal mehr Wasserstoff als festes Aluminium auflösen kannDiese Gasaufnahme tritt während des Schmelzprozesses natürlich auf und verursacht bei Vernachlässigung tödliche Defekte im Endprodukt.
Wasserstoff wird zuerst angegriffen, da es das häufigste Gas in geschmolzenem Aluminium ist. Weniger problematische Gase (wie Sauerstoff oder Stickstoff) werden mit Wasserstoff vertrieben.Ziel der Entgasung ist es, den Wasserstoffgehalt unter 0 zu halten..15 cm3/100 g Aluminium eine Schwelle, bei der Mängel wie Porosität oder Rissbildung nicht mehr auftreten.
Die Entgasung liegt zwischen dem Schmelzen und dem Gießen/Formen in der Aluminiumproduktion.bei denen Aluminiumteile stark sein müssen, langlebig und zuverlässig.
2. Warum Gase in geschmolzenes Aluminium eindringen: Hauptquellen
Um zu verstehen, warum die Entgasung von entscheidender Bedeutung ist, sollten Sie zunächst verstehen, wie Wasserstoff in geschmolzenes Aluminium gelangt.
2.1 Feuchtigkeit der Rohstoffe
Aluminium-Schrott, Ingots oder Legierungen nehmen in der Regel Feuchtigkeit durch Feuchtigkeit, Regen oder schlechte Lagerung auf.2O) reagiert mit geschmolzenem Aluminium und setzt Wasserstoff frei:
2Al + 3H2O → Al2O3+ 3H2
Der Wasserstoff geht in die gelöste Metalllösung, wo er eingeschlossen bleibt, bis das Aluminium verfestigt ist.
2.2 Feuchtige Luft
In der Nähe von Schmelzofen befindet sich Wasserdampf in der Atmosphäre, insbesondere in Küsten- oder tropischen Regionen.Wasserstoff aus dem Dampf ziehen- Steigende Temperaturen beschleunigen die Absorption von Feuchtigkeit, was für die Gießereien eine ernste Herausforderung darstellt.
2.3 Schmierstoffe und Schadstoffe
Öle, Schmierstoffe oder Reinigungsmittel auf Werkzeugen, Formen oder Schrott entleeren sich bei Kontakt mit geschmolzenem Aluminium.Kleine Mengen dieser Verunreinigungen können dazu führen, dass Gasmengen durch das Dach gehen, und daher ist die Reinigung vor dem Schmelzen ebenso wichtig wie die Entgasung selbst.
3Was ist, wenn man Degas nicht kennt?
Eine schlechte Entgasung führt zu kostspieligen, gefährlichen Defekten.
3.1 Porosität
Die häufigsten Mängel: winzige Gasblasen, die im festen Aluminium eingeschlossen sind. Sie erscheinen als winzige Löcher (Makroporosität, bloßes Auge) oder Mikro-Löcher (nur bei Vergrößerung sichtbar).Porosität schwächt Metall durch Verringerung seiner QuerschnittsfestigkeitEine Porenhalterung aus Aluminium würde unter Belastung zerspringen, während eine Luftfahrtkomponente mit Poren vollständig versagen würde.
3.2 Blasen
Große Gasbeutel auf der Oberfläche, die sich typischerweise während des Schweißens oder der Wärmebehandlung bilden.Diese beeinträchtigen die Qualität des Erscheinungsbildes, wodurch Teile nicht in sichtbaren Anwendungen wie Architekturplatten oder Konsumgütern verwendet werden können..
3.3 Risse
Gasblasen sind "Stresspunkte". Beim Formen, Bearbeiten oder Wartungsprozess erweitern sich die Blasen zu Rissen.wie Bausteine oder Flugzeugkonstruktionen.
3.4 Wirtschaftliche und Sicherheitskosten
Chaotische Fehler erhöhen die Schrottmengen (verschwendung von Materialien und Arbeitskräften) und reduzieren die Produktion.Fehlerhafte Teile führen zu Unfällen, was sich kein Unternehmen leisten kann..
4Wie man Degas Aluminium: 3 beliebte Techniken
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Inertgasentgasung (am beliebtesten)
Diese Aktion emuliert inertes Gas, historisch argon (Ar) oder Stickstoff (N)2) über geschmolzenes Aluminium. Aufgelöster Wasserstoff wird durch die Blasen des Gases entfernt und in die Blasen diffundiert.
Der Erfolg hängt von drei Problemen ab:
- Kleine Blasen: Je größer die Oberfläche, desto stärker wird Wasserstoff absorbiert.
- Gleichmäßige Verteilung: Blasen müssen sich auf alle Teile des geschmolzenen Metalls bewegen.
- Kontrollierter Fluss: Nicht genügend Gas = nicht vollständig entgasst; zu viel = Turbulenzen (was wieder Kraftstoff einführt).
Inertgas-Entgasung ist billig, effizient und gut geeignet für die kontinuierliche oder Chargenverarbeitung.
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Chemische Entgasung
Chemische Entgaser sind Feststoffe oder Flüssigkeiten, die geschmolzenem Aluminium zugesetzt werden.Sie verbinden sich mit Wasserstoff und bilden stabile Verbindungen, die entweder als Schlacke (fester Abfall) schweben oder ohne Defekt gelöst bleiben.
Auswahlmöglichkeiten
- Chlor (Cl2): Erzeugt HCl-Gas bei Reaktion mit Wasserstoff (verdampft leicht), ist jedoch giftig und ätzend.
