Journals / Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2022 / Cilt: 12 - Sayı: 1

Investigation of Liquid Metal Cleaning Methods Commonly Used in the Casting of Aluminum Alloys

Alüminyum Alaşımlarının Dökümünde Yaygınca Kullanılan Sıvı Metal Temizleme Yöntemlerinin İncelenmesi

Pages
423–434
Publication Date
2022-03-01
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

In this review, the liquid metal cleaning methods that are widely used in the casting of aluminum and its alloys, namely the flux usage, rotary degassing, controlled solidification method, electromagnetic directional degassing, spray degassing, ultrasonic degassing method, and vacuum degassing method are discussed from the contemporary pespective.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Owing to several advantageous properties of aluminium and its alloys, this engineering alloy family has succeeded in finding itself the second place after iron and steel in metal casting industry.
📊
Key Findings & Data:Production of aluminum is basically obtained by two different processes: recycling and ore.
💡
Conclusion & Impact:In this review, the liquid metal cleaning methods that are widely used in the casting of aluminum and its alloys, namely the flux usage, rotary degassing, controlled solidification method, electromagnetic directional degassing, spray degassing, ultrasonic degassing method, and vacuum degassing method are discussed from the contemporary pespective.
🔬Design:Review & Systematic Survey
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Alüminyum döküm · metal temizleme · bifilm

Abstract

Owing to several advantageous properties of aluminium and its alloys, this engineering alloy family has succeeded in finding itself the second place after iron and steel in metal casting industry. Production of aluminum is basically obtained by two different processes: recycling and ore. Bauxite is the leading raw material of aluminum, and primary aluminum is obtained from this ore. In addition, aluminum production from bauxite ore requires much more energy than recycling from scrap. Also, secondary aluminum having a serious economic value as a raw material for the manufacturers is widely used in the industry. However, the most important problems encountered in the use of secondary aluminum through recycling are the optimization of the liquid metal quality and the requirement of additional liquid metal processes. To produce high quality aluminum castings, the liquid metal is needed some compulsory phenomena such as free of dissolved excess hydrogen, double oxide surface films (bifilms), inclusions and impurities. For this purpose, many liquid metal cleaning methods are used in the industry and alternative new methods are being developed every day. In this review, the liquid metal cleaning methods that are widely used in the casting of aluminum and its alloys, namely the flux usage, rotary degassing, controlled solidification method, electromagnetic directional degassing, spray degassing, ultrasonic degassing method, and vacuum degassing method are discussed from the contemporary pespective.

Özet

Alüminyum ve alaşımlarının birçok avantajlı özelliği sayesinde metal dökümü endüstrisinde demir-çelikten sonra kendisine ikinci sırada yer bulmayı başarmıştır. Alüminyum üretimi cevherden ve hurdadan geri dönüşüm şeklinde temelde iki farklı prosesle elde edilmektedir. Alüminyumun en önemli hammaddesi boksittir ve birincil alüminyum bu cevherden elde edilir. Alüminyum üretiminde boksit cevherinden üretim, hurdadan geri dönüşüme nazaran çok daha fazla enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Üretici girdisinde de ciddi ekonomik değere sahip olan ikincil alüminyum sanayide oldukça fazla kullanılmaktadır. Ancak geri dönüşüm yoluyla ikincil alüminyum kullanımında karşılaşılan en önemli problemler sıvı metal kalitesinin optimizasyonu ve ilave sıvı metal işlemlerinin gereksinimidir. Yüksek kaliteli alüminyum dökümler üretmek için, çözünmüş hidrojenin, çift katlı oksit filmlerinin (bifilm), katışkıların (inklüzyon) ve safsızlıkların (empürite) arındırılması gerekmektedir. Bu amaçla endüstride birçok sıvı metal temizleme yöntemi kullanılmakta ve her geçen gün alternatif yeni yöntemler geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Bu derlemede de bu perspektiften bakılarak, alüminyum ve alaşımlarının dökümünde güncel olarak yaygınca kullanım bulan sıvı metal temizleme yöntemlerinden; flaks kullanımı, rotary (döner tip) gaz giderme, kontrollü katılaştırma yöntemi, elektromanyetik yönlü gaz giderme, sprey gaz giderme, ultrasonik gaz giderme yöntemi, vakumlu gaz giderme yöntemleri ele alınmıştır.

🔖

Cite This Article

TOKATLI, M., SAYDAM, F., HAL, M., KOŞATEPE, A., ÇOLAK, M., YÜKSEL, Ç. (2022). Investigation of Liquid Metal Cleaning Methods Commonly Used in the Casting of Aluminum Alloys. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 12 - Sayı: 1, 423–434. https://ajindex.com/articles/397872

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (17)

  1. Alan, S. 2008.
  2. Alüminyum Raporu, Orta Anadolu İhracatçı Birlikleri Genel Sekreterliği, S. 30. Atwood, R. C., Srıdhar, S., Zhang, W., Lee, P.D. 2008. Diffusion-Controlled Growth Of Hydrogen Pores İn Aluminium-Silicon Casting: In Situ Observation And Modelling, Acta Materialia., 48: 405-417.
  3. Brooks, C.R. 1984.
  4. Heat Treatment, Structure And Properties Of Nonferrous Alloys, Asm, Ohio, Usa, 115-137.
  5. Campbell, J. 2004. Castings Practice The 10 Rules Of Castings, Butterworth Heinemann, Oxford, United Kingdom, 9-113.
  6. Chen, W.F., Luı, E.M. 2005.
  7. Handbook Of Structural Engineering, Crc Press,
  8. ABD. