Использование правильно подобранного хлоридного/фторидного рафинирующего флюса, нанесенного с соблюдением технологии, заметно снижает содержание водорода и уменьшает количество оксидных включений в расплавленном алюминии, улучшая качество поверхности отливки, механическую целостность и выход годного. В типичной литейной практике правильно подобранный флюс в сочетании с дегазацией снижает содержание водорода до уровня, близкого или ниже 0,1 мл/100 г алюминия, и сокращает количество дефектов, связанных с оксидами, на десятки процентов, если соблюдать правильную обработку и температурный контроль.

Почему это важно для алюминиевого литейного производства

Краткая версия: более чистый металл означает меньшее количество брака, меньший объем механической обработки, меньшее количество брака и более прочные компоненты. Рафинирующий флюс играет важную роль в достижении чистоты металла, удаляя растворенный газ, улавливая оксиды и способствуя образованию слоя отложений, который можно снимать. Современная химия флюса, правильная дозировка и подобранная техника нанесения - вот разница между обычным качеством и литьем высшего уровня.

Как на самом деле работает рафинирующий флюс

Флюсы для алюминиевых расплавов представляют собой смеси хлористых солей, фтористых солей и добавок, подобранных с учетом температуры плавления, смачиваемости и реакционной способности. При нанесении на расплавленный алюминий или введении в него флюс плавится, растекается, захватывает оксиды и образует более легкий слой шлака, который всплывает на поверхность. Некоторые флюсы выделяют реактивные вещества, которые помогают пузырькам газа переносить растворенный водород вверх. В результате снижается растворимость водорода, уменьшается количество включений и облегчается процесс обезжиривания.

Ключевые механизмы в работе

• Смачивание и адсорбция: флюс контактирует с оксидными пленками, уменьшает угол контакта, затем адсорбирует или растворяет фрагменты оксида.

• Транспортировка с помощью пузырьковПузырьки инертного газа или таблетки флюса образуют пузырьки; эти пузырьки прикрепляют включения и поднимают их вверх.

• Химическая реакцияНекоторые фтористые компоненты взаимодействуют с глиноземными пленками, ослабляя их, поэтому они удаляются из расплава.

Типичные составы флюсов

Во многих коммерческих флюсах используется базовая эвтектическая смесь хлорида калия и хлорида натрия с небольшими долями фторидов, которые снижают температуру плавления и улучшают взаимодействие с оксидами. Обычные добавки фтора включают фторид натрия и гексафторалюминат натрия. Процентное содержание варьируется в зависимости от рецептуры. Ниже приведена компактная таблица распространенных компонентов, используемых в литейных флюсах.

Таблица 1: Типичные диапазоны компонентов для рецептур флюсов для рафинирования

В исходных материалах приведены распространенные смеси, в том числе типичная для промышленной практики формула покровного флюса в 47,5% NaCl, 47,5% KCl, 5% фтористой соли.

Стандартный тип флюса для рафинирования

Тип	Функция	Область применения	Дозировка на тонну	Температура рафинирования
3RF	Дегазация и обесшламливание	Дегазация, обесшламливание и очистка расплавленного литейного алюминия и сплавов	1,5-2,5 кг	700- 740℃
6RF	Дегазация и обесшламливание, лучше, чем 3RF	Обработка кабельного стержня и сплава стержня точного литья	s1.0-1.5 кг	700- 740℃
9RF	Экологический, без C2Cl6	Рафинирование расплавленного сплава высокой чистоты и с высоким содержанием магния в печи	1,5-2,0 кг	700- 740℃
420RF	Тип дегазации	Рафинирование и очистка высокоточного алюминия, такого как A356.2 и ступица	1 .5-2. 5 кг	710 - 730℃
560RF	Не содержащие Na, дегазация и обесшламливание	Рафинирование и очистка алюминиевого сплава серии 5 и ступицы в печи	1. 5-2,0 кг	720 - 740℃
33SF	Дегазация и обесшламливание	Рафинирование и очистка преформы из двойной фольги Zero в печи	1. 5-2,0 кг	720 - 740℃
66SF	Дегазация и обесшламливание	Рафинирование и очистка алюминиевого сплава точным литьем в печи	1. 5-2,0 кг	720 - 740℃
120SF	Денатриевый и дикальциевый тип	Удаление микромасштабов Na、Ca、H、Li в расплавленном алюминии и сплаве в печи, рафинирование и эффективность очистки	1. 5-4,0 кг	735 - 745℃
220SF	Демагний	Удаление микромасштабов Mg в расплавленном алюминии и сплаве в печи, рафинирование и эффективность очистки	Можно удалить 1 кг Mg с помощью 5 кг 220SF	735 - 745℃

