L'utilisation d'un flux d'affinage à base de chlorure/fluorure correctement formulé, appliqué avec une technique contrôlée, permet de réduire considérablement la teneur en hydrogène et les inclusions d'oxyde dans l'aluminium fondu, ce qui améliore l'état de surface de la coulée, l'intégrité mécanique et le rendement. Dans la pratique typique de la fonderie, un flux correctement choisi associé à un dégazage réduit l'hydrogène à des niveaux proches ou inférieurs à 0,1 ml/100 g Al et réduit les défauts liés à l'oxyde de dizaines de pour cent, lorsqu'il est associé à une manipulation et à un contrôle de la température corrects.

Pourquoi cela est-il important pour une fonderie d'aluminium ?

En bref : un métal plus propre signifie moins de pièces de rebut, moins d'usinage, moins de rejets et des composants plus résistants. Le flux d'affinage joue un rôle majeur dans l'obtention d'un métal plus propre en éliminant les gaz dissous, en capturant les oxydes et en favorisant la formation d'une couche d'écume qui peut être écrémée. La chimie moderne des flux, un dosage correct et une technique d'application adaptée font la différence entre des pièces coulées de qualité courante et des pièces coulées de qualité supérieure.

Comment fonctionne le flux de raffinage

Les fondants pour aluminium sont des mélanges de sels de chlorure, de sels de fluorure et d'additifs choisis en fonction de leur point de fusion, de leur mouillabilité et de leur réactivité. Lorsqu'il est placé ou injecté dans l'aluminium en fusion, le fondant fond, s'étale, capture les oxydes et forme une couche de laitier plus légère qui flotte à la surface. Certains fondants libèrent des espèces réactives qui aident les bulles de gaz à transporter l'hydrogène dissous vers le haut. Le résultat combiné est une plus faible solubilité de l'hydrogène, moins d'inclusions et une étape d'écrémage plus facile.

Mécanismes clés à l'œuvre

• Mouillage et adsorptionLe flux entre en contact avec les films d'oxyde, réduit l'angle de contact, puis adsorbe ou dissout les fragments d'oxyde.

• Transport assisté par bullesLes bulles : le bullage de gaz inerte ou les pastilles de flux génèrent des bulles ; ces bulles fixent les inclusions et les entraînent vers le haut.

• Réaction chimiqueLe fluor : certains composants fluorés interagissent avec les films d'alumine, les affaiblissant de sorte qu'ils sont retirés de la masse fondue.

Compositions de flux typiques

De nombreux flux commerciaux utilisent un mélange eutectique de base de chlorure de potassium et de chlorure de sodium, avec de petites fractions de fluorures qui abaissent le point de fusion et améliorent l'interaction avec l'oxyde. Les fluorures couramment ajoutés sont le fluorure de sodium et l'hexafluoroaluminate de sodium. Les pourcentages varient selon la formulation. Vous trouverez ci-dessous un tableau compact des gammes de composants courants utilisés dans les fondants de fonderie.

Tableau 1 : Gammes de composants typiques pour l'affinage des formulations de flux

Les sources montrent des mélanges courants, y compris une formule typique de flux de couverture proche de 47,5% NaCl, 47,5% KCl, 5% sel de fluorure dans la pratique de l'industrie.

Type de flux de raffinage standard

Type	Fonction	Champ d'application	Dosage par tonne	Température de raffinage
3RF	Dégazage et décrassage	Dégazage, décrassage et purification de l'aluminium et des alliages coulés en fusion	1,5-2,5 kg	700- 740℃
6RF	Dégazage et décrassage, mieux que le 3RF	Affinage de barres de câble et de barres d'alliage moulées avec précision	s1.0-1.5kg	700- 740℃
9RF	Environnementale, sans C2Cl6	Affinage d'un alliage fondu de haute pureté et de haute teneur en magnésium dans un four	1,5-2,0 kg	700- 740℃
420RF	Type de dégazage	Raffinage et purification d'aluminium de haute précision, tel que A356.2 et hub	1 .5-2. 5kg	710 - 730℃
560RF	Type sans Na, dégazage et décrassage	Raffinage et purification d'alliages d'aluminium de la série 5 et de moyeux dans le four	1. 5-2.0kg	720 - 740℃
33SF	Dégazage et décrassage	Raffinage et purification du corps de la préforme en feuille double zéro dans le four	1. 5-2.0kg	720 - 740℃
66SF	Dégazage et décrassage	Affinage et purification de l'alliage d'aluminium coulé avec précision dans le four	1. 5-2.0kg	720 - 740℃
120SF	Type dénatrium et dicalcium	Élimination des micro-échelles de Na、Ca、H、Li dans l'aluminium et l'alliage en fusion dans le four, raffinage et efficacité de la purification.	1. 5-4.0kg	735 - 745℃
220SF	Démagnésium	Élimination des micro-échelles de Mg dans l'aluminium et l'alliage fondus dans le four, raffinage et efficacité de la purification	Peut retirer 1kg de Mg avec 5kg de 220SF	735 - 745℃

