Seri Fluks

Pemilihan yang tepat dan aplikasi yang benar dari produk Flux Series: fluks pemurnian, fluks deslagging, fluks penutup, fluks penghilang oksida, fluks pengecoran aluminium cair, fluks pengecoran aluminium cair, dan agen degassing aluminium cair menghasilkan peningkatan terukur dalam kebersihan lelehan, mengurangi porositas yang berhubungan dengan hidrogen, meminimalkan kehilangan logam selama pembuangan sampah, dan mendukung kualitas pengecoran yang dapat diulang ketika dikombinasikan dengan kontrol termal yang benar dan teknik degassing.

Kimia dasar dan mekanisme aksi fluks

Fluks untuk aluminium cair umumnya berfungsi dalam satu atau kombinasi dari peran kimia-fisika berikut ini:

• Mempromosikan penghilangan hidrogen yang terlarut dalam lelehan dengan menciptakan situs gas bertekanan parsial rendah yang mendorong transfer hidrogen dari logam ke gelembung. Campuran garam tertentu bereaksi pada suhu tinggi untuk membebaskan gas atau membentuk aluminium halida yang mudah menguap; hidrogen berdifusi ke dalam gelembung dan keluar dari rendaman.

• Aglomerasi film oksida dan inklusi sehingga dapat disaring atau dipisahkan, menghasilkan lapisan sampah yang lebih koheren yang menjebak logam yang terperangkap dan kontaminan yang terperangkap.

• Membentuk lapisan pelindung yang mengurangi oksidasi lebih lanjut dari aluminium cair selama operasi penahanan dan pemindahan. Lapisan ini membatasi kehilangan logam akibat oksidasi permukaan.

• Bereaksi secara kimiawi dengan kontaminan permukaan dan komponen fluks untuk mengubah sifat keterbasahan, densitas, dan perilaku pengapungannya, sehingga meningkatkan kecepatan pemisahan fase asing dari logam.

Kimia fluks yang umum termasuk campuran klorida, fluorida, dan fluorometalat. Sistem garam berdasarkan KCl-NaCl, KCl-MgCl2, dan formulasi yang mengandung AlF3 atau Na3AlF6 menghasilkan perilaku peleburan, kelarutan, dan reaktivitas yang berbeda. Pilihan formulasi tergantung pada sistem paduan, suhu operasi, keberadaan magnesium atau logam alkali, dan kendala lingkungan atau peraturan.

Ikhtisar Seri Fluks dan pengelompokan fungsional

Seri Fluks mengelompokkan produk berdasarkan tujuan metalurgi umum dan bentuk penanganan. Berikut ini adalah definisi singkat tingkat tinggi:

• REFINISHING FLUX: mendorong penghilangan gas terlarut dan inklusi halus; sering kali disediakan dalam bentuk tablet atau butiran.

• DESLAGGING FLUX: direkayasa untuk mengkonsolidasikan sampah dan memfasilitasi pembuangan cepat dengan entrainment logam yang minimal.

• COVERING FLUX: diaplikasikan pada permukaan yang meleleh untuk mengurangi oksidasi dan kehilangan panas selama penahanan atau transfer.

• FLUIDA PENGHILANGAN OKSIDA: diformulasikan untuk secara aktif bereaksi dengan film oksida dan membebaskannya dari permukaan logam.

• MOLTEN ALUMINIUM FOUNDRY FLUX: formulasi serba guna yang dioptimalkan untuk peleburan skala pengecoran dengan penekanan pada pengendalian buih dan kenyamanan operator.

• FLUX CASTING ALUMINIUM MOLTEN: disesuaikan dengan pengkondisian lelehan akhir di jalur pengecoran; sering kali disetel untuk skimming dengan kehilangan logam yang rendah.

• MOLTEN ALUMINIUM DEGASSING AGENT: dirancang untuk menghasilkan atau meningkatkan pembentukan gelembung dan ekstraksi gas, sering digunakan dengan atau tanpa sistem rotari gas inert.

