Flux pour la coulée d'aluminium

Utiliser le bon flux pour la coulée de l'aluminium La sélection correcte, le séchage complet, l'application minutieuse et l'association avec le dégazage et la filtration céramique produisent les meilleurs résultats, tandis que des procédures de sécurité strictes empêchent les réactions dangereuses.

Pourquoi le flux est-il important dans la coulée de l'aluminium ?

Les produits fondants pour la coulée de l'aluminium jouent trois rôles principaux : ils rassemblent les oxydes et les inclusions à la surface de la fonte pour faciliter leur élimination, ils protègent la surface du métal fondu pendant le chargement et la coulée, et ils peuvent améliorer le comportement de l'écoulement dans certaines opérations. Les flux ne remplacent pas l'élimination correcte des gaz de fusion par purge avec un gaz inerte ; ils fonctionnent plutôt avec le dégazage et la filtration pour produire des pièces coulées à faible porosité et à haute intégrité.

Principales catégories de flux d'aluminium et rôle de chacune d'entre elles

Les pratiques industrielles regroupent les flux d'aluminium en fonction de leur fonction principale. Vous trouverez ci-dessous les catégories les plus courantes et de brèves indications sur le moment où il convient d'utiliser chacune d'entre elles.

Flux de crasse

Utilisé pour collecter et regrouper les inclusions d'oxyde et les inclusions non métalliques à la surface de la fonte afin que les opérateurs puissent les écumer. Cette catégorie est courante dans les fours à creuset, les fours à réverbère et les fours de maintien.

Flux de couverture

Forme une couche protectrice au-dessus de la matière fondue, réduisant la réoxydation pendant le chargement et la manipulation. Utile pendant les périodes d'attente prolongées ou lors de l'ajout de matières premières froides qui produiraient autrement de l'oxyde.

Flux de nettoyage et de dégazage

Formulés pour aider à capturer les gaz dissous et les oxydes entraînés. Ces produits sont souvent utilisés en conjonction avec la purge au gaz inerte. Il est à noter que dans de nombreuses fonderies de précision, la purge au gaz (argon ou azote) est la première étape du dégazage.

Flux modifiant le grain et le silicium

Sels spécifiques et additifs chimiques qui influencent la structure du grain ou la morphologie du silicium dans certains alliages. Il s'agit de niches qui nécessitent un contrôle strict du processus.

Tableau : catégories de flux, composition typique, fonction principale, utilisation recommandée

Comment fonctionne le flux dans l'aluminium en fusion

Les composants du flux sont généralement des sels d'halogénure qui fondent à proximité de la température de coulée ou réagissent pour former des phases de faible densité qui flottent à la surface. Lorsqu'ils sont introduits dans la masse fondue, les granulés de flux mouillent les fragments d'oxyde, se combinent avec les contaminants et favorisent l'agglomération. Les crasses agglomérées flottent ou se déposent pour que les opérateurs puissent les retirer. De nombreuses formulations modernes visent à minimiser les fumées nocives tout en maintenant une efficacité d'élimination élevée.

Remarque technique importante : les particules de flux contenant de l'humidité ou des liants volatils peuvent se vaporiser rapidement lorsqu'elles sont ajoutées au métal en fusion et produire des projections explosives. Un séchage et un préchauffage minutieux du flux et des paniers permettent d'éviter les réactions violentes.

Tableau : liste de contrôle pour la manipulation en toute sécurité du flux d'aluminium

Choisir le bon flux : cinq facteurs de décision

1. Type d'alliage : certains flux chimiques conviennent à certains alliages d'aluminium ; vérifier les conseils du fournisseur.

2. Étape du processus ciblée : choisir le flux d'écrasement pour le contrôle des impuretés en vrac, le flux de couverture pour la protection pendant les cales et le flux de dégazage pour le dégazage par paires.

3. Profil de l'environnement et des fumées : Les mélanges à faible teneur en fumées ou en fluorures peuvent réduire l'exposition de l'opérateur et les émissions. Le développement récent de produits donne la priorité à cette caractéristique.

4. Méthode d'application : L'écrémage manuel, l'unité de dosage de flux ou l'injection nécessitent des flux sous différentes formes physiques (granulés, poudre, pâte).

5. Sécurité réglementaire et sécurité sur le lieu de travail : les réglementations locales peuvent restreindre certaines teneurs en fluor ; toujours confirmer avec la FDS du fournisseur.

Tableau : marques de flux commerciaux courants et comparaison

Note : la sélection du produit doit s'appuyer sur les données techniques du fournisseur et sur l'examen de la FDS pour confirmer la composition et l'utilisation recommandée.