Spécifications de l'emballage :

Objet	Emballage interne	Emballage en carton	Emballage de palettes	Emballages spéciaux	Stockage et garantie
Index	2-5kg/sac	25kg/carton	1T／palette	Selon les besoins	Stocké dans un environnement ventilé et sec, pendant 6 à 12 mois

Instructions :

Type	Avantages	Instructions
3RF,6RF,9RF	1. Bonne liquidité, bonnes performances en matière de dégazage et de décrassage 2. Purification supérieure, faible pollution, faible dosage, faible coût 3. L'utilisation continue empêchera efficacement l'accumulation d'oxyde sur la surface interne du four. 4. Séparation aisée de l'aluminium et du laitier 5. Le 6RF est respectueux de l'environnement, ne dégage pas d'odeur irritante et ne nuit pas à la santé.	Retirer l'emballage et placer le flux dans l'équipement de pulvérisation. Le flux passe par le pot de pulvérisation avec du gaz N2 ou Ar comme vecteur, et est pulvérisé uniformément deux fois sur le métal en fusion. Veillez à ce que les sorties de la buse soient aussi proches que possible de la couche inférieure du métal en fusion et déplacez la buse d'avant en arrière afin que le flux soit entièrement en contact avec l'aluminium en fusion. Ensuite, affinez le métal en fusion avec du gaz N2 ou Ar en effectuant des rotations sur la couche inférieure pendant 20 minutes. Après des changements physiques et chimiques dans l'aluminium en fusion, de nombreuses petites bulles se forment avec une séparation des scories oxydées. Les bulles contenant des atomes d'hydrogène s'élèvent lentement et flottent vers l'extérieur, ce qui permet d'atteindre les objectifs de dégazage et de décrassage de la purification.
420RF,560RF	1. Avec peu de sodium, non toxique et sans odeur particulière, n'a pas d'effet sur le strontium modificateur. 2. Bonne liquidité, bonnes performances en matière de dégazage et de décrassage 3. Purification supérieure, faible pollution, faible dosage, faible coût 4. L'utilisation continue permet d'éviter efficacement l'accumulation d'oxyde sur la surface interne du four. 5. Séparation facile de l'aluminium et des scories.	Après avoir retiré l'emballage, le flux passe dans le pot de pulvérisation avec du gaz comme vecteur et est pulvérisé dans le métal en fusion. Assurez-vous que les sorties de la buse sont aussi proches que possible de la couche inférieure du métal en fusion et déplacez la buse d'avant en arrière pour que le flux soit entièrement en contact avec l'aluminium en fusion, afin d'atteindre les objectifs d'affinage. Après la pulvérisation, retirez les scories flottant à la surface de l'aluminium en fusion.
33SF,66SF	1. Non toxique et sans odeur particulière, effet optimal pour un moulage précis 2. Bonne liquidité, bonnes performances en matière de dégazage et de décrassage 3. Purification supérieure, faible pollution, faible dosage, faible coût 4. L'utilisation continue permet d'éviter efficacement l'accumulation d'oxyde sur la surface interne du four. 5. Séparation facile de l'aluminium et des scories.	Après avoir retiré l'emballage, le flux passe dans le pot de pulvérisation avec du gaz comme vecteur et est pulvérisé dans le métal en fusion. Assurez-vous que les sorties de la buse sont aussi proches que possible de la couche inférieure du métal en fusion et déplacez la buse d'avant en arrière pour que le flux soit entièrement en contact avec l'aluminium en fusion, afin d'atteindre les objectifs d'affinage. Après la pulvérisation, retirez les scories flottant à la surface de l'aluminium en fusion.
120SF	1. Principalement composé de potassium anhydre, avec un effet d'affinage rapide 2. Éliminer efficacement le sodium, le lithium et le calcium dans l'alliage d'aluminium-magnésium et l'alliage d'aluminium-zinc fondus. 3. Éliminer simultanément diverses inclusions non métalliques telles que les oxydes, les carbures et les borures, en même temps que l'effort de dégazage, afin d'atteindre l'objectif de purification de l'aluminium en fusion.	1. Le dosage est fonction de la quantité originale d'inclusions, de H, de Li, de Ca et de la norme d'affinage attendue. 2. Éliminer le métal de base de l'aluminium en fusion dans le four de fusion et de réception. Dosage de 1 à 1,5 kg par tonne d'aluminium en fusion, la pulvérisation de flux aura un meilleur effet sur l'élimination de l'hydrogène, du métal de base et des inclusions. 3. La température du four à aluminium en fusion doit être comprise entre 710 et 745 ℃. 4. Prélever des échantillons dans 3 couches d'aluminium en fusion et effectuer des analyses Na、H、Ca et Li, réaliser une procédure d'élimination des inclusions non métalliques.
220SF	Le 220SF est une poudre blanche composée principalement de chlorure, de fluorure et d'autres éléments. Grâce à la fonction des petites bulles de gaz qui se répandent et à la solvabilité active, la vitesse de la réaction chimique est ajustée, ce qui permet d'éliminer fortement l'élément Mg dans l'alliage en fusion. En même temps, ce processus chasse également le calcium et d'autres éléments métalliques, ce qui permet d'affiner efficacement le dégazage, d'éliminer les inclusions et d'aider à minifier le cristal et d'autres effets similaires. Économique et stable, le laitier après traitement est peu compact et sec, facile à enlever.	1. L'élimination de 1 kg de Mg dans un alliage d'aluminium nécessite 5 kg de 220SFin en moyenne. 2. Calcul : Dosage=(teneur en Mg avant l'endommagement- teneur en Mg cible)*poids d'aluminium fondu *（5±0.5kg） 3. Analyser un échantillon d'aluminium en fusion, vérifier la part des éléments métalliques et calculer le dosage de 220SF selon la formule suivante 4. Température d'application : 735-745℃ 5. Pulvériser du 220SF avec de l'azote comme vecteur dans le four en 2 étapes et s'assurer que le contact est complet. La première étape prend la moitié du 220SF et l'affine pendant 20-25 minutes, puis l'écume. La deuxième étape prend le reste du 220SF, l'affine pendant 15 à 20 minutes et recommence. Lorsque vous avez terminé, fermez la porte du four et poursuivez le recuit pendant 10 minutes. 6. Prélever des échantillons dans trois couches d'aluminium en fusion et effectuer une analyse du magnésium, accomplir la procédure d'endommagement et d'affinage.

