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알루미늄을 녹이기 위해 플럭스가 필요합니까?

시간:2026-01-29

물리적으로 플럭스 없이 알루미늄을 녹이는 것은 가능하지만, 산업용 주조 환경에서 그렇게 하는 것은 작업상 위험하고 제품 품질에 해를 끼칩니다. 플럭스 또는 이에 상응하는 정화 기술(회전식 탈기 및 여과 등)이 없으면 용융된 알루미늄은 빠르게 산화되어 다음과 같은 두꺼운 피막이 형성됩니다. 알루미늄 산화물(드로스) 대기 중 수소를 흡수합니다. 이는 다공성, 기계적 고장, 과도한 금속 손실로 이어집니다. 그러나 현대의 파운드리는 점점 더 화학적 플럭스에 대한 의존도를 낮추고 대신 다음을 선택하고 있습니다. 애드테크의 첨단 물리적 정화 장비-특히 회전식 가스 제거 장치와 세라믹 폼 필터를 사용하여 환경에 미치는 영향을 줄이면서 탁월한 청결도를 달성합니다.

플럭스가 존재하는 이유: 핵심 기능

플럭스는 알루미늄을 녹이고 정제하는 데 있어 몇 가지 뚜렷한 역할을 수행합니다:

  1. 표면 보호: 부유 염층은 용융 금속을 대기 중 산소 및 수분으로부터 분리하여 추가 산화물 형성 및 수소 흡수를 제한합니다.

  2. 산화물 제거: 플럭스는 알루미늄 산화물(알루미나) 및 기타 비금속 함유물을 적셔 흡수하거나 캡슐화하여 액체 금속에서 분리되어 드로스로 제거할 수 있습니다.

  3. 수소 제어: 일부 플럭스는 용해된 수소가 플럭스 층으로 빠져나가거나 비금속 상에 갇히는 데 도움이 되는 채널이나 화학적 환경을 만들어 가스 제거를 지원합니다.

  4. 수익률 향상: 플럭스는 드로스의 금속 혼입을 줄이고 반응성 합금 원소의 방화 연소를 방지하여 회수 금속 비율을 높일 수 있습니다.

  5. 벽 및 드로스 제어: 특정 플럭스는 용광로나 래들 벽에 쌓이는 것을 제한하고 드로스를 더 안전하고 깨끗하게 처리할 수 있습니다.

탈기 및 슬래그 제거용 입상 플럭스 프랑스산 알루미늄
탈기 및 슬래그 제거용 입상 플럭스 프랑스산 알루미늄

플럭스가 권장되는 경우와 건너뛸 수 있는 경우

추천

  • 혼합 스크랩 재활용 페인트, 플라스틱 또는 알 수 없는 오염 물질이 묻어 있을 수 있습니다.

  • 마그네슘 또는 아연이 함유된 합금 산화 및 증기 손실이 중요한 곳입니다.

  • 대형 산업용 용융물 수율, 포함 제어 및 화학적 무결성이 우선시되는 곳입니다.

  • 다공성 허용 오차가 낮은 주물을 준비하는 경우, 다운스트림 가공 또는 구조적 무결성이 중요한 경우.

  • 용광로 분위기 또는 충전 처리 상태가 좋지 않은 경우, 플럭스는 추가 오염을 방지하여 보정합니다.

자주 건너뛰는 항목

  • 작은 취미가 녹아내립니다 깨끗하게 다듬은 주물이나 캔을 사용하여 빠르게 녹여 붓습니다. 많은 애호가들이 잔여물, 지저분함, 습기 갇힘의 위험 때문에 플럭스를 피합니다.

  • 효과적인 불활성 가스 탈기 시스템을 갖춘 경우 전하가 깨끗하고 합금 성분이 안정적입니다.

  • 공정에서 사전 세척된 잉곳과 엄격한 공정 제어를 사용하는 경우 를 사용하여 드로스 형성과 수소 흡수를 줄입니다.

입자성 플럭스
입자성 플럭스

용융 알루미늄의 야금학 및 산화물 문제

플럭스의 필요성을 이해하려면 먼저 액체 상태에서의 알루미늄의 거동을 파악해야 합니다. 알루미늄은 반응성이 매우 높습니다. 산소와 접촉하면 즉시 알루미늄 산화물(Al2O3). 이 층은 고체 알루미늄을 부식으로부터 보호하지만, 용융 상태에서는 오염 물질이 됩니다.

