Fluxo para fundição de alumínio

Utilizar o direito fluxo para fundição de alumínio reduz drasticamente as impurezas, aumenta as taxas de recuperação de metal e melhora o acabamento da superfície; a seleção correta, a secagem minuciosa, a aplicação cuidadosa e a combinação com a desgaseificação e a filtragem de cerâmica produzem os melhores resultados, enquanto os procedimentos de segurança rigorosos evitam reacções perigosas.

Porque é que o fluxo é importante na fundição de alumínio?

Os produtos de fluxo para fundição de alumínio desempenham três funções principais: eles reúnem óxidos e inclusões na superfície do metal fundido para facilitar a remoção, protegem a superfície do metal fundido durante o carregamento e vazamento e podem melhorar o comportamento do fluxo em algumas operações. Os fluxos não substituem a remoção adequada do gás de fusão por purga com gás inerte; em vez disso, funcionam em conjunto com a desgaseificação e a filtração para produzir peças fundidas de baixa porosidade e alta integridade.

Principais categorias de fluxos de alumínio e o que cada um faz

A prática da indústria agrupa os fluxos de alumínio de acordo com a sua função principal. Abaixo estão as categorias comuns e breves notas sobre quando usar cada uma delas.

Fluxo de escória

Utilizado para recolher e aglomerar óxidos e inclusões não metálicas à superfície da massa fundida, para que os operadores as possam retirar. Esta categoria é comum em operações de cadinho, reverberação e forno de espera.

Fluxo de cobertura (cobertura)

Forma uma camada protetora na parte superior da massa fundida, reduzindo a re-oxidação durante o carregamento e o manuseamento. Útil durante períodos de retenção prolongados ou quando se adiciona matéria-prima fria que, de outra forma, geraria óxido.

Fluxo de limpeza e desgaseificação

Formulado para ajudar a capturar gases dissolvidos e óxidos arrastados. Estes são frequentemente utilizados em conjunto com a purga de gás inerte. Note-se que em muitas situações de fundição de precisão, a purga de gás (árgon ou nitrogénio) é o passo primário de desgaseificação.

Fluxos de modificação do grão e de modificação do silício

Sais específicos e aditivos químicos que influenciam a estrutura do grão ou a morfologia do silício em determinadas ligas. Trata-se de um nicho que exige um controlo rigoroso do processo.

Quadro: categorias de fluxos, composição típica, função principal, utilização recomendada

Como funciona o fluxo no alumínio fundido

Os componentes do fluxo são tipicamente sais de halogenetos que fundem perto da temperatura de fundição ou reagem para formar fases de baixa densidade que flutuam à superfície. Quando introduzidos na massa fundida, os grânulos de fluxo molham os fragmentos de óxido, combinam-se com os contaminantes e promovem a aglomeração. A escória aglomerada flutua ou assenta para que os operadores a possam remover. Muitas formulações modernas têm como objetivo minimizar os fumos nocivos, mantendo a eficiência de remoção elevada.

Nota técnica importante: as partículas de fluxo que contêm humidade ou ligantes voláteis podem causar uma rápida vaporização quando adicionadas ao metal fundido, produzindo salpicos explosivos. A secagem e o pré-aquecimento completos do fluxo e dos cestos evitam reacções violentas.

Quadro: lista de controlo de manuseamento seguro do fluxo de alumínio

Selecionar o fluxo certo: cinco factores de decisão

1. Tipo de liga: alguns produtos químicos de fluxo são adequados a determinadas ligas de alumínio; verificar as orientações do fornecedor.

2. Etapa do processo visada: escolher o fluxo de escória para o controlo das impurezas a granel, o fluxo de cobertura para proteção durante as fixações e o fluxo de desgaseificação para a desgaseificação emparelhada.

3. Perfil ambiental e de fumos: As misturas com baixo teor de fumo ou de fluoreto podem reduzir a exposição do operador e as emissões. O desenvolvimento recente de produtos dá prioridade a esta caraterística.

4. Método de aplicação: A desnatação manual, a unidade de dosagem de fluxo ou a injeção requerem fluxo em diferentes formas físicas (granulado, pó, pasta).

5. Regulamentação e segurança no local de trabalho: as regras locais podem restringir determinados teores de flúor; confirmar sempre com a FDS do fornecedor.