Упаковка Технические характеристики:

Артикул	Внутренняя упаковка	Картонная упаковка	Упаковка на поддонах	Специальная упаковка	Хранение и гарантия
Индекс	2-5 кг/мешок	25 кг/картон	1T／ паллет	В соответствии с требованиями	Хранится в сухом проветриваемом помещении в течение 6-12 месяцев

Инструкции:

Тип	Преимущества	Инструкции
3RF, 6RF, 9RF	1. Хорошая ликвидность, хорошая производительность при дегазации и деслаггировании 2. Превосходная очистка, малое загрязнение, малая дозировка, низкая стоимость 3. Постоянное использование эффективно предотвращает накопление оксидов на внутренней поверхности печи 4. Легкое отделение алюминия и шлака 5. 6RF является экологичным, не имеет раздражающего запаха и не наносит вреда здоровью.	Снимите упаковку и поместите флюс в распылительное оборудование, флюс проходит через распылительную банку с газом N2 или Ar в качестве носителя, равномерно распыляясь два раза на расплавленный металл. Убедитесь, что выход сопла находится как можно ближе к нижнему слою расплавленного металла, и перемещайте сопло вперед-назад, чтобы флюс полностью контактировал с расплавленным алюминием. Затем дорабатывайте расплавленный металл газом N2 или Ar поочередно у нижнего слоя в течение 20 минут. После физико-химических изменений в расплавленном алюминии образуются многочисленные мелкие пузырьки с окисленным шлаком. Пузырьки, несущие атомы водорода, медленно поднимаются вверх и всплывают наружу, что позволяет достичь цели дегазации и обесшламливания при очистке.
420RF, 560RF	1. С небольшим содержанием натрия, неядовитый, без специфического запаха, не влияет на модификацию стронция 2. Хорошая ликвидность, хорошая производительность при дегазации и деслаггировании 3. Превосходная очистка, малое загрязнение, малая дозировка, низкая стоимость 4. Постоянное использование эффективно предотвращает накопление оксидов на внутренней поверхности печи 5. Легкое отделение алюминия от шлака.	Снимите упаковку, флюс проходит через распылительную банку с газом в качестве носителя и распыляется в расплавленный металл. Убедитесь, что отверстия сопла находятся как можно ближе к нижнему слою расплавленного металла, и перемещайте сопло вперед-назад, чтобы флюс полностью контактировал с расплавленным алюминием, для достижения целей рафинирования. После распыления удалите шлак, плавающий на поверхности расплавленного алюминия.
33SF, 66SF	1. Не ядовитый, без специфического запаха, оптимальный эффект для точного литья 2. Хорошая ликвидность, хорошая производительность при дегазации и деслаггировании 3. Превосходная очистка, малое загрязнение, малая дозировка, низкая стоимость 4. Постоянное использование эффективно предотвращает накопление оксидов на внутренней поверхности печи 5. Легкое отделение алюминия от шлака.	Снимите упаковку, флюс проходит через распылительную банку с газом в качестве носителя и распыляется в расплавленный металл. Убедитесь, что отверстия сопла находятся как можно ближе к нижнему слою расплавленного металла, и перемещайте сопло вперед-назад, чтобы флюс полностью контактировал с расплавленным алюминием, для достижения целей рафинирования. После распыления удалите шлак, плавающий на поверхности расплавленного алюминия.
