موضوع مقاله: ناخالصی‌های آلیاژ آلومینیوم | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ناخالصی‌های آلیاژ آلومینیوم | مقدمه: ناخالصی معمولاً غیر فلزی است و بسته به منبع آن می‌تواند ماهیت متفاوتی داشته باشد. | ## بخش 1: ناخالصی‌های آلیاژ آلومینیوم | ناخالصی هر گونه بی نظمی قابل مشاهده که به وسیله چشم غیر مسلح یا با استفاده از ابزارهایی همانند لوپ یا میکروسکوپ قابل رویت باشد را می‌گویند. بعد از این فرایند، هرگونه ابزار کربنی در تماس با آلومینیوم مایع می‌تواند واکنش دهد و باعث ایجاد کاربید شود. منیزیم اکسید (MgO) درآلیاژهای آلومینیوم منیزیم، منیزیم اکسید (MgO) و اسپینل متالوژیکی تشکیل می‌شود. مواد نسوز ذرات مواد نسوز در تماس با آلومینیوم می‌توانند جدا شوند و به ناخالصی تبدیل شوند. بعداز مدتی تماس مواد نسوز با آلومینیوم ناخالصی‌های گرافیت (C)، ناخاصی‌های آلومینا و … را تشکیل می‌دهند. نسوز گرافیت در تماس با آلومینیوم واکنش خواهد داد و آلومینیوم کاربید (Al4C3) را تشکیل می‌دهد (که ناخالصی آلومینیوم کاربید سختر و بسیار مضرتر از از گرافیت است). آلیاژ آلومینیوم شامل منیزیم است، منیزیم با برخی از مواد نسوز واکنش نشان می‌دهد و ناخالصی‌های نسبتاً بزرگ و سخت مشابه اسپینل‌ها ایجاد شود. زمانی که آلومینیوم شروع به سرد شدن می‌کند آن‌ها حفره‌های کروی شبیه به تخلخل گاز هیدروژن تشکیل می‌دهند. ناخالص‌هایی که عمداً اضافه می‌شوند تیتانوم بوربید (TiB2)، فسفر و بورون عمداً به واکنش اضافه می‌شوند تیتانیوم بورید برای بهبود دانه عمداً به مذاب آلومینیوم اضافه می‌شود تا خواص مکانیکی را بهبود دهد. فسفر برای اصلاح فاز سیلیکون به منظور خواص مکانیکی بهتر به آلیاژهای هایپریوتکتیک ذوب اضافه می‌شود. ناخالصی‌های بورون از تیتانیوم یا وانادیوم بورید Ti, V)B2) تشکیل می‌شود زمانی که بورون به مذاب اضافه می‌شود باعث افزایش هدایت رسوب‌های وانادیوم و تیتانیوم می‌شود. خاکستر استخوان (Ca3(PO4)2) گاهی اوقات به ترک‌های لکه دار در فرورفتگی اضافه می‌شود می‌تواند در مذاب به عنوان ناخالصی یافت شود. | ## بخش 2: ناخالصی‌های آلیاژ آلومینیوم | اندازه‌گیری ناخالصی‌ها روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری مقدار ناخالصی در آلومینیوم مایع وجود دارد.Doutre, D. اندازه‌گیری ناخالصی‌ها بزرگترین کمک برای فهمیدن اثر آماده‌سازی کره، آلیاژها، مخلوط مردن مواد اولیه، زمان انجام فرایند و پارامترهای مشابه روی تمیزی مذاب دارد. PoDFA به‌طور گسترده‌ای برای توصیف فرایند و بهینه‌سازی و همچنین بهبود محصول مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش باسرعت و بادقت ارزیابی می‌کند برای اثرات عملکردهای مختلف روی پاکیزگی فلز ویا بهره‌وری فیلتر را شناسایی می‌کند. روش آنالیز متالوگرافی PoDFA از سال‌ها یش روی طیف گسترده‌ای از آلیاژها بهینه شده‌است. اصل اندازه‌گیری نابجایی‌ها در این روش (PoDFA): یک مقدار از پیش تعیین شده آلومینیوم مایع تحت شرایط