Quadro: marcas de fluxos comerciais comuns e comparação

Nota: a seleção do produto deve basear-se nos dados técnicos do fornecedor e na análise da FDS para confirmar a composição e a utilização recomendada.

Técnicas de aplicação: passos práticos que interessam

Pré-secagem e pré-aquecimento

Secar sempre o fluxo no forno de forma controlada antes de o utilizar. O pré-aquecimento evita que a água retida se transforme em vapor e provoque a ejeção violenta do metal. Os cestos ou conchas pré-aquecidos reduzem o choque e a formação de fumos.

Escumação e desnatação manual

Após a adição do fluxo, dar tempo para a aglomeração e estabilização da superfície. Utilizar ferramentas de escuma de cabo longo para remover a camada de escória. Manter os operadores afastados e utilizar proteção.

Unidades de dosagem de fluxo e métodos de injeção

A dosagem ou injeção automática de fluxo pode reduzir a exposição do operador e melhorar a repetibilidade. Quando utilizar a injeção, faça corresponder o tamanho das partículas e a fórmula do fluxo ao equipamento de injeção para evitar o entupimento dos bicos.

Emparelhamento do fluxo com desgaseificação e filtração

Os melhores resultados ocorrem quando a fluxagem é combinada com purga de gás inerte e filtros de espuma de cerâmica. A purga de gás remove o hidrogénio dissolvido, enquanto a fluxagem limpa os óxidos e as inclusões à superfície. Os filtros de cerâmica retêm as partículas não metálicas durante o vazamento.

Quadro: defeitos típicos, causa raiz provável, ação corretiva

Segurança e ambiente - riscos, controlos, regulamentação

O alumínio fundido mais água ou humidade no fundente pode criar salpicos violentos e explosões de vapor; os operadores devem assumir que qualquer produto de fundente pode emitir fumos perigosos quando aquecido. Os controlos de engenharia incluem o pré-aquecimento do fluxo, a ventilação de exaustão local, a captura de fumos e a manutenção de um armazenamento seco. O EPI deve incluir proteção facial, vestuário resistente ao calor e respiradores quando os níveis de fumos são incertos.

As pressões ambientais e de exposição profissional estão a impulsionar o desenvolvimento de misturas de fluxos de baixo fumo que reduzem os fluoretos e as espécies difíceis de capturar. Verifique as regras de emissões locais e a FDS do fornecedor antes de se comprometer com a utilização em grande escala.

Avanços científicos e alternativas

A investigação recente procura fórmulas de fluxos que melhorem a molhagem da alumina, reduzam o ângulo de contacto com os óxidos e aumentem a flotação das impurezas, reduzindo simultaneamente as emissões nocivas. A conceção da química do fluxo com componentes de superfície ativa pode melhorar a captura de óxidos sem aumentar a carga de flúor. Entretanto, as abordagens hidrodinâmicas, como a melhoria da injeção de gás inerte e a otimização da conceção da panela, são vias alternativas para uma melhor qualidade da fusão.

Estudo de caso: Cliente iraniano que utiliza placas filtrantes cerâmicas ADtech com otimização do fluxo

Antecedentes

Uma empresa de reciclagem de alumínio secundário no Irão operava com matéria-prima de sucata pesada e com escórias superficiais frequentes, levando a perdas de material e defeitos de acabamento. A fábrica tinha práticas básicas de fluxagem, mas carecia de filtragem de cerâmica e secagem consistente do fluxo. A ADtech forneceu placas de filtragem de espuma cerâmica adaptada à configuração do vazamento em panela e recomendou uma abordagem integrada: pré-secagem do fluxo, dosagem controlada do fluxo, emparelhamento com um filtro de cerâmica fina na porta de escoamento e formação do operador.

Etapas da intervenção

1. Placas de filtro cerâmico ADtech foram instaladas no sistema de gating para reter inclusões não metálicas durante o vazamento.

2. O fluxo foi mudado para uma granulometria mais adequada ao equipamento de injeção e depois seco no forno antes de ser utilizado.

3. Os operadores foram treinados em dosagem de fluxo, tempo de permanência e técnica de escumação, além de prática básica de desgaseificação usando purga de lança rotativa.