120SF	1. В основном состоит из безводного соединения калия, обладает быстрым рафинирующим эффектом 2. Эффективное удаление натрия, лития и кальция в расплавленном алюминиево-магниевом сплаве и алюминиево-цинковом сплаве 3. Удаление различных неметаллических включений, таких как оксиды, карбиды и бориды, в одно и то же время, вместе с дегазацией, чтобы достичь цели очистки расплавленного алюминия.	1. Дозировка зависит от исходного количества включений, H, Li, Ca и ожидаемого стандарта рафинирования. 2. Удаление основного металла из расплавленного алюминия в плавильной и приемной печи. Дозировка 1-1,5 кг на тонну расплавленного алюминия, распыление флюса позволит получить лучший эффект удаления водорода, основного металла и включений 3. Температура расплавленного алюминия в печи должна составлять 710-745 ℃ 4. Возьмите образцы в 3 слоях расплавленного алюминия и проведите анализ на содержание Na, H, Ca и Li, выполните процедуру удаления неметаллических включений.
220SF	220SF - это белые порошкообразные частицы, состоящие в основном из хлорида, фторида и других элементов. С функцией небольшого распространения пузырьков газа и активной сольвенции, регулируют скорость химической реакции, чтобы сильно удалить элемент Mg в расплавленном сплаве. В то же время, этот процесс также изгоняет кальций и другие металлические элементы, что приносит эффективную дегазацию рафинирования, удаляет включения, помогает минифицировать кристалл и подобные эффекты. Экономичный и стабильный, шлак после обработки некомпактный и сухой, который легко снимать.	1. Для удаления 1 кг Mg из алюминиевого сплава требуется 5 кг 220SFin в среднем 2. Расчет: Дозировка=(содержание Mg перед повреждением-целевое содержание Mg)*вес расплавленного алюминия *（5±0.5кг）. 3. Проанализируйте образец расплавленного алюминия, определите долю металлических элементов и рассчитайте дозу 220SF по формуле 4. Температура применения: 735-745℃ 5. Распылите 220SF с азотом в качестве носителя в печь в 2 этапа и обеспечьте полный контакт. На первом этапе берется половина 220SF и рафинируется в течение 20-25 минут, затем отбрасывается. На втором этапе берется оставшаяся часть 220SF, рафинируется в течение 15-20 минут и снова рафинируется. По окончании закройте дверцу печи и продолжайте отжиг в течение 10 минут. 6. Возьмите образцы в 3 слоях расплавленного алюминия и проведите анализ магния, выполните процедуру повреждения и рафинирования.