- Hexachloroethan (C)2Cl6): Weniger toxisch als Chlor, aber dennoch umweltgefährdend.
Die chemische Entgasung funktioniert gut bei kleinen Chargen, ist aber aufgrund von Sicherheits- und Umweltbedenken heute weniger verbreitet.Es wird häufig in Kombination mit inertem Gasabgas zur "Tiefenreinigung" von hochkontaminierten Schmelzen verwendet.
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Vakuumentgasung (Anwendungen mit hoher Leistung)
Durch Vakuumentgasung wird geschmolzenes Aluminium in eine Vakuumkammer gebracht und der Druck sinkt.Es ist die ideale Methode, um Wasserstoff auf ein Niveau von 0 zu reduzieren.0,05 cm3/100g, aber es ist teuer und energieintensiv.
Diese Methode ist für Anwendungen mit hohem Einsatz, wie medizinische Instrumente oder Luftfahrtlegierungen, reserviert, bei denen Null-Mängel nicht verhandelbar sind.
5Der Aluminium-Degasser: Was er ist und warum er wichtig ist
Ein Aluminium-Entgasser ist eine fortschrittliche Ausrüstung, die das Entgasen von inertem Gas effizient und gleichmäßig macht.Inertgasentgasung wäre langsam, unberechenbar und verschwenderisch.
5.1 Funktionsweise eines Aluminium-Degasser
Die meisten industriellen Entgaser verwenden eine rotierende Welle mit einem Graphit- oder Siliziumkarbidrotor.Wenn sich der Rotor dreht (300~600 U/min), schneidet es das Gas in sehr kleine, gleichmäßige Blasen, wodurch alle Oberflächen des Schmelzes Gas werden.
Schlüsselkomponenten:
- Rotor: Hitzebeständiges Material (Graphit), das 750°C standhält.
- Gasversorgung: Reguliert Durchfluss und Druck, um Turbulenzen zu vermeiden.
- Antriebssystem: Steuert die Rotorgeschwindigkeit für eine optimale Blasengröße.
5.2 Arten von Aluminium-Entgassern
Zwei häufigste Arten, die auf die Produktionsgröße zugeschnitten sind:
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Batch-Entgaser
Für kleine bis mittlere Produktionschargen (z. B. Gießereien, die kundenspezifische Teile herstellen).
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Kontinuierliche Entgasungsanlagen
Für die Großproduktion (z. B. Blech- oder Extrusionsfabriken) Integration in Gießleitungen, Entgasung von flüssigem Aluminium, wenn es durch einen Kanal gepumpt wird.
5.3 Warum Sie einen Aluminium-Degasser brauchen
- Wiederholbare Ergebnisse: "Tote Zonen", in denen Wasserstoff verbleibt, werden eliminiert.
- Mehr Verarbeitung: Einsparung von 30~50% bei der Entgasung im Vergleich zur manuellen Gasinspritzung.
- Inertgaseffizienz: Verbraucht 20~30% weniger Inertgas durch Erzeugung kleiner Blasen.
- Steuerbarkeit: Einstellung der Geschwindigkeit und des Gasstroms für verschiedene Legierungen (z. B. Magnesiumhaltige Legierungen benötigen langsamere Geschwindigkeiten, um eine Oxidation zu vermeiden).
6. Bedeutende Variablen, die sich auf die Abgaswirksamkeit auswirken
Trotz des Vorhandenseins eines Aluminium-Entgasers hängt der Erfolg von der Regulierung dieser Variablen ab:
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6.1 Temperatur von geschmolzenem Aluminium
Die Wasserstofflöslichkeit steigt mit der Temperatur, erhöht aber auch die Wasserstoffdiffusion in Blasen bei höheren Temperaturen.aber nicht so heiß, dass die Energiekosten steigen oder die Legierung oxidiert.
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6.2 Bearbeitungszeit
Die Entgasung ist eine Zeitfunktion: Je länger die Schmelze unter dem Einfluss von Gasblasen verweilt, desto mehr Wasserstoff wird entfernt.Wasserstoffniveaus ausgleichen mehr Zeit bringt nichts. Batch-Entgaser laufen typischerweise 5 bis 8 Minuten; die Dauer der kontinuierlichen Ausrüstung variiert je nach Durchfluss.
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6.3 Gasfluss und Gasdruck
Für einen Aluminium-Entgasser ist die Durchflussrate entscheidend. Eine gute Faustregel: 0,5−1,0 L/min Argon pro 100 kg geschmolzenem Aluminium. Zu wenig Gas = zu wenig Entgasung;zu viel = Spritzwasser (das mit frischer Luft verschmutzt wird).
Aluminiumentgasung ist keine Wahl bei der Herstellung von hochwertigen, defektfreien Komponenten.Ihre beste Ressource ist der Aluminium-Entgasser. Er ist effizient.Mit Informationen über die Gasquellen, der Steuerung der wichtigsten Parameter und der Kombination der richtigen Entgasungsmethode mit Ihrer Anwendung, können Sie dieSie können kostspielige Mängel vermeiden und jedes Mal hochwertige Aluminiumprodukte liefern.
Für neue Entgasungshersteller sollten Sie mit einem Aluminium-Entgasser für den Anfangsbetrieb beginnen: Er ist erschwinglich, einfach zu bedienen und eignet sich für die meisten kleinen und mittleren Produktionsanforderungen.Wenn sich die Produktion erhöht, auf ein kontinuierliches System umzusetzen, um auf dem neuesten Stand zu bleiben, werden Ihnen Ihre Gewinn- und Verlustquote (und Ihre Kunden) danken.
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