Aluminiumbehandlung – Alkalientfernung
Flussmittel zur Alkalientfernung
Alkali-Entfernungsflussmittel sind reaktive Flussmittelformulierungen, die in die Aluminiumschmelze eingearbeitet werden, um die Konzentrationen gelöster Alkalimetalle – Natrium (Na), Kalzium (Ca) und Lithium (Li) – zu reduzieren, die sich durch Verunreinigungen im Schrott oder durch Auslaugung aus Feuerfestmaterialien ansammeln und zu Porosität, einer Verschlechterung der Oxidstruktur sowie einem Verlust der mechanischen Eigenschaften im Gussprodukt führen.
Erhöhte Alkaligehalte in Aluminiumschmelzen treten am häufigsten in Sekundärbetrieben auf, die Schrott aus verschiedenen Quellen verarbeiten, wobei Natrium, Kalzium und Lithium im Ausgangsmaterial in Konzentrationen über den Spezifikationswerten vorhanden sein können. In der Schmelze gelöste Alkalimetalle verstärken die Bildung von Oxidschichten, fördern die Wasserstoffaufnahme und führen in natriummodifizierten Al-Si-Legierungen zu einer Übermodifizierung und einer Vergröberung der Eutektika. Die Produkte EGYFLUX 610 und EGYFLUX 645 von CFC Egypt sind so formuliert, dass sie mit den gelösten Alkalimetallen reagieren und diese in die Schlackenschicht übertragen, wo sie durch Abschöpfen entfernt werden können. Dadurch wird eine nicht spezifikationsgerechte Schmelze korrigiert und die Legierungschemie der Schmelze vor dem Gießen wieder auf die Spezifikation gebracht.
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Wo eine Alkalientfernung erforderlich ist
Alkali-Entfernungsflussmittel ist eine korrigierende Schmelzbehandlung, die zum Einsatz kommt, wenn der Gehalt an gelösten Alkalimetallen vor dem Gießen die in der Legierungsspezifikation festgelegten Grenzwerte überschreitet.
Sekundäres Aluminium-Umschmelzen – Einsatz von gemischtem Schrott
Aluminiumschrott aus verschiedenen Quellen – Schredderabfälle aus der Automobilindustrie, Schrott aus Konsumgütern, industrielle Prozessabfälle – kann erhebliche Mengen an Natrium (aus Flussmittelrückständen auf früherer Krätze), Kalzium (aus Flussmittelverunreinigungen oder Legierungsrückständen) und Lithium (aus lithiumhaltigem Legierungsschrott oder Schmiermitteln) enthalten. Wird dieser Schrott ohne Vorsortierung eingeschmolzen, kann die resultierende Schmelze die Grenzwerte für Alkalimetalle in der Legierung überschreiten und muss aktiv behandelt werden, bevor sie gemäß den Spezifikationen gegossen werden kann.
Al-Si-Legierungen – Steuerung der Übermodifizierung
In Al-Si-Gusslegierungen verändert Natrium die Morphologie des eutektischen Siliziums, um die Duktilität und Festigkeit zu verbessern. Wenn sich Natrium über den optimalen Bereich hinaus anreichert – sei es durch recycelte modifizierte Legierungen, Flussmittelrückstände oder wiederholte Modifikationszugaben –, wird die Legierung übermodifiziert, was zu grobkörnigem Eutektikum und verminderten mechanischen Eigenschaften führt. Ein Alkali-Entfernungsflussmittel kann den Natriumgehalt vor einer erneuten Modifizierung auf das richtige Niveau auf den Zielbereich senken und so eine Schmelze retten, die andernfalls verdünnt werden müsste.
Aluminium-Schmiedeteile – chemische Korrektur vor dem Gießen
Aluminium-Billet- und -Brammen-Gießanlagen, die nach strengen chemischen Kundenspezifikationen arbeiten, setzen ein Flussmittel zur Alkalientfernung als letzte Maßnahme ein, wenn die Probenahme der Schmelze vor dem Gießen Alkaligehalte über dem Spezifikationsgrenzwert ergibt. Durch die aktive Alkalientfernung – in Kombination mit der Entgasung – kann die Schmelze wieder in den Spezifikationsbereich gebracht werden, wodurch die Kosten für die Verschrottung oder Verdünnung einer gesamten Ofencharge vermieden werden.
Umschmelzen von lithiumhaltigem Legierungsschrott
Da Al-Li-Legierungen in Konstruktionen der Luft- und Raumfahrt immer häufiger zum Einsatz kommen, gelangt ihr Schrott wieder in den Sekundäraluminiumkreislauf. Lithium in der Schmelze ist besonders problematisch, da es stark oxidiert und die Wasserstoffaufnahme fördert. Durch den Einsatz eines Alkali-Entfernungsflussmittels vor dem Gießen kann der Lithiumgehalt auf ein akzeptables Niveau gesenkt werden, sodass Sekundäraluminiumhersteller mit Al-Li verunreinigte Abfälle zu Standardguss- oder Kaltumformungslegierungen recyceln können, ohne dass Produkte entstehen, die nicht den Spezifikationen entsprechen.
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CFC-Produkte zur Entfernung von Alkalien aus Flussmitteln
EGYFLUX 610 und EGYFLUX 645 – reaktive Flussmittelformulierungen zur Reduzierung von gelöstem Natrium, Kalzium und Lithium in Aluminiumschmelzen, hergestellt in Sadat City, Ägypten.
