회사 소식 알루미늄을 탈가스하는 데 어떻게 쓸 수 있을까요?

용융된 알루미늄에 용해된 수소는 완제품의 다공성, 기포 및 기계적 강도 저하의 원인이 되는 눈에 보이지 않는 원인입니다. 자동차 휠 허브부터 항공우주 부품까지 미량의 수소(0.15cm3/100g 이상)도 값비싼 결함을 유발할 수 있습니다. 그러면 다음과 같은 질문이 생깁니다. 이 가스를 효과적으로 제거하는 도구와 방법은 무엇입니까? 이 가이드는 알루미늄 탈기 기계가 산업 효율성을 어떻게 변화시키는지에 초점을 맞춰 전통적인 화학적 접근 방식부터 현대 기계에 이르기까지 가장 실용적인 알루미늄 탈기 솔루션을 분석합니다.

솔루션을 탐색하기 전에 가스 제거가 협상 불가능한 이유를 이해하는 것이 중요합니다. 용융 알루미늄은 고체 알루미늄보다 50배 더 ​​쉽게 수소를 흡수하여 습한 원료, 습한 공기 또는 분해되는 윤활유로부터 수소를 끌어냅니다. 금속이 냉각됨에 따라 수소 용해도가 급락하여 주물에서 다공성이 되는 작은 기포가 형성됩니다. 이 결함은 인장 강도를 최대 30%까지 약화시키고 표면 품질을 저하시킵니다. 이는 전체 배치를 폐기하는 문제입니다. 대량 생산업체의 경우 가스 제거 불량으로 인해 연간 이익이 15~20% 감소할 수 있습니다. 올바른 탈기 도구는 결함만 수정하는 것이 아닙니다. 생산성을 보호합니다.

화학적 방법은 수소를 제거 가능한 화합물에 결합시키는 반응제에 의존하므로 소규모 주조 공장에서 접근할 수 있습니다. 가장 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.

헥사클로로에탄(C2Cl₆)과 같은 화합물을 용융 알루미늄에 첨가하면 염소 가스로 분해됩니다. 염소는 수소와 반응하여 휘발성 가스인 HCl을 형성하고 기포가 올라오며 빠져나갑니다. 이 방법은 또한 금속 불순물(마그네슘 등)을 슬래그로 떠다니는 염화물에 결합시킵니다. 일괄 처리에는 효과적이지만 치명적인 단점이 있습니다. 독성 연기는 엄격한 환기가 필요하고, 염소는 장비를 부식시키며, 잔류물은 고순도 합금을 오염시킬 수 있습니다.

독성 문제를 해결하기 위해 최신 플럭스는 불활성 담체와 혼합된 불소(예: Na₃AlF₆)를 사용합니다. 이는 염소 방출을 방지하고 식품 등급 또는 의료용 알루미늄에 안전합니다. 그러나 탈기 효율은 최대 40%에 불과합니다. 이는 초저수소 수준(<0.10cm3/100g)을 요구하는 항공우주 또는 자동차 부품에는 불충분합니다.

불활성 가스(아르곤 또는 질소) 탈기는분압차 원리: 용융된 알루미늄에 주입된 기포는 수소 압력이 0이므로 평형에 도달할 때까지 용존 수소를 끌어당깁니다. 성공의 열쇠는 작고 고르게 분포된 기포를 생성하는 데 있으며, 이것이 바로 알루미늄 탈기 기계의 탁월한 성능입니다.

초기 방법에서는 버블 가스에 단순한 강철 튜브 또는 노 바닥 透气砖를 사용했지만 이는 표면적이 제한된 큰 버블을 생성하여 가스 제거가 고르지 않게 되었습니다. 오늘날 산업 시설의 99%는 고속 회전자를 사용하여 가스를 미세 기포(직경 5mm 이하)로 절단하는 회전식 알루미늄 탈기 기계를 사용합니다. 이는 가스-금속 접촉 면적을 10~20배 증가시켜 효율성을 60~80%까지 높입니다.