Techniques d'application : des étapes pratiques qui comptent

Pré-séchage et préchauffage

Le flux doit toujours être séché au four de manière contrôlée avant d'être utilisé. Le préchauffage empêche l'eau emprisonnée de se transformer en vapeur et de provoquer une violente éjection de métal. Les paniers ou les poches préchauffés réduisent les chocs et la formation de fumées.

Décomposition et écrémage manuels

Après l'ajout du flux, laisser le temps à l'agglomération et à la stabilisation de la surface. Utiliser des outils d'écrémage à long manche pour éliminer la couche de crasse. Veillez à ce que les opérateurs ne soient pas gênés et utilisez des écrans de protection.

Unités de dosage de flux et méthodes d'injection

Le dosage ou l'injection automatique de flux peut réduire l'exposition de l'opérateur et améliorer la répétabilité. En cas d'injection, il convient d'adapter la taille des particules et la formule du flux au matériel d'injection afin d'éviter l'obstruction de la buse.

Associer le flux au dégazage et à la filtration

Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque le fluxage est combiné à une purge au gaz inerte et à des filtres en mousse céramique. La purge du gaz élimine l'hydrogène dissous tandis que le fluxage nettoie les oxydes et les inclusions en surface. Les filtres en céramique retiennent les particules non métalliques pendant la coulée.

Tableau : défauts typiques, cause première probable, mesures correctives

Sécurité et environnement - dangers, contrôles, réglementation

L'aluminium en fusion et l'eau ou l'humidité contenues dans le flux peuvent provoquer de violentes projections et des explosions de vapeur ; les opérateurs doivent partir du principe que tout produit de flux peut émettre des fumées dangereuses lorsqu'il est chauffé. Les contrôles techniques comprennent le préchauffage du flux, la ventilation locale par aspiration, le captage des fumées et le maintien d'un stockage sec. Les EPI doivent comprendre une protection faciale, des vêtements résistants à la chaleur et des respirateurs lorsque les niveaux de fumées sont incertains.

Les pressions exercées sur l'environnement et l'exposition professionnelle incitent à développer des mélanges de flux à faible émanation qui réduisent les fluorures et les espèces difficiles à capturer. Vérifiez les règles locales en matière d'émissions et la FDS du fournisseur avant de vous engager dans une utilisation à grande échelle.

Avancées scientifiques et alternatives

Les recherches récentes portent sur des formules de flux qui améliorent le mouillage de l'alumine, réduisent l'angle de contact avec les oxydes et augmentent la flottation des crasses tout en réduisant les émissions nocives. La conception de la chimie des fondants avec des composants tensioactifs peut améliorer la capture des oxydes sans augmenter la charge de fluorure. Parallèlement, les approches hydrodynamiques, telles que l'amélioration de l'injection de gaz inerte et l'optimisation de la conception des poches de coulée, constituent d'autres voies pour améliorer la qualité de la fonte.

Étude de cas : Un client iranien utilise les plaques filtrantes en céramique ADtech avec optimisation des flux

Contexte

Un recycleur d'aluminium secondaire en Iran fonctionnait avec une charge d'alimentation riche en déchets et des crasses de surface fréquentes, ce qui entraînait des pertes de matériau et des défauts de finition. L'usine disposait de pratiques de fluxage de base, mais manquait de filtration céramique et d'un séchage cohérent des flux. ADtech a fourni plaques de filtration en mousse céramique adaptée à l'installation de coulée en poche et a recommandé une approche intégrée : pré-séchage du flux, dosage contrôlé du flux, couplage avec un filtre céramique fin à l'entrée de la coulée et formation de l'opérateur.

Les étapes de l'intervention

1. Des plaques filtrantes en céramique ADtech ont été installées dans le système de fermeture pour piéger les inclusions non métalliques pendant la coulée.

2. Le flux a été remplacé par une granulométrie mieux adaptée à l'équipement d'injection, puis séché au four avant d'être utilisé.

3. Les opérateurs ont été formés au dosage des flux, au temps de séjour et à la technique d'écrémage, ainsi qu'à la pratique du dégazage de base par purge à la lance rotative.

Résultats et observations pratiques

Le client a signalé des coulées visiblement plus propres, une réduction du volume de l'écume de surface et une diminution des travaux de finition sur les pièces moulées. Les filtres céramiques ont capturé les inclusions en suspension que le fluxage seul ne permettait pas d'éliminer. La confiance des opérateurs s'est améliorée lorsqu'ils ont suivi le nouveau protocole de séchage et de dosage du flux. Le résultat met en évidence le fait que la filtration associée à un flux correctement appliqué produit une meilleure qualité que le flux seul.