Выбор флюса по семейству сплавов

Разные сплавы требуют различных свойств флюса. Например, высокомагниевые алюминиевые сплавы нуждаются в составах, которые не вступают в агрессивную реакцию с Mg и при этом удаляют оксиды. Ниже приведена таблица решений для соответствия типа флюса группе сплава.

Таблица 2: Матрица выбора флюса по семейству сплавов

Используйте данные производителя для точной настройки процентной дозировки. Лабораторные испытания дают наилучшие долгосрочные результаты.

Способы применения: покровный флюс, таблетки, инъекции

Существует три основных способа нанесения: покрытие поверхности, дозирование в таблетках и инжекция (с помощью копья или роторного инжектора). Каждый из них имеет компромиссы в скорости, расходе флюса, безопасности оператора и эффективности.

Таблица 3: Методы нанесения с плюсами и минусами

Впрыск с подобранными копьями часто обеспечивает более быструю гомогенизацию и меньший общий расход флюса в литейных цехах с большими объемами производства. В недавно опубликованной литературе по продукции показано, что комбинации таблетки и покрывного флюса обеспечивают стабильную дегазацию с низкими потерями окалины.

Параметры процесса, которые имеют значение

Держите их под контролем, чтобы получить предсказуемые результаты:

• Температура расплава: поддерживайте постоянную цель; флюсы с низкой температурой плавления требуют тщательного контроля вблизи эвтектического диапазона.

• Сухость флюса: влажный флюс комкуется, не плавится должным образом и дает плохое покрытие. Храните в сухих условиях.

• Интенсивность перемешивания: умеренное перемешивание после нанесения флюса способствует распределению флюса и выделению присоединенных газов.

• Время замачивания: дайте флюсу время расплавиться, вступить во взаимодействие, а затем всплыть на поверхность, прежде чем снимать слой.

• Величина дозировки: при недостаточной дозировке происходит плохое рафинирование; при избыточной дозировке материал расходуется впустую и может увеличиться количество отбросов.

Безопасность, хранение, экологический контроль

Флюсы содержат соли и фтористые соединения, которые могут выделять пары или вступать в реакцию при неправильном обращении. Применяйте строгие СИЗ, средства инженерного контроля и протоколы обращения. Всемирный банк и отраслевые руководства рекомендуют бороться с пылью, использовать местную вытяжную вентиляцию и проводить обучение персонала, работающего с флюсами и окалиной. При работе с окалиной следует избегать воздействия сквозняков на горячую окалину, разбрасывать горячий материал, чтобы дать ему остыть, и покрывать его инертной солью, если возникает риск образования термита.

Контрольный список ключевых правил

• Храните флюс в закрытых сухих контейнерах.

• Для предотвращения вдыхания используйте маски, рассчитанные на частицы и фторсодержащую пыль.

• Обеспечьте защиту глаз и лица, а также используйте изолированные перчатки для работы.

• Используйте местную вытяжку вблизи точек впрыска.

• Соблюдайте письменные процедуры по охлаждению и хранению окалины.

Как измерить успех - практические KPI

Отслеживайте эти показатели, чтобы доказать улучшение:

• Содержание водорода (мл/100 г Al) измеряется методом вакуумной экстракции или газом-носителем.

• Производительность фильтрации и частота засорения фильтра.

• Фракция для извлечения металла из окалины.

• Процент брака или повторной обработки на партию.

• Визуальные показатели качества поверхности для критических литых деталей.

Согласно промышленным отчетам, правильное применение флюса и дегазация могут повысить уровень водорода до 0,1 мл/100 г для многих сплавов - уровень, который ассоциируется с уменьшением пористости и прочностью литых деталей.

Проверка в лаборатории: рекомендуемые испытания

Проведите параллельные плавки с идентичными шихтовыми материалами и настройками процесса, варьируя только химический состав флюса или метод нанесения. Измеряйте водород, включайте металлографию для количественного определения включений, регистрируйте вес окалины и потери металла. Проводите короткие, но статистически значимые испытания, используя не менее 3 повторов для каждого условия.

Тематическое исследование: Установка ADtech на российском литейном заводе

Обзор
Клиент: российский завод алюминиевого литья среднего размера, производящий автомобильные компоненты. Проблема: частые жалобы на внутреннюю пористость в корпусах поршней и высокий процент брака в зимние месяцы.

Решение доставлено

• Компания ADtech поставила специальную смесь флюсов (основа KCl/NaCl, специальная фтористая фракция, антислеживающий агент), соответствующую исходному сырью завода - сплаву Al-Si.

• Дооснащение существующей печи инжекторными копьями с программой обучения операторов.

• Стандартная операционная процедура для дозирования, перемешивания и обезжиривания.

Результаты (усредненные показатели за 3 месяца)

• Содержание водорода снизилось с 0,25 мл/100 г Al до 0,09 мл/100 г Al.

• Количество отказов, связанных с пористостью, уменьшилось на 48%.

• Чистый металл, извлеченный из окалины, увеличился на 12% благодаря более чистому обезжириванию и снижению уловленного металла.

• Расход флюса на тонну литого металла после оптимизации снизился на 18%.