알루미늄이 녹으면 세 가지 주요 유해한 현상이 발생합니다:

  1. 산화: 표면에 드로스(탈지물)가 형성되는 현상입니다.

  2. 수소 흡수: 액체 알루미늄은 공기 중의 수분과 반응합니다(2Al+3H2O→Al2O3+6H)를 흡수하여 응고 시 다공성을 유발하는 수소를 흡수합니다.

  3. 인클루전 형성: 산화물과 용광로 내화물이 용융물 안에 갇히게 됩니다.

기존의 화학 플럭스는 수십 년 동안 유일한 해결책이었습니다. 용융물의 표면 장력을 변화시켜 산화에 대한 장벽을 만들고 산화물과 화학적으로 반응하여 순수한 금속에서 분리하는 방식으로 작동합니다.

플럭싱 에이전트의 메커니즘 이해

플럭스는 일반적으로 염화물과 불소(NaCl, KCl, CaF2). 이들의 작동은 산화물 내포물을 적시고 용융물에서 쉽게 분리되도록 설계된 특정 화학적 및 물리적 반응에 의존합니다.

알루미늄 플럭스
알루미늄 플럭스

알루미늄 플럭스의 세 가지 주요 기능

  • 커버링(보호): 용융 표면과 대기 사이에 물리적 장벽을 생성하여 산화를 방지합니다.

  • 드로싱(분리): 찌꺼기를 가열하는 발열 반응을 촉진하여 포획된 알루미늄 방울이 합쳐져 다시 수조로 배출되어 쉽게 훑어낼 수 있는 건조하고 가루 같은 재를 남깁니다.

  • 정제(청소): 칼슘이나 마그네슘과 같은 용해된 불순물과 반응하여 부유하는 비금속 이물질을 제거하는 데 도움이 됩니다.

표 1: 플럭스 유형과 운영 목표의 비교 분석

플럭스 카테고리 화학 베이스 주요 기능 이상적인 애플리케이션 애드테크 대안
커버 플럭스 NaCl, KCl 보관 중 산화를 방지합니다. 울림이 있는 용광로, 긴 홀드 시간. 세탁 및 커버: 밀폐형 전송으로 공기 접촉을 최소화합니다.
드로싱 플럭스 발열 염 금속과 산화물 스킨을 분리합니다. 스키밍 작업, 드로스 복구. 핫 드로스 처리: 기계적 분리를 통해 소금 사용량을 줄일 수 있습니다.
청소 플럭스 불소/염화물 내포물과 수소를 제거합니다. 고품질 캐스팅(항공우주/자동차). 회전식 가스 제거 장치: 불활성 가스를 사용하여 H2를 물리적으로 제거합니다.
벽 청소 플럭스 산화제 벽에 쌓인 커런덤을 제거합니다. 퍼니스 유지 관리. 없음: 여기에서도 여전히 화학적 유지 관리가 필요합니다.

용융물에서 플럭스가 작동하는 방식: 메커니즘 요약

  • 습윤 및 캡슐화플럭스 성분은 표면 장력을 낮추고 알루미나 입자를 우선적으로 젖게 합니다. 이로 인해 산화물은 용융 알루미늄에서 분리되어 플럭스에 우선적으로 결합하게 됩니다.

  • 밀도 기반 분리플럭스 혼합물은 액체 알루미늄보다 밀도가 낮도록 제조되어 플럭스와 내장된 내포물이 표면으로 떠올라 제거될 수 있습니다.

  • 장벽 형성용융 시 플럭스가 연속적인 막으로 퍼져 용융물과 공기 사이의 직접적인 접촉을 줄여 산화 및 수소 흡수를 제한합니다.

  • 화학 반응불소 또는 기타 활성 성분은 특정 산화물과 화학적으로 상호 작용하거나 얇은 산화막을 용해하여 제거를 용이하게 합니다.

플럭스를 사용하는 산업 워크플로: 일반적인 프로세스 단계

  1. 충전 준비큰 오염 물질을 청소하고 합금을 분류합니다.

  2. 녹는금속을 과열 대상에 가져옵니다.

  3. 커버 신청커버 솔트를 추가하여 표면 보호막을 형성합니다. 타이밍이 중요합니다.

  4. 정제/드로싱정제 플럭스를 추가하고 내포물이 포착되고 드로스가 상승할 때까지 시간을 허용합니다.

  5. 가스 제거불활성 가스 로터리, 랜스 주입 또는 플럭스 보조 가스 제거를 사용하여 플럭스와 함께 수행하는 경우가 많습니다.

