鋁合金因其輕質、高強度和良好的耐腐蝕性能，廣泛應用于航空航天、汽車制造、建筑等領域。然而，在鋁合金熔煉過程中，由于氧化、吸氣以及雜質的存在，鋁液的純凈度往往難以達到理想狀態。這不僅會降低鑄件的力學性能，還可能導致鑄造缺陷，如氣孔、裂紋等問題。因此，為了提高鋁液的質量，精煉工藝成為鋁合金鑄造中不可或缺的環節，而鋁液精煉劑則是實現這一目標的關鍵工具。
一、鋁液精煉劑的基本概念
鋁液精煉劑是一種用于去除鋁液中有害氣體（如氫氣）和非金屬夾雜物（如氧化物、氮化物等）的化學試劑。它通常由多種無機鹽類、鹵化物以及其他助劑組成，能夠通過化學反應和物理作用改善鋁液的純凈度，從而提升鑄件的綜合性能。
常見的鋁液精煉劑成分包括氯化鈉（NaCl）、氯化鉀（KCl）、氟化鈣（CaF?）、六氟化硫（SF?）或惰性氣體（如氬氣、氮氣）。這些成分可以單獨使用，也可以根據實際需求進行復配，以滿足不同的精煉要求。
二、鋁液精煉劑的主要作用
1. 去除鋁液中的氫氣
在鋁合金熔煉過程中，鋁液容易吸收空氣中的水分，分解生成氫氣并溶解到鋁液中。當鑄件冷卻凝固時，溶解的氫氣可能析出形成氣孔，嚴重影響鑄件的致密性和機械性能。鋁液精煉劑可以通過以下方式去除氫氣：
化學反應：某些精煉劑（如含氯化合物）能與水蒸氣發生反應，減少鋁液中的水分來源。
反應生成的Cl?揮發性強，可將水分帶離鋁液表面。
氣體攪拌：利用惰性氣體（如氬氣或氮氣）對鋁液進行吹掃，使溶解的氫氣逸出至大氣中。
2. 去除非金屬夾雜物
鋁液中的非金屬夾雜物（如Al?O?、MgO等）是導致鑄件質量問題的重要因素之一。精煉劑可以通過以下機制清除這些雜質：
化學反應：精煉劑中的活性成分（如氯化物）可以與氧化物發生反應，生成密度較低的產物，使其從鋁液中分離出來。
物理吸附：精煉劑中的某些成分具有較強的吸附能力，可以將細小的夾雜物聚集起來，便于后續清理。
3. 改善鋁液流動性
精煉劑不僅能去除有害物質，還能改善鋁液的流動性。這是因為夾雜物和氣體的減少使得鋁液更加純凈，從而降低了流動阻力，提高了充型能力。這對于復雜形狀鑄件的生產尤為重要。
4. 防止二次污染
在精煉過程中，精煉劑覆蓋在鋁液表面，起到了隔絕空氣的作用，防止鋁液進一步氧化或吸氣，減少了二次污染的可能性。
三、鋁液精煉劑的優勢
1. 顯著提高鑄件質量
精煉劑的有效使用可以大幅降低鋁液中的氫氣含量和夾雜物數量，從而使鑄件更加致密，力學性能更優。
減少了氣孔、縮松等鑄造缺陷的發生概率，提高了鑄件的合格率。
2. 操作簡便，成本低
精煉劑的使用方法簡單易行，只需按照一定比例加入鋁液中，并配合適當的攪拌或氣體吹掃即可完成精煉過程。
相較于其他復雜的精煉設備，精煉劑的成本較低，適合大規模工業化應用。
3. 適用范圍廣
不同類型的精煉劑可以根據具體的合金成分和工藝條件進行選擇，適用于各種鋁合金（如6061、7075等）的精煉處理。
對于不同規模的鑄造廠（從小型手工鑄造到大型自動化生產線），精煉劑都能發揮重要作用。
4. 環保潛力
隨著技術的進步，新型環保型精煉劑（如無氯精煉劑）逐漸被開發和推廣，減少了傳統含氯精煉劑對環境的潛在危害。
利用惰性氣體進行精煉的過程幾乎不產生任何污染物，符合綠色制造的發展趨勢。
四、鋁液精煉劑的應用方法
1. 準備階段
根據鋁液量和雜質含量確定合適的精煉劑量，通常為每噸鋁液添加0.5%1%的精煉劑。
確保精煉劑干燥無雜質，避免引入額外污染源。
2. 加入精煉劑
將精煉劑均勻撒入鋁液表面，然后使用專用工具（如噴粉槍或扒渣鏟）將其分散到整個鋁液中。
如果采用氣體精煉，則需將惰性氣體通過管道通入鋁液內部，形成充分的攪拌效果。
3. 攪拌與靜置
攪拌時間一般控制在510分鐘，具體視鋁液溫度和雜質含量而定。
攪拌完成后，讓鋁液靜置一段時間（約1015分鐘），以便氣體和夾雜物充分上浮并聚集到液面。
4. 扒渣與檢測
使用扒渣鏟將浮渣清除干凈。
對精煉后的鋁液進行氫氣含量和其他指標的檢測，確保達到預期的純凈度要求。
五、結論
鋁液精煉劑作為鋁合金鑄造工藝中的重要組成部分，對于提高鋁液純凈度、改善鑄件質量和減少鑄造缺陷具有不可替代的作用。通過去除氫氣、清除夾雜物以及改善流動性等方式，精煉劑能夠顯著提升鋁合金產品的綜合性能。盡管傳統精煉劑存在一定的局限性，但隨著新材料和新技術的不斷涌現，未來必將出現更多高效、環保的精煉解決方案，為鋁合金鑄造行業的可持續發展提供有力支持。