Resultados e observações práticas

O cliente relatou derramamentos visivelmente mais limpos, redução do volume de escuma na superfície e menos retrabalhos de acabamento em peças fundidas. Os filtros cerâmicos capturaram inclusões suspensas que o fluxo por si só não removia. A confiança dos operadores aumentou quando seguiram o novo protocolo de secagem e dosagem do fluxo. O resultado evidencia que a filtragem e a aplicação correta do fluxo produzem uma melhor qualidade do que a aplicação do fluxo por si só.

Lista de controlo prática para os operadores de fundição que pretendem um desempenho consistente do fluxo

• Ler a ficha de dados de segurança do fornecedor antes da primeira utilização.

• Armazenar o fluxo em recipientes fechados numa área seca.

• Secar o fluxo no forno antes de o utilizar; documentar o tempo e a temperatura de secagem do lote.

• Pré-aquecer os cestos de escumação e as conchas.

• Para obter melhores resultados, combine o fluxo com a purga de gás inerte e a filtragem de cerâmica.

• Monitorizar os fumos e instalar um sistema de exaustão local perto da zona de refinação.

Perguntas mais frequentes

1. O que é o fluxo para fundição de alumínio e porque é utilizado?
   O fluxo é uma mistura formulada de sais e aditivos introduzida no alumínio fundido para se combinar com óxidos e impurezas, que depois se aglomeram para serem removidos. O fluxo reduz o desperdício e melhora o rendimento quando utilizado corretamente.

2. O fluxo removerá o hidrogénio dissolvido para evitar a porosidade?
   O fluxo ajuda a recolher os óxidos superficiais e as inclusões suspensas; a remoção do hidrogénio dissolvido requer normalmente a purga com gás inerte. Utilize ambas as técnicas para obter melhores resultados.

3. Como é que o fluxo deve ser armazenado e preparado?
   Manter o fluxo seco em recipientes fechados, secar no forno antes de utilizar e pré-aquecer as ferramentas de manuseamento. A humidade no fluxo pode causar salpicos perigosos.

4. Posso utilizar sal de mesa ou produtos químicos domésticos como fundentes?
   As misturas de fluxos comerciais são concebidas para um comportamento de fusão e segurança específicos. Os sais domésticos não possuem a química completa necessária e podem aumentar os defeitos ou as emissões. Utilize produtos de qualidade para fundição.

5. Existem opções de fluxo com baixo teor de fumo?
   Sim. Os fornecedores oferecem agora fórmulas com baixo teor de flúor e baixo teor de fumo que reduzem as emissões e a exposição do operador. Verificar através da FDS e dos testes do fornecedor.

6. Quanto tempo devo esperar depois de adicionar o fundente antes de escumar?
   Dar tempo para que o fluxo molhe e aglomere os óxidos; o tempo de espera típico depende da temperatura de fusão e do tipo de fluxo. Seguir as recomendações do fornecedor e monitorizar a superfície.

7. O fluxing pode substituir a filtração?
   Não. A fluxagem e a filtração realizam tarefas de remoção diferentes. Os filtros cerâmicos retêm as inclusões durante o vazamento; a fluxagem trata a superfície da fusão e ajuda a gerir as impurezas. Utilize ambos para obter a melhor qualidade.

8. O fluxo é seguro para utilização em pequenas lojas ou em fundição por hobby?
   O fluxo pode ser utilizado em segurança com uma secagem adequada, EPI, ventilação e controlo do processo. Nunca adicione fluxo húmido ao metal fundido; siga as regras básicas de segurança da fundição.

9. Como é que escolho um fundente para fusão de sucata pesada?
   Escolha fluxos de escória com forte ação de flotação e combine-os com uma escumação robusta. Considerar opções de baixa emissão de fumos se as emissões forem uma preocupação. Testar pequenos lotes antes da implementação total.

10. Quais são os sinais de que o fluxo causou problemas no meu casting?
    Verificar a existência de porosidade sub-superficial perto da pele, fumos invulgares ou aumento de inclusões. Verificar novamente a secura do fluxo, a composição e o método de dosagem se estes aparecerem.

Referência rápida da lista de verificação operacional final para utilização quotidiana

• Leia a FDS do fornecedor sempre que mudar de tipo de fluxo.

• Secar o fluxo antes de cada utilização.

• Utilizar filtros durante os derrames.

• Combinar o fluxo com a desgaseificação de gás inerte quando a porosidade é uma preocupação.

• Acompanhar o desempenho da mistura de resíduos e do fluxo; manter registos simples que liguem o lote de fluxo aos resultados do vazamento.