  6. 스키밍 및 탭핑플럭스-드로스 층을 제거한 다음 붓습니다.

  7. 청소주조 부품에서 플럭스 잔여물을 제거하거나 필요한 경우 스텝을 청소합니다.

대안 및 보완 방법

불활성 가스 탈기(로터리 및 랜스)

  • 작동 방식불활성 가스(아르곤, 질소 또는 혼합물)가 로터 또는 랜스를 통해 용융물에 분산됩니다. 캐비테이션과 버블 표면은 수소가 빠져나갈 수 있는 장소를 제공합니다.

  • 장점는 소금 잔류물을 추가하지 않고도 매우 낮은 수소 함량을 달성할 수 있습니다.

  • 단점자본 비용, 로터 마모, 가스 비용. 최상의 결과를 위해 종종 플럭스와 결합합니다.

초음파 가스 제거

  • 작동 방식초음파 진동이 캐비테이션과 기포 형성을 유도하여 수소와 내포물이 이동하는 것을 돕습니다.

  • 장점청결도 향상 및 다공성 감소를 약속합니다.

  • 단점아직 개발 중, 장비 통합 및 반복성 문제.

빠른 용융 및 제어된 분위기

  • 접근 방식용융 금속이 대기에 노출되는 시간을 최소화하고 용광로 환경을 제어합니다. 깨끗한 충전 재료와 잘 작동하며 소규모 작업에서 종종 실행 가능합니다.

기계적 드로싱 및 스키밍

  • 접근 방식: 스컴과 드로스 층을 물리적으로 제거합니다. 사전 세척된 금속 또는 플럭스를 사용하여 통합된 스컴을 형성한 후 가장 잘 작동합니다.

선택 기준: 플럭스 선택 방법

이러한 변수를 고려하여 플럭스를 선택합니다:

  • 합금 구성마그네슘, 아연, 실리콘 또는 기타 반응성 원소의 존재 여부는 플럭스 화학이 안전하고 효과적인지에 영향을 미칩니다.

  • 충전 청결도더러운 스크랩일수록 더 적극적인 플럭싱이 필요합니다.

  • 목표 품질다공성이 낮은 구조용 주물은 더욱 세심한 정제가 필요하며 가스 제거를 병행해야 할 수도 있습니다.

  • 처리 방법도가니와 피트, 로터리 퍼니스는 각각 플럭스와 다르게 상호작용합니다.

  • 규제 및 환경 제한불소 및 일부 할로겐화물에는 폐기 및 작업장 제한이 있습니다.

  • 잔류 허용 가능성플럭스를 사용하는 경우 염분 잔여물이 없어야 하는 다운스트림 부품을 추가로 세척해야 합니다.

  • 비용 및 수익률 목표: 플럭스 비용과 회수된 금속 비율 개선을 비교합니다.

안전, 취급, 보관 및 환경 관련 참고 사항

  • 흡습성많은 염 플럭스는 수분을 흡수하며, 습식 플럭스는 용융 금속에 첨가하면 증기와 심한 다공성을 생성합니다. 플럭스를 건조하고 밀봉하여 보관하세요.

  • 독성 가스 및 연기일부 플럭스 성분은 가열 시 유해한 연기를 방출하므로 국소 배기 및 연기 포집이 필수적입니다.

  • 피부 및 눈 보호플럭스 먼지나 녹은 물방울은 화상이나 자극을 유발할 수 있으므로 PPE를 착용하세요.

  • 폐기플럭스와 혼합된 드로스는 할로겐화물 또는 불소 함량으로 인해 특별한 처리가 필요할 수 있습니다. 현지 규정을 따르세요.

  • 호환성일부 플럭스는 내화 라이닝 또는 도가니 재료와 반응하므로 사용 중인 퍼니스 시스템과의 호환성을 확인합니다.

ADtech 플럭스로 처리된 건식 드로스를 스키밍하는 작업자
ADtech 플럭스로 처리된 건식 드로스를 스키밍하는 작업자

일반적인 문제 해결

문제: 플럭스 사용 후 다공성 증가

  • 일반적인 원인습식 플럭스(플럭스 내 수분), 과도한 플럭스로 인해 염분이 혼입되거나 용융 온도가 너무 낮을 때 추가된 플럭스.

  • 수정 사항플럭스를 적절히 건조하고, 제조업체에서 권장하는 경우 플럭스를 잉곳에 미리 녹여 권장 온도에서 플럭스를 추가하고, 수소가 여전히 높은 경우 가스 제거와 결합합니다.