Setiap produk memiliki peran yang dirancang dalam urutan peleburan. Hasil yang tepat biasanya memerlukan pemilihan fluks yang dipasangkan dengan kontrol suhu, agitasi mekanis, metode degassing, dan rutinitas skimming.

Profil produk yang mendalam

FLUIDA PENYEMPURNAAN

Tujuan

Fluks pemurnian dimaksudkan untuk menghilangkan hidrogen terlarut, menangkap inklusi oksida mikroskopis, dan membantu homogenisasi lelehan sebelum pengecoran. Fluks ini cenderung digunakan di dekat akhir peleburan atau selama penahanan sebelum pemindahan.

Komposisi dan mekanisme yang khas

Formulasi pemurnian biasanya mencakup garam fluorida, garam klorida, dan pengikat khusus. Ketika dimasukkan ke dalam aluminium cair, beberapa komponen terurai atau bereaksi untuk menciptakan gelembung mikro atau halida yang mudah menguap yang mengurangi tekanan parsial hidrogen dan memungkinkan hidrogen bermigrasi keluar dari lelehan. Permukaan fluks juga mendorong penggabungan oksida halus menjadi sampah yang dapat disaring.

Aplikasi

• Bentuk: tablet, pelet, bubuk atau sachet yang sudah ditakar.

• Dosis: biasanya dikontrol per ton logam; ikuti panduan dari produsen. Kisaran umum dalam praktik industri bervariasi menurut paduan, suhu paduan, dan kepadatan produk. Lihat tabel dosis di bagian 9.

• Metode: sebarkan atau letakkan tablet di permukaan leleh, biarkan waktu diam dengan gangguan minimal, lalu aduk dan skim perlahan.

Manfaat dan keterbatasan

• Manfaat: mengurangi porositas hidrogen, meningkatkan kebersihan permukaan, mengurangi inklusi pada coran yang kritis.

• Keterbatasan: degassing yang tidak sempurna untuk beberapa beban hidrogen yang tinggi; terkadang tidak sesuai dengan paduan yang mengandung magnesium jika formulasi mengandung fluorida yang reaktif; dapat menghasilkan produk sampingan yang mudah menguap yang membutuhkan ventilasi.

MENGHILANGKAN FLUKS

Tujuan

Dirancang untuk mendorong penggabungan oksida terapung dan sampah yang dapat disaring dengan cepat. Tujuannya adalah untuk mengurangi masuknya logam ke dalam terak dan memperpendek siklus penanganan sampah.

Komposisi dan mekanisme yang khas

Fluks deslagging sering kali mengandung garam dengan tegangan permukaan rendah dan aditif yang membasahi partikel oksida dan mendorong pembentukan lapisan terak yang berkelanjutan. Bahan ini menurunkan tegangan antarmuka dan meningkatkan kepadatan terak relatif terhadap logam yang terperangkap, sehingga membantu pemisahan yang lebih bersih.

Aplikasi

• Bentuk: bubuk atau butiran yang menyebar di atas permukaan lelehan.

• Dosis dan waktu: digunakan selama konsolidasi lelehan atau tepat setelah penambahan yang meningkatkan pembentukan oksida.

• Teknik penghilangan: skim setelah terak mencapai kondisi koheren.

Manfaat dan keterbatasan

• Manfaat: mengurangi kehilangan logam pada terak, meningkatkan hasil produksi dengan mempercepat operasi skimming.

• Keterbatasan: penggunaan yang tidak tepat dapat menjebak logam yang signifikan dalam terak jika operator melakukan skimming sementara terak tetap tidak padat.

PENUTUPAN FLUX

Tujuan

Bertindak sebagai penghalang pasif terhadap oksigen dan kelembapan atmosfer, mencegah oksidasi lebih lanjut, meminimalkan kehilangan panas, dan mengurangi pembentukan sampah selama penahanan atau transfer.