Почему произошел успех

• Подбор химического состава флюса в соответствии с параметрами сплава и процесса.

• Последовательное дозирование из инъекции, снижающее вариабельность работы оператора.

• Обратная связь в режиме реального времени с помощью вакуумных водородных испытаний позволила быстро провести настройку.

Этот случай подчеркивает преимущество сочетания правильной химии с современным прикладным оборудованием и протоколом работы оператора.

Устранение распространенных проблем

Проблема: флюс плавает, но включения остаются
Возможные причины: недостаточное перемешивание, недостаточная дозировка, разрушение флюса под воздействием влаги. Устранение: увеличьте контролируемое перемешивание, проверьте хранение, добавляйте небольшие дополнительные дозы во время тестового плавления.

Проблема: чрезмерное образование пены или окалины, задерживающей металл
Возможные причины: слишком высокая доля фтора, быстрое добавление, неправильное сочетание сплава и потока. Устранение: уменьшение доли фтора, более медленное добавление, снижение турбулентности расплава.

Проблема: Быстрое расходование потока с незначительным эффектом
Возможные причины: низкая чистота флюса, наличие загрязнений, повторный источник окисления в расплаве. Устранение: проверьте качество лома, предварительно очистите шихту, рассмотрите возможность модернизации фильтрации перед флюсованием.

Проблема: сильные испарения или местное раздражение
Возможные причины: перегрев, влажный флюс, плохая вентиляция. Устранение: прекратить добавление, проветрить, проверить СИЗ, проверить лист безопасности поставщика флюса.

Фильтрация плюс поток: системный подход

Флюс удаляет окислы и способствует выходу газов, а керамические фильтры задерживают оставшиеся неметаллические включения. Сочетание обоих методов в последовательном рабочем процессе позволяет добиться высочайшего качества. Типичная последовательность: предварительный нагрев тигля или ковша, заливка через керамический фильтр в форму, нанесение флюса и дегазация в ковше при необходимости, окончательное обезжиривание перед заливкой в критические формы.

Таблица 4: Контрольный список процессов для одного цикла плавки

Практические указания по хранению и срокам годности

По возможности храните флюс в сухих отапливаемых помещениях. Поддерживайте низкую влажность, чтобы избежать комкования. Во влажной среде партии быстро набирают влагу, что снижает эффективность работы. Используйте инвентаризацию по принципу "первый пришел - первый ушел" и маркируйте пакеты с указанием даты производства. Небольшие испытания каждой новой партии позволят выявить материал, не соответствующий спецификации.

Экологическая обработка окалины и отработанного флюса

Дросс содержит увлеченный металл, оксиды и остатки флюса. Восстановите металл, где это возможно, с помощью печей рекуперации или прессов для окалины. При утилизации отработанного флюса, содержащего реактивные фториды, соблюдайте местные правила утилизации отходов. При термическом восстановлении часто возвращается пригодный для использования металл, что снижает общую стоимость плавки.

Практические правила дозирования

• Начните с рекомендованной продавцом дозы на тонну.

• Для инъекций стремитесь к тонкому, распределенному дозированию, чтобы способствовать быстрой реакции.

• При ручном покрытии убедитесь, что флюс сухой, и нанесите его тонким, сплошным слоем.

• Проведите вакуумные водородные испытания после первой пробной дозы, затем уменьшите дозу до достижения минимального уровня эффективности.

Инструменты мониторинга и методы тестирования

• Измерение водорода с помощью вакуумной экстракции для точного определения растворенного водорода.

• Оптическая микроскопия на травленых образцах для количественного определения доли площади включений.

• Искровая спектрометрия для проверки сплава после флюса, чтобы убедиться в отсутствии загрязнений.

• Анализы состава окалины для измерения потенциала извлечения металлов.

Нормативные данные и данные по безопасности материалов

Всегда обращайтесь к поставщику с паспортом безопасности материала (MSDS) для классификации опасности. Фторсодержащие флюсы могут потребовать специальных аварийных процедур при проглатывании или попадании в глаза. Операторы должны пройти обучение по ликвидации разливов и оказанию первой помощи.