문제: 주물의 플럭스 잔류물

  • 원인부적절한 스키밍, 잘못된 플럭스 선택 또는 게이트 시스템으로 유입되는 플럭스.

  • 수정 사항플럭스 양을 줄이고, 플럭스가 떠서 표면에 남도록 하며, 여과를 사용하고, 스키밍 시간을 늘립니다.

문제: 수율 저하 또는 금속 손실

  • 원인금속을 녹이는 지나치게 공격적인 스키밍 또는 플럭스.

  • 수정 사항적절한 밀도와 융점을 가진 플럭스를 선택하고, 작업자에게 스키밍 기술을 교육하고, 소량의 배치를 테스트합니다.

조달 체크리스트 및 사양 템플릿

플럭스를 구매할 때 공급업체에 다음 데이터를 요청하세요:

  • 성분 분석(주요 염류, 불소 비율).

  • 녹는 범위 및 권장 사용 온도.

  • 용융 알루미늄 대비 밀도입니다.

  • 용융물 톤당 또는 용융물 kg당 권장 투여량.

  • 수분 함량 및 권장 보관 조건.

  • MSDS 및 CE/ROHS 또는 지역 규정 준수 문서.

  • 권장 적용 방법 및 안전 관리.

  • 공급업체 시험에서 얻은 일반적인 부품 수율 개선 지표.

빠른 참조 표

표 1. 플럭스 범주와 주요 용도 비교

플럭스 카테고리 주요 기능 일반적인 화학
커버 소금 표면이 산화되지 않도록 보호 NaCl-KCl 혼합물, 작은 불소 가능
플럭스 정제 산화물 및 내포물 캡처 염화물 + 불소 혼합물, 붕산염
드로싱 플럭스 훑어볼 수 있는 스크랩 장려 저융점 염화물
벽 청소 플럭스 내화성 축적물 제거 보다 공격적인 할로겐화물 블렌드
브레이징 플럭스 결합을 위한 브레이크 산화물 불소, 할로겐화물, 유기 차량

(출처: 기술 파운드리 기사 및 재료 과학 리뷰).

표 2. 장단점: 플럭스와 불활성 가스 탈기체 비교

방법 장점 단점
플럭스 표면 보호, 산화물 포집, 수율 증가 가능 잔류물; 습기 위험; 폐기 문제
불활성 가스 탈기 소금 잔류물 없음; 효과적인 수소 제거 더 높은 자본 비용, 가스 비용, 장비 유지보수.
결합 다양한 합금에 대한 최고의 전반적인 용융 품질 가장 높은 복잡성과 비용

(출처: 파운드리 실무 가이드 및 방법 비교).

표 3. 일반적인 소금 성분 및 거친 용융 거동

구성 요소 녹는점(°C) 역할
NaCl 801 커버 소금의 주요 부분
KCl 770 NaCl과 혼합하면 녹는점이 낮아집니다.
NaF 993 습윤성 개선, 일부 블렌드의 활성 성분 함유
KAlF4(불화 알루미늄 칼륨) ~400-500(복합 동작) 플럭스 성능 수정자

(참고: 혼합물은 개별 염보다 녹는점이 낮은 유텍틱을 생성합니다.)

