Stage 1: Bổ sung các hợp chất phụ gia vào nhôm lỏng
Nhôm nguyên chất cần được điều chỉnh bằng cách thêm vào một số hợp kim phụ gia để đạt được các đặc tính yêu cầu nhất định (tinh chất cơ học, vật lý, và khả năng gia công) trong các ứng dụng khác nhau, bởi vì nhôm quá mềm để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và xây dựng. Các nguyên tố được sử dụng phụ thuộc vào nhu cầu của sản phẩm. Chúng giúp cải thiện độ cứng và tính chất cơ học của nhôm. Các nguyên tố hợp kim phổ biến nhất là Silic (Si), Magie (Mg), Mangan (Mn), Đồng (Cu), Kẽm (Zn), Sắt (Fe) và Titan (Ti). Sau khi đã bổ sung các nguyên tố, hợp kim phụ gia, nhôm lỏng sẽ được đem đi kiểm tra thành phần một lần nữa để đảm bảo tỉ lệ thành phần có phù hợp hay không.
Stage 2: Khuấy trộn và cào bỏ xỉ .
Trước khi bổ sung các hợp kim trung gian, cần phải cào lớp xỉ trên bề mặt nhôm lỏng bằng xẻng cơ khí. Lớp xỉ này chủ yếu là các oxit nhôm, và phải được cào bỏ nếu không nó có thể phản ứng trực tiếp với các nguyên tố phụ gia (đặc biệt là Mg và tạo ra các tạp chất có hại như spinel (Al2MgO4)). Sau khi các hợp kim phụ gia được cho vào lò nấu bằng xẻng cơ khí, nhôm lỏng sẽ được khuấy trộn để hòa tan các hợp kim đúng cách. Sau khi khuấy, xỉ lẫn trong nhôm sẽ nổi lên và sẽ lại được cào bỏ.
Stage 3: Máng dẫn
Khi nghiêng lò, nhôm lỏng sẽ chảy qua máng dẫn đến mâm đúc và sẽ được tinh lọc bằng các thiết bị như máy khử khí, tấm lọc CFF:
- Việc kiểm soát độ sâu của nhôm lỏng trong máng dẫn được thực hiện bằng hệ thống nghiêng thủy lực của lò, giữ cho độ sâu của nhôm lỏng luôn ổn định ở mức một vài mm.
- Các tấm vật liệu cách nhiệt thường được lót ở phía trên móng máng dẫn để tránh thất thoát nhiệt độ khi nhôm lỏng di chuyển từ lò đến mâm đúc. Vật liệu cách nhiệt này cũng đảm bảo tốc độ di chuyển nhanh của nhôm lỏng nhằm hạn chế mất nhiệt.
- Để giữ độ sâu nhôm lỏng luôn ở mức cố định và không bị xáo động trong suốt quá trình đúc, nên điều khiển độ nghiêng lò ở mức ổn định và thống nhất.
Stage 4: Nạp chất tạo điểm hạt nhân kết tinh
Sử dụng chất tạo điểm hạt nhân kết tinh trong đúc DC là điều cần thiết để tạo thành một cấu trúc cân bằng với các tính chất tốt hơn. Ngoài ra, các điểm hạt nhân sẽ làm giảm nguy cơ khiếm khuyết và xác suất độ rỗng, và cũng giúp phân phối các hợp kim trong nhôm lỏng thống nhất hơn. Điểm hạt nhân được tạo ra bằng hợp kim như (Al-Ti-B) - thường là ở dạng dây, que. Trong đúc billet, thông thường 1 tấn nhôm lỏng sẽ cần khoảng 1 kg chất tạo điểm hạt nhân.
Stage 5: Quy trình tinh lọc
Quá trình làm sạch nhôm lỏng là một trong những mối quan tâm thiết yếu trong quá trình đúc. Các tạp chất như kim loại kiềm (liti, canxi và natri), khí hòa tan (đặc biệt là hidro) và các tạp chất phi kim loại khác (carbide, oxit) sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt đúc. Các phương pháp như lọc bằng tấm lọc gốm, bong bóng khí (SNIF) có thể làm giảm lượng tạp chất đáng kể có trong nhôm lỏng.
Máy khử khí H2
Máy khử khí là một loại thiết bị được sử dụng chủ yếu trong đúc billet để tinh lọc nhôm lỏng. Nhôm lỏng sẽ đi qua thiết bị khử khí ngay trước khi bổ sung hợp chất AlTiB. Máy khử khí sử dụng tốc độ dòng chảy argon ở tốc độ (khoảng 15m3/h) để loại bỏ tạp chất, các kim loại kiềm và chủ yếu là khí hidro. Trên thực tế, tốc độ dòng chảy chất lỏng trong máy khử khí có thể loại bỏ tạp chất theo hai cách:
- Tỷ lệ dòng chảy của nhôm lỏng dẫn đến sự bám dính của bong bóng khí vào các tạp chất và làm giảm tạp chất.
- Lưu lượng nhôm lỏng làm tăng khả năng các tạp chất va chạm với nhau tạo ra sự tích tụ lớn hơn. Sau đó, các tạp chất thô mới này sẽ lắng xuống bể khử khí.
Ceramic foam filter (CFF)
Tấm lọc gốm CFF có cấu trúc xốp và thường được sử dụng trong đúc nhôm slab. Khi nhôm lỏng chảy qua bộ lọc CFF, tạp chất sẽ bị mắc lại trong các hốc. Cơ chế lọc trong CFF hoạt động bằng cách hình thành một mạng lưới các tạp chất để ngăn các tạp chất khác đi qua cấu trúc xốp. Có nhiều loại CFF khác nhau dựa trên kích thước lỗ trên tấm lọc (30ppi (lọc các tạp chất thô ), 50ppi (lọc được các tạp chất mịn hơn)).
Sau khi quá trình lọc kết thúc, nhôm lỏng chảy qua mâm đúc được bảo vệ bởi một lớp màng oxit mỏng manh. Quy trình này diễn ra trong mâm đúc để sản xuất billets, sau khi billet được đúc xong, chúng sẽ được vận chuyển đến lò đồng hóa.
Stage 6: Lò đồng hóa
Billets sẽ được giữ trong lò đồng hóa ở nhiệt độ 550oC trong một khoảng thời gian nhất định. Mục tiêu đồng hóa là cung cấp khả năng làm việc tốt hơn cho billet, đưa các nguyên tố trong billet về đúng vị trí, giảm sự phân chia và tạo cấu trúc vi mô hơn. Sau đó, billets sẽ được làm mát, cắt phần rìa ở 2 đầu, bọc lại và sẽ được vận chuyển đến các công đoạn khác như là ép định hình.
Theo sưu tầm internet