Liste de contrôle pratique pour les opérateurs de fonderie qui souhaitent une performance constante des flux

• Lire la FDS du fournisseur avant la première utilisation.

• Stocker les flux dans des récipients hermétiques et dans un endroit sec.

• Sécher le flux à l'étuve avant de l'utiliser ; documenter la durée et la température de séchage du lot.

• Préchauffer les paniers d'écrémage et les louches.

• Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient d'associer le fluxage à la purge au gaz inerte et à la filtration céramique.

• Contrôler les fumées et installer un système d'échappement local à proximité de la zone de raffinage.

Questions fréquemment posées

1. Qu'est-ce que le flux pour la coulée de l'aluminium et pourquoi est-il utilisé ?
   Le flux est un mélange formulé de sels et d'additifs introduits dans l'aluminium en fusion pour se combiner avec les oxydes et les impuretés, qui s'agglomèrent ensuite pour être éliminés. Le flux réduit les déchets et améliore le rendement lorsqu'il est utilisé correctement.

2. Le flux éliminera-t-il l'hydrogène dissous pour éviter la porosité ?
   Le flux aide à rassembler les oxydes de surface et les inclusions en suspension ; l'élimination de l'hydrogène dissous nécessite généralement une purge au gaz inerte. Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient d'utiliser les deux techniques.

3. Comment le flux doit-il être stocké et préparé ?
   Conserver le flux au sec dans des récipients hermétiques, le sécher au four avant de l'utiliser et préchauffer les outils de manipulation. L'humidité contenue dans le flux peut provoquer des éclaboussures dangereuses.

4. Puis-je utiliser du sel de table ou des produits chimiques ménagers comme fondants ?
   Les mélanges de fondants commerciaux sont conçus pour un comportement de fusion et une sécurité spécifiques. Les sels ménagers n'ont pas la composition chimique complète requise et peuvent augmenter les défauts ou les émissions. Utiliser des produits de qualité fonderie.

5. Existe-t-il des options de flux à faible émanation ?
   Oui. Les fournisseurs proposent désormais des formules à faible teneur en fluorure et en fumées qui réduisent les émissions et l'exposition de l'opérateur. Vérifier à l'aide de la FDS et des tests effectués par le fournisseur.

6. Combien de temps dois-je attendre après l'ajout du fondant avant de procéder à l'écrémage ?
   Laisser le temps au flux de mouiller et d'agglomérer les oxydes ; le temps d'attente dépend de la température de fusion et du type de flux. Suivre les recommandations du fournisseur et surveiller la surface.

7. Le fluxing peut-il remplacer la filtration ?
   Non. Le fluxage et la filtration ont des fonctions d'élimination différentes. Les filtres en céramique retiennent les inclusions pendant la coulée ; le fluxage traite la surface de la matière fondue et facilite la gestion de l'écume. Utilisez les deux pour obtenir une qualité optimale.

8. Le flux peut-il être utilisé en toute sécurité dans les petits ateliers ou les fonderies artisanales ?
   Le flux peut être utilisé en toute sécurité si le séchage, l'EPI, la ventilation et le contrôle du processus sont corrects. N'ajoutez jamais de flux humide au métal en fusion ; suivez les règles de sécurité de base de la fonderie.

9. Comment choisir un flux pour la fusion de déchets ?
   Choisissez des flux d'écrasement à forte action de flottation et associez-les à un écrémage solide. Envisager des options à faible teneur en fumées si les émissions sont un sujet de préoccupation. Testez de petits lots avant de procéder à une mise en œuvre complète.

10. Quels sont les signes indiquant que le flux a causé des problèmes dans ma coulée ?
    Surveillez la présence d'une porosité sous la surface près de la peau, de fumées inhabituelles ou d'une augmentation des inclusions. Vérifiez à nouveau la siccité du flux, sa composition et la méthode de dosage si ces éléments apparaissent.

Liste de contrôle opérationnelle finale - référence rapide pour une utilisation quotidienne

• Lisez la FDS du fournisseur chaque fois que vous changez de type de flux.

• Sécher le flux avant chaque utilisation.

• Utiliser des filtres pendant les coulées.

• Combiner le fluxage avec le dégazage au gaz inerte lorsque la porosité est un problème.

• Suivre les performances du mélange et du flux de ferraille ; tenir des registres simples qui établissent un lien entre le lot de flux et les résultats de la coulée.