کنترل شده با استفاده از یک فیلتر بامنفذهای خیلی ریز فیلتر می‌شود. سپس فیلتر به همراه فلز باقیمانده بریده می‌شود فیلتر به همراه فلز ابتدا مانت و پولیش می‌شود و بعد زیر یک میکروسکوپ نوری قرارمی گیرد تا توسط یک متالوگرافی آموزش دیده PoDFA مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرد. برای اینکه همه چیز در مورد فیلتر کردن فلز به خوبی کنترل می‌شود (از جمله دما، فشار و …)، تنها پارامتر مؤثر بر روی سرعت فیلتراسیون، مقدار ناخالصی‌ها است. می‌توان سطح پاکیزگی در این روش را از منحنی فیلتراسیون تعیین کرد (که منحنی فیتراسیون در این روش وزن فلز فیلتر شده را بعنوان تابعی از زمان نشان می‌دهد). برای محاسبه تعداد ناخالصی‌ها از چشم روی سطح شکسته شده استفاده می‌شود تا مقدار K (K-valve) برای مذاب مشخص شود و با استاندارد از قبل تعیین شده مقایسه می‌شود. این روش نسبتاً نادرست و غیردقیق است (به دلیل اینکه از چشم برای تخمین ناخالصی‌ها استفاده می‌شود) و بنابراین تنها درصورتی مناسب است که فلز دارای ناخالصی‌های بزرگ و ناخالصی‌های دسته ای باشد.O. اصل اندازه‌گیری ناخالصی‌ها در این روش هدفمند و اپراتور در تعیین نتایج دخالتی ندارد (این روش مستقل از کاربر است). | ## بخش 3: ناخالصی‌های آلیاژ آلومینیوم | سیستم LiMCA CM می‌تواند پاکیزکی مذاب را در فواصل زمانی به ترتیب درهر یک دقیقه مشخص کند یا گزارش دهد (در هر یک دقیقه پاکیزکی مذاب را می‌تواند گزارش می‌دهد). بنابراین این روش می‌تواند در زمان واقعی ، تکامل پاکیزگی در طول فرایند ریخته‌گری را بعنوان تابعی از پارامترهای فرایند و شیوه ذوب کردن راکنترل کند. قلب سیستم اندازه‌گیری LiMCA از یک لوله شیشه ای بسته (ماده عایق حرارتی) تشکیل شده‌است که دراری روزنه کوچک در انتهای لوله است. با ایجاد خلاء داخل لوله، فلز با ناخالصی‌های معلق از طریق روزنه کوچک انتهای لوله شناسایی می‌شوند. در این روش دو الکترود نیاز است: یکی از الکترودها درون لوله و دیگری بیرون لوله قرار می‌گیرد. یک جریان الکتریکی ثابت بین دو الکترود اعمال می‌شود و جریان توسط فلز مایع توسط روزنه کوچک در لوله جریان می‌یابد. زمانی که ناخالصی‌ها وارد روزنه کوچک می‌شوند این مقدار مایعات رسانا را جابجا می‌کند و مقاومت الکتریکی مایعات را به‌طور موقت بالا می‌برند و افزایش مقاومت الکتریکی باعث تولید ولتاژ می‌شود. مقدار پالس ولتاژ تابعی از حجم ذره در فیلتراست و مدت زمان اعمال پالس وابسته زمان عیور ناخالصی‌ها از روزنه کوچک است. توزیع اندازه نابجایی‌ها و غلظت کلی آن‌ها در زمان واقعی (در هر یک دقیقه) در صفحه رایانه نمایش داده می‌شود. حذف ناخالصی‌ها برای به دست آوردن یک محصول با کیفیت خوب، حذف نابجایی‌ها ضروری است. | ## جمع‌بندی | انواع مختلفی از رسانه‌های سرامیکی که در خط تولید کارخانه‌های ذوب ریزی استفاده می‌شوند عبارتند از: فیلترهای فومی سرامیکی، فیلترهای لوله متخلخل (پرمنفذ)، فیلترهای سرامیکی باند شده و فیلترهای بستر عمیق هستند.