Choix du flux par famille d'alliage

Des alliages différents exigent des propriétés de flux différentes. Les alliages d'aluminium à forte teneur en magnésium, par exemple, nécessitent des formulations qui évitent les réactions agressives avec le magnésium tout en éliminant les oxydes. Vous trouverez ci-dessous une grille de décision permettant d'associer le type de flux au groupe d'alliages.

Tableau 2 : Matrice de sélection des flux par famille d'alliages

Utiliser les données du fabricant pour affiner le dosage en pourcentage. Les essais en laboratoire donnent les meilleurs résultats à long terme.

Méthodes d'application : flux de couverture, comprimé, injection

Il existe trois voies d'application principales : le recouvrement de surface, le dosage en pastilles et l'injection (lance ou injection rotative). Chacune d'entre elles présente des compromis en termes de vitesse, de consommation de flux, de sécurité de l'opérateur et d'efficacité.

Tableau 3 : Méthodes d'application avec avantages et inconvénients

L'injection à l'aide d'une lance adaptée permet souvent d'obtenir une homogénéisation plus rapide et de réduire la consommation totale de flux dans les fonderies à grand volume. La littérature récente sur les produits montre que les combinaisons de pastilles et de flux de couverture permettent un dégazage cohérent avec une faible perte de crasse.