Komposisi dan mekanisme yang khas

Fluks penutup biasanya kurang reaktif dan diformulasikan untuk membentuk kerak dengan permeabilitas rendah pada permukaan lelehan. Garam basa yang umum digunakan termasuk KCl dan NaCl dengan sedikit aditif untuk mengontrol rentang leleh dan tegangan permukaan.

Aplikasi

• Bentuk: butiran kasar atau pasta yang dioleskan ke permukaan.

• Dosis: lapisan tipis yang cukup untuk menutupi seluruh bak mandi.

• Kasus penggunaan: penahanan yang lama, pengangkutan, transfer pot-ke-pot.

Manfaat dan keterbatasan

• Manfaat: mengurangi oksidasi dan menjaga bak mandi tetap bersih dari waktu ke waktu.

• Keterbatasan: harus dilepas sepenuhnya sebelum melakukan beberapa operasi pengecoran untuk menghindari inklusi.

FLUKS PENGHILANGAN OKSIDA

Tujuan

Secara aktif bereaksi secara kimiawi dengan film oksida, mengubahnya menjadi senyawa yang lebih mudah dihilangkan atau menggabungkannya untuk skimming.

Komposisi dan mekanisme yang khas

Fluks ini mungkin mengandung zat pereduksi dan halida reaktif yang secara kimiawi memodifikasi film oksida, meningkatkan keterbasahan dengan fluks dan mendorong agregasi dan flotasi.

Aplikasi

• Bentuk: bubuk, pasta atau tablet.

• Teknik: aplikasikan dan biarkan selama beberapa saat, kemudian aduk perlahan untuk mendorong produk oksidasi terkumpul.

FLUKS PENGECORAN ALUMINIUM CAIR

Tujuan

Fluks serbaguna untuk tugas peleburan pengecoran umum, yang dioptimalkan untuk keseimbangan pengendalian sampah, pengawetan logam, dan keselamatan operator.

Komposisi dan penggunaan

Campuran biasanya menggabungkan sistem klorida dan fluorida, dengan pengikat untuk membentuk butiran yang mengalir bebas. Bahan ini dipilih untuk ketahanan pada rentang suhu yang luas dan toleransi terhadap kontaminan sisa yang umum.

FLUKS PENGECORAN ALUMINIUM CAIR

Tujuan

Formulasi difokuskan pada pengkondisian lelehan akhir dalam proses pengecoran, sering kali dengan penekanan pada kehilangan logam yang rendah dan gangguan minimal pada kimia paduan.

Aplikasi

Digunakan segera sebelum dipindahkan ke mesin pengecoran dan kadang-kadang diterapkan pada pengisian sendok untuk memastikan masuknya oksida minimal. Strategi dosis dan waktu tinggal membutuhkan koordinasi yang erat dengan ritme pengecoran.

AGEN DEGASSING ALUMINIUM CAIR

Tujuan

Dirancang secara khusus untuk membantu pembuangan hidrogen dengan membentuk tempat nukleasi gas, bereaksi untuk menciptakan gas yang membawa hidrogen keluar dari larutan, atau dengan menghilangkan senyawa yang mengandung hidrogen secara kimiawi.

Mekanisme dan metode pelengkap

Fluks degassing sering digunakan bersama dengan sistem rotari gas inert. Gelembung gas tetap merupakan metode degassing paling efisien yang tersedia untuk menghilangkan hidrogen dalam jumlah besar, namun degassing dengan bantuan fluks dapat efektif untuk profil kontaminasi tertentu atau ketika peralatan putar tidak tersedia.