알루미늄 용융 및 정제 플럭스: 기술 FAQ

1. 취미로 캔을 녹일 때 플럭스가 필요한가요?
그렇지 않은 경우가 많습니다. 캔이 깨끗하고 빠르게 녹는다면 많은 애호가들이 비용을 절약하기 위해 플럭스를 생략합니다. 하지만 그 대가는 다음과 같습니다. 더 높은 드로스 형성 금속 수율이 약간 낮아집니다. 소량의 드로싱 플럭스를 사용하면 페인트와 플라스틱 잔여물에서 알루미늄을 더 효과적으로 분리할 수 있습니다.
2. 플럭스가 용융물에서 수소를 제거하나요?
플럭스는 산화막을 파괴하여 수소 제거에 도움이 될 수 있지만 일반적으로 불활성 가스 탈기보다 덜 직접적. 고품질 주물의 경우, 세척 플럭스와 전용 가스 제거 단계(예: 회전식 또는 정제 가스 제거)를 결합하면 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
3. 플럭스에 수분이 포함되어 있으면 어떻게 되나요?
습기는 위험합니다. 용융 금속과 접촉하면 격렬하게 기화하여 잠재적으로 튀거나 용융물에 수소가 유입되어 심각한 다공성을 유발할 수 있습니다. 플럭스는 항상 건조하고 밀폐된 용기에 보관하세요.
4. 불소 함유 플럭스는 위험한가요?
불소 염은 효과적이지만 다음을 유발할 수 있습니다. 유해 가스. 적절한 작업장 환기 및 배출 제어가 필요합니다. 항상 공급업체의 물질안전보건자료(MSDS)를 확인하고 취급 시 현지 환경 규정을 준수하세요.
5. 플럭스가 내화로를 손상시킬 수 있나요?
예, 일부 공격적인 플럭스 화학 물질(특히 염분 함량이 높은 화학 물질)은 다음을 수행할 수 있습니다. 특정 내화성 물질 공격 시간이 지남에 따라. 용광로 라이닝과 플럭스 공급업체의 권장 사항 간의 호환성을 확인하여 조기 내화 불량을 방지하세요.
6. 플럭스가 의도한 합금 화학을 변경하나요?
적절하게 배합된 플럭스는 합금 화학을 크게 변화시키지 않아야 합니다. 그러나 오염되거나 잘못 사용된 플럭스는 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다. 원소 손실 또는 의도치 않은 픽업. 애드테크 플럭스는 일반적인 알루미늄 합금과 화학적으로 중성화되도록 설계되었습니다.
7. 용융물당 얼마나 많은 플럭스를 추가해야 하나요?
사용량은 플럭스 유형(커버링, 드로싱 또는 정제)과 충전 청결도에 따라 다릅니다. 일반적으로, 중량 기준 0.1% ~ 0.5% 의 용융물이 염을 덮는 데 사용됩니다. 항상 공급업체에서 제공한 구체적인 투여량 가이드를 따르세요.
8. 플럭스는 다이캐스팅 및 영구 금형과 호환되나요?
플럭스 잔류물은 다음을 유발할 수 있습니다. 표면 결함 또는 금형 부식 금속 표면에서 제대로 스키밍되지 않은 경우. 마감 처리 수준이 높거나 중요한 다이캐스팅 금형의 경우 금속이 금형에 들어가기 전에 효과적인 세척 절차가 마련되어 있는지 확인합니다.
9. 플럭스와 회전식 가스 제거 중 어느 것이 품질에 더 낫나요?
서로 다른 용도로 사용됩니다. 로터리 가스 제거 는 수소 제어에 탁월합니다. 플럭스 가 산화물 제거와 표면 보호에 더 좋습니다. 전문 파운드리 작업에서는 일반적으로 항공우주 또는 자동차 등급의 금속에 이 두 가지를 조합하여 사용합니다.
10. 플럭스가 효과적으로 작동하는지 테스트하려면 어떻게 해야 하나요?
추적 금속 회수율(수율) 의 농도를 검사합니다(“건조”하고 가루 상태여야 함). 고급 검증을 위해서는 정제 전후에 수소 함량(ppm)을 측정하거나 감압 테스트(RPT)를 사용하세요.

플럭스 사용을 준비하는 운영자를 위한 간단한 체크리스트

  • 플럭스가 건조하고 밀폐된 용기에 보관되었는지 확인합니다.

  • 용융물을 권장 온도 범위로 예열합니다.

  • 권장 용량을 사용하고 표면 또는 공급업체의 방법에 따라 플럭스를 부드럽게 추가합니다.

  • 플럭스가 반응하여 산화물을 수집할 수 있도록 체류 시간을 허용합니다.

  • 탭하기 전에 플럭스-크로스 층을 완전히 훑어냅니다.

  • 낮은 다공성이 필요한 경우, 플럭스 정제 후 또는 정제 중에 가스 제거를 수행합니다.

  • 지속적인 개선을 위한 문서 수율 및 캐스팅 품질.

최종 권장 사항(엔지니어 간)

  • 프로세스 목표로 시작하기허용 가능한 다공성, 화학적 충실도 및 수율 목표를 정의합니다.

  • 평가판 실행플럭스 유무에 관계없이 제어된 배치를 테스트하고, 수소 및 포함 수준을 측정하고, 금속 손실을 모니터링합니다.

  • 메서드 결합고품질 생산을 위해 플럭싱과 로터리/불활성 가스 탈기를 병행합니다. 이 하이브리드 접근 방식은 종종 청결도와 수율 사이에서 최상의 절충안을 도출합니다.

  • 수분 관리플럭스 관련 장애의 가장 큰 원인은 젖은 플럭스입니다. 필요한 경우 플럭스를 건조한 상태로 보관하고 컨디셔닝하세요.

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