Les paramètres de processus qui comptent

Gardez-les sous contrôle pour obtenir des résultats prévisibles :

• Température de fusion : maintenir un objectif stable ; les fondants à faible point de fusion nécessitent un contrôle minutieux à proximité de la plage eutectique.

• Sécheresse du flux : le flux humide s'agglomère, ne fond pas correctement et produit une mauvaise couverture. Stocker dans des conditions sèches.

• Intensité de l'agitation : une agitation modérée après l'application du flux permet de répartir le flux et de libérer les gaz attachés.

• Temps de trempage : laisser le temps au flux de fondre, d'interagir, puis de flotter à la surface avant de procéder à l'écrémage.

• Taux de dosage : un sous-dosage donne un affinage médiocre ; un surdosage gaspille les matières et peut augmenter les crasses.

Sécurité, stockage, contrôle environnemental

Les flux contiennent des sels et des composés fluorés qui peuvent produire des fumées ou réagir en cas de mauvaise manipulation. Mettez en œuvre des EPI stricts, des contrôles techniques et des protocoles de manipulation. Les directives de la Banque mondiale et de l'industrie recommandent un contrôle des poussières, une ventilation locale et une formation pour le personnel manipulant les flux et les crasses. Pour la manipulation des crasses, il faut éviter d'exposer les crasses chaudes aux courants d'air, étaler les matériaux chauds pour les laisser refroidir et les recouvrir de sel inerte s'il y a un risque de thermite.

Liste de contrôle des règles clés

• Conserver les flux dans des récipients hermétiques et secs.

• Prévenir l'inhalation en utilisant des masques conçus pour les particules et les poussières contenant du fluorure.

• Prévoir une protection des yeux et du visage ainsi que des gants isolés pour l'application.

• Utiliser un système d'échappement local près des points d'injection.

• Maintenir des procédures écrites pour le refroidissement et le stockage des crasses.

Comment mesurer le succès - des indicateurs de performance clés pratiques

Le suivi de ces paramètres permet de prouver l'amélioration de la situation :

• Teneur en hydrogène (ml/100 g Al) mesurée par extraction sous vide ou par la méthode du gaz porteur.

• Débit de filtration et fréquence de colmatage du filtre.

• Fraction de récupération des crasses.

• Pourcentage de rejets ou de reprises par lot.

• Mesures de la qualité visuelle de la surface pour les pièces moulées critiques.

Les rapports de l'industrie indiquent qu'un flux et un dégazage correctement appliqués peuvent faire baisser les niveaux d'hydrogène à 0,1 ml/100 g pour de nombreux alliages, un niveau associé à une réduction de la porosité et à des pièces moulées plus résistantes.

validation du laboratoire au sol : essais recommandés

Effectuer des fusions côte à côte avec des matériaux de charge et des paramètres de processus identiques, en ne variant que la chimie du flux ou la méthode d'application. Mesurer l'hydrogène, inclure la métallographie pour quantifier les inclusions, enregistrer le poids des crasses et le métal perdu. Les essais doivent être courts mais statistiquement significatifs, avec au moins trois répétitions par condition.

Étude de cas : Installation d'ADtech dans une fonderie russe

Vue d'ensemble
Client : une usine russe de fonderie d'aluminium de taille moyenne produisant des composants automobiles. Défi à relever : problèmes fréquents de porosité interne sur les séries de logements de pistons et taux de rebut élevé pendant les mois d'hiver.

Solution fournie

• ADtech a fourni un mélange de flux sur mesure (base KCl/NaCl, fraction de fluorure sur mesure, agent anti-agglomérant) adapté à la charge d'alliage Al-Si de l'usine.

• Installation d'une lance d'injection sur un four existant avec programme de formation de l'opérateur.

• Procédure opérationnelle standard pour le dosage, l'agitation et l'écrémage.

Résultats (moyenne des résultats à 3 mois)

• La teneur en hydrogène est passée de 0,25 ml/100 g Al à 0,09 ml/100 g Al.

• Les rejets liés à la porosité ont diminué de 48%.

• Le métal net récupéré des crasses a augmenté de 12% en raison d'un écrémage plus propre et d'une diminution du métal entraîné.

• La consommation de flux par tonne de métal coulé a diminué de 18% à la suite de l'optimisation.

Les raisons du succès

• Adaptation de la chimie des flux aux paramètres de l'alliage et du processus.