Основные рекомендации международных руководств по охране труда и промышленной безопасности включают инженерный контроль пыли, вентиляционные отверстия вблизи точек впрыска и ведение учета использования опасных материалов.

Как современные исследования формируют дизайн флюсов

Последние рецензируемые работы демонстрируют роль химии поверхности, угла контакта между флюсом и глиноземом и термодинамической активности на эффективность удаления. Оптимизированные флюсы могут иметь температуру плавления значительно ниже температуры рафинирования, что обеспечивает лучшее смачивание и более быстрый захват включений. Лабораторные исследования подтверждают промышленную практику, согласно которой настройка состава дает ощутимый прирост производительности.

Вопросы и ответы

1) В чем заключается основная работа рафинировочного флюса?
Флюс для рафинирования улавливает оксиды и способствует удалению растворенного водорода, образуя легкоснимаемый слой шлака, который улучшает качество расплава.

2) Какой химический состав флюса подходит для литейных сплавов общего назначения?
Основа KCl/NaCl с небольшой долей фтористых солей подходит для многих литейных сплавов Al-Si, затем следует провести тонкую настройку в зависимости от типа сплава.

3) Сколько флюса нужно дозировать на тонну?
Придерживайтесь исходных данных поставщика; типичные диапазоны составляют 0,1-1,0% по весу металла в зависимости от метода. Оптимизируйте работу в цехе.

4) Нужно ли вводить флюс или распределять его по поверхности?
Инжекция обеспечивает быстрое и равномерное воздействие при больших объемах работ. Покрытие поверхности остается актуальным для небольших мастерских с хорошими протоколами.

5) Как долго ждать после нанесения флюса перед обезжириванием?
Оставьте достаточно времени для плавления флюса и образования пузырьков, обычно от 3 до 10 минут, в зависимости от дозировки и перемешивания.

6) Может ли флюс повредить химический состав сплава?
При правильном подборе и дозировке флюс не сильно изменяет состав сплава, но проверьте риск загрязнения и проконтролируйте его с помощью спектрометрии.

7) Как обращаться с мокрым или застывшим флюсом?
Выбросьте или восстановите; влажный флюс сбивается в комки и плохо работает. Храните в сухом месте.

8) Эффективны ли бесфтористые флюсы?
Существуют некоторые смеси, не содержащие фтор, но их характеристики могут отличаться. Перед полным внедрением необходимо проверить их эффективность в ходе испытаний.

9) Как измерить улучшение водорода?
Используйте методы вакуумной экстракции или газа-носителя для измерения растворенного водорода в мл/100 г Al до и после рафинирования.

10) Каких распространенных ошибок оператора следует избегать?
Частыми ошибками являются передозировка, быстрое добавление, приводящее к образованию пены, нанесение на ветреном или сквозняковом участке, а также недостаточное время замачивания.

Окончательный контрольный список для внедрения

• Выберите состав флюса, соответствующий семейству сплавов.

• Определите способ нанесения, подходящий для объема производства.

• Обучите операторов дозировке, времени и безопасности.

• Мониторинг показателей водорода и инклюзивности.

• По возможности используйте отвальный металл.

• Обеспечение сухого хранения и инвентаризации.

Заключительные рекомендации

Потратьте время на проведение небольших испытаний с использованием именно вашего набора зарядов. Отслеживайте ключевые KPI, а затем масштабируйте изменения, которые показывают четкое, повторяемое улучшение. Сочетайте выбор флюса с модернизацией оборудования для фильтрации и дегазации, чтобы добиться максимального повышения качества и выхода отливок. Правильно подобранный химический состав, применяемый с соблюдением технологии, позволяет ощутимо снизить пористость, количество переделок и брака, что дает вам прямой путь к повышению стоимости продукции и снижению затрат на цикл.