一、主流除氣方法及操作邏輯

不同除氣方法的適用場景、效率不同，需根據(jù)鋁水批量、鑄件精度要求、生產(chǎn)成本等選擇，核心是通過 “創(chuàng)造氫氣逸出通道” 或 “減少氫氣溶解條件” 實(shí)現(xiàn)除氣。

1. 惰性氣體除氣法（常用，適用于中大型熔煉場景）

利用氮?dú)猓∟?） 或氬氣（Ar） （惰性氣體不與鋁反應(yīng)、不污染鋁水）作為 “載氣”，將其通入鋁水中，通過以下過程除氫：

惰性氣體在鋁水中形成微小氣泡，氣泡內(nèi)部氫氣分壓極低，鋁水中溶解的氫氣會因 “濃度差” 擴(kuò)散到氣泡內(nèi)；

氣泡逐漸聚合、上浮，攜帶氫氣逸出鋁水表面，實(shí)現(xiàn)除氣。

操作要點(diǎn)：

氣體純度控制：氮?dú)饧兌刃琛?9.99%，氬氣≥99.995%，避免含氧量 / 含水量過高（否則可能引入氧化夾雜或新增氫氣）；

通氣方式：優(yōu)先采用 “旋轉(zhuǎn)噴頭法”（將帶多孔噴頭的旋轉(zhuǎn)桿插入鋁水深處，高速旋轉(zhuǎn)使氣體分散為微小氣泡，接觸面積更大），替代傳統(tǒng) “靜態(tài)插管通氣”（氣泡大、除氣效率低）；

通氣參數(shù)：鋁水溫度控制在 720~760℃（溫度過高翻砂廠鑄造會增加氫氣溶解度，過低則鋁水粘度大、氣泡上浮慢），通氣時(shí)間根據(jù)鋁水量調(diào)整（通常 10~20 分鐘，確保氣泡充分?jǐn)U散）；

后處理：通氣結(jié)束后需靜置 5~10 分鐘，讓殘留小氣泡繼續(xù)上浮，避免直接澆鑄。

2. 化學(xué)除氣法（輔助除氣，適用于小型熔煉或低精度鑄件）

通過向鋁水中加入化學(xué)除氣劑（與氫氣反應(yīng)生成易上浮的氣體，或降低鋁水表面張力促進(jìn)氫氣逸出），常見除氣劑及作用：

除氣劑類型 代表物質(zhì) 除氣原理 適用場景

氯系除氣劑 六氯乙烷（C?Cl?） 高溫下分解為 Cl?、HCl 等氣體，與 H?結(jié)合成 HCl 氣泡上浮，同時(shí)抑制氫氣溶解 中小型鑄鋁件，需注意環(huán)保

鋅系 / 鎂系除氣劑 鋅合金、鎂合金 降低鋁水表面張力，加速氫氣氣泡聚合上浮，且不引入雜質(zhì) 鋁合金鑄件（如 ADC12）

稀土除氣劑 稀土合金（如 Ce、La） 與鋁水中的 H、O 反應(yīng)生成穩(wěn)定化合物，同時(shí)細(xì)化晶粒 高精度鑄件（如航空零件）

操作要點(diǎn)：

除氣劑用量：通常為鋁水質(zhì)量的 0.1%~0.3%，過量會導(dǎo)致鋁水成分偏析（如氯系過量可能腐蝕熔爐）；

加入時(shí)機(jī)：在鋁水完全熔化、扒渣后加入，避免與爐渣反應(yīng)降低除氣效果；

攪拌要求：加入后需緩慢攪拌 3~5 分鐘，確保除氣劑與鋁水充分接觸。

3. 真空除氣法（高精度場景，適用于對含氫量要求極高的鑄件）

利用 “真空環(huán)境降低氫氣分壓” 的原理，將鋁水置于真空爐（真空度≥1×10?2 Pa）中，使鋁水中的氫氣因 “分壓差” 快速逸出，是目前除氣效率高的方法之一。

操作要點(diǎn)：

真空度控制：真空度越高，除氣效果越好（如真空度 1×10?3 Pa 時(shí)，含氫量可降至 0.05 mL/100g Al 以下）；

鋁水狀態(tài)：需將鋁水加熱至 750~780℃（真空下鋁水沸點(diǎn)降低，避免過度升溫導(dǎo)致噴濺）；

適用限制：設(shè)備成本高、批量小，主要用于航空航天、高端汽車等高精度鑄件（如鋁合金缸體、渦輪葉片）。

4. 過濾輔助除氣法（配合主除氣，減少 “氣泡殘留”砂型鑄造造型廠）

除氣過程中，部分微小氣泡可能因鋁水粘度大、流速快無法上浮，需通過過濾裝置攔截或促進(jìn)氣泡聚合：

常用過濾介質(zhì)：泡沫陶瓷過濾器（孔徑 10~20 PPI）、玻璃纖維過濾器；

作用：過濾時(shí)，微小氣泡會附著在過濾介質(zhì)表面，逐漸聚合為大氣泡后上浮，同時(shí)去除氧化夾雜（夾雜會吸附氫氣，間接降低除氣效果）；

安裝位置：通常在除氣裝置與澆鑄系統(tǒng)之間，確保鋁水先除氣、后過濾、再澆鑄。

二、除氣效果的關(guān)鍵控制因素

無論采用哪種方法，需重點(diǎn)監(jiān)控以下參數(shù)，避免除氣不徹底：

鋁水初始含氫量：熔煉前需檢測鋁錠 / 回爐料的含氫量（回爐料含氫量通常高于新鋁錠，需優(yōu)先除氣）；

熔煉環(huán)境濕度：潮濕環(huán)境（空氣濕度＞60%）會導(dǎo)致鋁水與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣（2Al + 3H?O → Al?O? + 3H?↑），需保持熔爐周邊干燥，避免爐口進(jìn)水；

除氣后靜置時(shí)間：通氣 / 真空除氣后，需靜置 5~15 分鐘（根據(jù)鋁水量調(diào)整），讓殘留氣泡充分上浮，禁止立即澆鑄；

含氫量檢測：除氣后需通過 “減壓凝固法”（工業(yè)鋁鑄件常用，檢測精度 ±0.02 mL/100g Al）或 “熱導(dǎo)法” 檢測含氫量，不合格需重新除氣。