일반적인 알루미늄 탈기 기계는 유지로와 주조 기계 사이의 주조 라인에 통합됩니다. 불활성 가스는 회전하는 흑연, 탄화규소 또는 질화규소 로터(750°C의 용융 알루미늄에 견딜 수 있는 재료)를 통해 공급됩니다. 로터의 설계(종종 나선형 홈 포함)는 기포를 방사형으로 분산시켜 수소가 머무르는 불감대를 피합니다. 또한 많은 모델에서는 가스 제거와 슬래그 제거를 한 단계로 결합하여 입상 플럭스를 가스에 주입합니다.

• 박스형 유닛: 온도를 유지하기 위한 히터가 있는 밀봉된 챔버로, 고순도 합금(예: 항공우주 7075 알루미늄)에 이상적입니다. Pyrotek의 SNIF 모델과 같은 브랜드는 0.09cm³/100g만큼 낮은 수소 수준을 달성합니다.
• 세탁형 유닛: 연속 생산을 위한 저비용의 컴팩트한 시스템(예: 알루미늄 로드). 잔여 알루미늄은 없지만 10~35°C의 온도 강하가 발생합니다.
• 진공 보조 장치: 커패시터 포일 생산에 사용되는 매우 깨끗한 용융물을 위해 불활성 가스 주입과 감압을 결합합니다.

화학적 및 표준 불활성 가스 방법이 부족한 경우 이러한 기술은 종종 전처리를 위해 알루미늄 탈기 기계와 결합하여 차세대 정화를 제공합니다.

용융된 알루미늄은 진공 챔버에 노출되며, 진공 챔버에서 낮은 압력으로 인해 수소가 기포 형태로 용액 밖으로 나옵니다. 이 방법은 0.05cm3/100g 이하의 수소 수준을 달성하지만 값비싼 밀봉 장비가 필요합니다. 이는 항공기 구조 부품과 같은 중요한 부품에 사용되며, 미세 다공성도 치명적입니다.

초음파 변환기는 용융물에 캐비테이션 기포를 생성하여 수소를 빨아들이는 작은 진공처럼 작용합니다. 가스를 사용하지 않는 이 방법은 처리 시간을 33% 단축하고 슬래그 형성을 줄여 전자제품 등급 알루미늄에 널리 사용됩니다. 대규모 배치의 경우, 대량 수소를 사전 제거하기 위해 알루미늄 탈기 기계와 함께 사용되는 경우가 많습니다.

최상의 솔루션은 생산 규모, 합금 순도 및 예산에 따라 다릅니다.

• 소규모 파운드리(최대 50kg 배치): 环保型 플럭스 또는 휴대용 알루미늄 탈기 기계(예: 국자 장착형 장치)로 시작합니다.
• 중규모 생산(자동차 주물): 탄화규소 로터를 장착한 박스형 알루미늄 탈가스 장치로 효율성과 비용의 균형을 맞췄습니다. 휠 제조업체인 Hayes-Lemmerz는 이 설정으로 로터 수명이 300~800사이클로 연장된다고 보고했습니다.
• 고순도 요구사항(항공우주/포일): 진공 탈기기와 플럭스 주입식 알루미늄 탈기 장치를 결합하여 수소와 함유물을 모두 제거합니다.

화학적 플럭스 및 진공 시스템에는 용도가 있지만, 알루미늄 탈기 기계는 현대 알루미늄 가공의 중추입니다. 불활성 가스 탈기는 난감한 작업에서 일관되고 효율적인 프로세스로 전환되어 불량률을 줄이고, 에너지 사용을 줄이며, 엄격한 산업 표준을 준수할 수 있습니다. 재활용 잉곳을 주조하든 항공우주 합금을 주조하든 관계없이 적합한 알루미늄 가스 제거 기계에 투자하는 것은 단순한 구매가 아닙니다. 이는 폐기물 감소와 고객 만족이라는 배당금을 지급하는 품질에 대한 약속입니다.

대부분의 생산자에게 최적의 장소는 회전식 상자형 알루미늄 탈기 기계입니다. 이 기계는 연속 생산을 처리하고 다양한 합금을 사용하며 오늘날의 까다로운 응용 분야에 필요한 순도를 제공합니다. 경량화 및 친환경 기술 분야에서 알루미늄 사용이 증가함에 따라 알루미늄 탈기 기계의 역할은 더욱 중요해질 것입니다.