• Dosage cohérent à partir de l'injection, réduisant la variabilité de l'opérateur.

• Le retour d'information en temps réel grâce aux tests d'hydrogène sous vide a permis une mise au point rapide.

Ce cas met en évidence l'avantage d'associer une chimie appropriée à un matériel d'application moderne et à un protocole d'opérateur.

Résolution des problèmes courants

Problème : le flux flotte mais des inclusions subsistent
Causes possibles : agitation insuffisante, sous-dosage, flux dégradé par l'humidité. Remèdes : augmenter l'agitation contrôlée, vérifier le stockage, ajouter une petite dose incrémentale pendant l'essai de fusion.

Problème : formation excessive de mousse ou de crasse qui emprisonne le métal
Causes possibles : fraction de fluorure trop élevée, ajout rapide, mauvaise adéquation alliage-flux. Remèdes : réduction de la fraction de fluorure, ajout plus lent, diminution de la turbulence de la matière fondue.

Problème : Consommation rapide de flux avec effet marginal
Causes possibles : mauvaise pureté du flux, présence de contaminants, source d'oxydation répétée dans la masse fondue. Remèdes : vérifier la qualité de la ferraille, pré-nettoyer la charge, envisager une amélioration de la filtration avant le fluxage.

Problème : Fumées fortes ou irritation locale
Causes possibles : surchauffe, flux humide, mauvaise ventilation. Remèdes : arrêter les ajouts, ventiler, revoir les EPI, vérifier la fiche de sécurité du fournisseur de flux.

Filtration et flux : une approche systémique

Le flux élimine les oxydes et aide les gaz à s'échapper, tandis que les filtres céramiques retiennent les inclusions non métalliques restantes. La combinaison des deux dans un flux de travail cohérent permet d'obtenir la meilleure qualité. Séquence type : préchauffage du creuset ou de la poche de coulée, coulée dans le moule à travers un filtre céramique en ligne, application de flux et dégazage sur la poche de coulée si nécessaire, écrémage final avant la coulée dans les moules critiques.

Tableau 4 : Liste de contrôle du processus pour un cycle de fusion unique

Notes pratiques sur le stockage et la durée de conservation

Dans la mesure du possible, stocker les flux dans des locaux secs et chauffés. Maintenir un faible taux d'humidité pour éviter la formation de grumeaux. Les lots peuvent absorber rapidement de l'humidité dans des environnements humides, ce qui réduit les performances. Utiliser l'inventaire "premier entré, premier sorti" et étiqueter les sacs avec la date de production. De petits tests sur chaque nouveau lot permettront de détecter les matériaux hors spécifications.

Traitement environnemental des crasses et des flux usés

Les crasses contiennent des métaux entraînés, des oxydes et des résidus de flux. Dans la mesure du possible, récupérer le métal dans des fours de récupération ou des presses à crasse. Respectez les réglementations locales en matière de déchets pour l'élimination des flux usés qui contiennent des fluorures réactifs. La récupération thermique permet souvent de récupérer du métal utilisable, ce qui réduit le coût global de la fonte.

Règles pratiques de dosage

• Commencer par la dose recommandée par le vendeur par tonne.

• Pour l'injection, il faut viser un dosage fin et réparti afin de favoriser une réaction rapide.

• Pour le recouvrement à la main, s'assurer que le flux est sec et l'étaler pour former une couche fine et continue.

• Effectuer des tests d'hydrogène sous vide après la dose d'essai initiale, puis réduire la dose jusqu'à ce que le niveau minimal efficace soit atteint.

Outils de contrôle et méthodes de test

• Mesure de l'hydrogène par extraction sous vide pour un dosage précis de l'hydrogène dissous.

• Microscopie optique sur des échantillons gravés pour quantifier la fraction de la zone d'inclusion.

• Spectrométrie à étincelles pour la vérification de l'alliage après le flux afin de garantir l'absence de contamination.

• Essais de composition de l'écume pour mesurer le potentiel de récupération des métaux.

Données réglementaires et de sécurité des matériaux

Consultez toujours la fiche de données de sécurité (FDS) du fournisseur pour connaître la classification des risques. Les flux contenant du fluorure peuvent nécessiter des procédures d'urgence spéciales en cas d'ingestion ou de contact avec les yeux. Les opérateurs doivent être formés à l'intervention en cas de déversement et aux premiers secours.