Metode aplikasi dan integrasi proses

Hasil yang sukses membutuhkan integrasi penggunaan fluks ke dalam urutan peleburan. Prosedur umum untuk peleburan pengecoran dapat meliputi:

1. Bersihkan tungku dan buang sampah yang berat.

2. Isi ulang paduan dan suhu yang benar.

3. Terapkan fluks penutup jika memegang dalam waktu lama.

4. Terapkan fluks pemurnian atau agen degassing sebelum transfer.

5. Jalankan siklus degassing dengan degasser putar gas inert jika tersedia.

6. Singkirkan sampah yang terkonsolidasi; lakukan sentuhan fluks akhir jika perlu.

7. Tuang dengan transfer dan penyaringan sendok yang terkontrol.

Variabel utama yang mempengaruhi kinerja fluks meliputi suhu leleh, kandungan magnesium, konsentrasi logam alkali, waktu diam, dan intensitas pengadukan mekanis. Menggabungkan penggunaan fluks dengan degassing rotari sering kali memberikan kontrol hidrogen terbaik, sementara degassing hanya fluks memiliki peran ketika sistem rotari tidak dapat digunakan.

Tabel kinerja komparatif dan kriteria pemilihan

Pemilihan harus mempertimbangkan keluarga paduan, keberadaan magnesium, suhu penahanan, risiko kontaminasi skrap, dan batasan peraturan atau ventilasi di tempat kerja.

Pertimbangan keamanan, penyimpanan, lingkungan, dan peraturan

Fluks yang berbahan dasar klorida dan fluorida menimbulkan bahaya khusus: menghirup debu, asap reaktif pada suhu, dan potensi pembentukan aluminium halida yang mudah menguap. Kontrol yang tepat meliputi:

• Simpan produk dalam kemasan asli yang tersegel untuk mencegah masuknya kelembapan. Kelembaban dapat menyebabkan reaksi yang kuat saat bersentuhan dengan logam cair.

• Gunakan ventilasi pembuangan lokal di dekat stasiun peleburan dan degassing.

• Alat pelindung diri harus mencakup sarung tangan tahan panas, pelindung wajah, pelindung pendengaran, pakaian kedap air, dan pelindung pernapasan jika terdapat debu atau asap. Lihat tabel APD terperinci di bawah ini.

• Kumpulkan dan kelola residu padat dan sampah sesuai dengan peraturan lingkungan; sampah yang sarat fluks mungkin memerlukan penanganan khusus karena kandungan garamnya.

Kendala peraturan dapat membatasi penggunaan fluorida atau klorida tertentu di beberapa yurisdiksi. Jika terdapat risiko regulasi, pilihlah alternatif bebas Na atau rendah fluorida dan bacalah Lembar Data Keselamatan produk.

Pemecahan masalah praktis dan resep proses

Masalah: Porositas hidrogen yang persisten dalam coran

• Periksa kebersihan lelehan dan sumber kelembapan.

• Pastikan waktu tinggal fluks pemurnian cukup lama dan degassing gas inert digunakan. Degassing gas menggunakan unit rotari adalah teknik penghilangan hidrogen dalam jumlah besar yang paling efisien dan harus diterapkan jika hidrogen merupakan masalah utama.

• Verifikasi bahwa bahan kimia fluks kompatibel dengan level Mg dalam paduan.

Masalah: Kehilangan logam berat menjadi terak selama skimming

• Gunakan fluks penghilang karat yang menurunkan tegangan permukaan dan meningkatkan koherensi terak.

• Skim hanya jika terak yang dihasilkan koheren dan lebih tebal; skimming prematur akan menjebak logam.

Masalah: Sampah putih yang terbentuk kembali dengan cepat setelah melakukan skimming

• Periksa suhu penampungan dan masuknya oksigen.

• Terapkan fluks penutup selama penahanan yang lama untuk mengurangi oksidasi ulang.

Tabel ringkasan data

Tabel 1: Kelas komponen umum dan peran fungsionalnya

Tabel 2: Rentang dosis dan suhu referensi (tipikal industri)

Catatan: ini hanya bersifat indikatif. Selalu ikuti petunjuk dari produsen.

Tabel 3: Daftar periksa APD dan penanganan

Pertanyaan yang sering diajukan

1. Apa perbedaan antara fluks pemurnian dan agen degassing?
   Fluks pemurnian menggabungkan fungsi: mereka membantu menghilangkan hidrogen, menggumpalkan oksida, dan mengkondisikan permukaan lelehan. Agen degassing difokuskan pada mekanisme penghilangan hidrogen yang mendorong pembentukan gelembung dan transportasi hidrogen. Menggunakan kedua metode ini secara bersamaan sering kali memberikan hasil terbaik.