Les principales recommandations des lignes directrices internationales en matière d'environnement, d'hygiène et de sécurité portent sur les contrôles techniques des poussières, les évents de traitement à proximité des points d'injection et la tenue de registres sur l'utilisation des matières dangereuses.

Comment la recherche moderne façonne la conception des flux

Des travaux récents évalués par des pairs démontrent le rôle de la chimie de surface, de l'angle de contact entre le flux et l'alumine, et de l'activité thermodynamique sur l'efficacité de l'élimination. Les fondants optimisés peuvent avoir des points de fusion bien inférieurs aux températures de raffinage, ce qui permet un meilleur mouillage et une capture plus rapide des inclusions. Les recherches en laboratoire confirment les pratiques industrielles selon lesquelles l'ajustement de la composition permet d'obtenir des gains de performance mesurables.

FAQ

1) Quelle est la principale fonction d'un flux de raffinage ?
Un flux d'affinage capture les oxydes et favorise l'élimination de l'hydrogène dissous, formant une couche de laitier écumable qui améliore la qualité de la fonte.

2) Quelle est la chimie des flux qui convient pour les alliages de fonderie en général ?
Une base KCl/NaCl avec une petite fraction de sels fluorés convient à de nombreux alliages de fonderie Al-Si.

3) Quelle quantité de flux dois-je doser par tonne ?
Suivez les points de départ du fournisseur ; les fourchettes typiques sont de 0,1-1,0% par poids de métal en fonction de la méthode. Optimiser dans l'atelier.

4) Dois-je injecter le flux ou l'étaler sur la surface ?
L'injection permet une action plus rapide et uniforme pour les opérations à grand volume. Le revêtement de surface reste valable pour les petits ateliers disposant de bons protocoles.

5) Combien de temps faut-il attendre après l'application du flux avant de procéder à l'écrémage ?
Laisser suffisamment de temps pour la fusion du flux et la montée des bulles, généralement entre 3 et 10 minutes, en fonction du dosage et de l'agitation.

6) Les flux peuvent-ils endommager la chimie des alliages ?
S'il est correctement adapté et dosé, le flux ne modifie pas de manière significative la composition de l'alliage, mais il convient de vérifier le risque de contamination et de le contrôler à l'aide de la spectrométrie.

7) Comment manipuler un flux humide ou enrobé ?
Jeter ou reconditionner ; le flux humide s'agglomère et donne de mauvais résultats. Conserver au sec.

8) Les flux sans fluor sont-ils efficaces ?
Il existe des mélanges sans fluor, mais leurs performances peuvent être différentes. Les performances doivent être validées par des essais avant d'être pleinement adoptées.

9) Comment mesurer l'amélioration de l'hydrogène ?
Utiliser des méthodes d'extraction sous vide ou de gaz vecteur pour mesurer l'hydrogène dissous en ml/100 g d'aluminium avant et après le raffinage.

10) Quelle est l'erreur courante de l'opérateur à éviter ?
Le surdosage, l'ajout rapide entraînant la formation de mousse, l'application dans des endroits exposés au vent ou aux courants d'air et l'absence de temps d'imprégnation suffisant sont des erreurs fréquentes.

Liste de contrôle finale pour la mise en œuvre

• Choisir une formulation de flux adaptée à la famille d'alliages.

• Décider de la méthode d'application adaptée au volume de production.

• Former les opérateurs à la dose, au moment et à la sécurité.

• Contrôler les indicateurs relatifs à l'hydrogène et à l'inclusion.

• Récupérer le métal brut dans la mesure du possible.

• Maintenir un stockage sec et un contrôle des stocks.

Recommandations finales

Investissez du temps dans des essais à petite échelle sur la composition exacte de votre facturation. Surveillez les principaux indicateurs clés de performance, puis procédez aux changements qui montrent une amélioration claire et reproductible. Associez la sélection des flux à l'amélioration du matériel de filtration et de dégazage pour obtenir les gains les plus importants en termes de qualité et de rendement de la coulée. La bonne chimie, appliquée avec une technique reproductible, produit des réductions tangibles de la porosité, des retouches et des rebuts, ce qui vous ouvre la voie vers une meilleure valeur du produit et une réduction du coût du cycle.