2. Dapatkah penggunaan fluks menggantikan rotary degassing?
   Tidak sepenuhnya. Gelembung gas melalui degasser putar lebih efektif untuk menghilangkan hidrogen dalam jumlah besar. Degassing dengan bantuan fluks dapat melengkapi degassing putar atau berfungsi ketika peralatan tidak tersedia.

3. Apakah fluks kompatibel dengan paduan yang mengandung magnesium?
   Beberapa fluorida dan garam reaktif dapat berinteraksi dengan magnesium. Untuk paduan yang mengandung Mg, pilih formulasi yang ditentukan untuk kelompok paduan tersebut dan ikuti panduan pemasok untuk menghindari reaksi yang merugikan.

4. Bagaimana cara memilih antara fluks penutup dan fluks penghilang?
   Pilih fluks penutup untuk perlindungan selama penahanan dan pengangkutan; pilih fluks penghilang kotoran ketika konsolidasi dan pembuangan sampah yang cepat diperlukan selama persiapan lelehan.

5. Apakah fluks menciptakan kewajiban lingkungan?
   Sampah yang sarat fluks mengandung garam halida. Pengelolaan sampah yang tepat dan mengikuti peraturan pembuangan setempat dapat mengurangi risiko lingkungan. Pertimbangkan formulasi rendah fluorida di mana aturan pembuangannya ketat.

6. Berapa waktu tunggu yang biasa terjadi setelah menambahkan fluks pemurnian?
   Waktu diam bervariasi menurut formulasi dan beban hidrogen. Praktik industri sering kali menggunakan beberapa menit waktu diam, diikuti dengan pengadukan lembut dan skimming. Rekomendasi produsen harus diikuti.

7. Dapatkah fluks dicampur terlebih dahulu ke dalam skrap untuk mengurangi timbulan sampah?
   Sisa pelapisan awal jarang terjadi. Fluks bekerja paling baik ketika diterapkan pada rendaman cair karena membutuhkan kontak cair untuk bereaksi. Pra-pencampuran dapat menyebabkan bahaya penanganan.

8. Bagaimana seharusnya fluks disimpan?
   Jaga agar tetap kering dan tertutup rapat, simpan di tempat yang sejuk, hindari kelembaban. Penyerapan kelembapan menyebabkan penggumpalan dan berisiko menimbulkan reaksi berbahaya jika bersentuhan dengan logam cair.

9. Mengapa beberapa fluks membentuk asap ketika ditambahkan?
   Komponen reaktif dapat menguap atau bereaksi secara eksotermis, menghasilkan asap. Ventilasi yang memadai dan dosis yang tepat dapat mengurangi paparan.

10. Berapa banyak kehilangan logam yang terjadi pada sampah saat menggunakan fluks?
    Fluks deslagging yang diterapkan dengan baik akan mengurangi masuknya logam, sehingga menurunkan kehilangan logam, tetapi jumlah pastinya tergantung pada paduan, teknik operator, dan waktu skimming.

Referensi dan catatan untuk bacaan lebih lanjut

Referensi utama yang digunakan untuk mendukung klaim utama dalam artikel ini meliputi catatan teknis industri dan ulasan yang ditinjau oleh rekan sejawat mengenai fluks garam dan degassing untuk paduan aluminium. Karya-karya yang dipilih termasuk tinjauan MDPI baru-baru ini tentang fluks garam padat untuk pemrosesan aluminium, artikel NCBI/PMC tentang strategi desain fluks, dokumen teknis industri tentang fluks degassing, dan panduan pengecoran praktis tentang degassing dan fluks. Referensi-referensi ini membantu membentuk rekomendasi mengenai mekanisme fluks, tren komposisi, dan peran metode degassing gabungan.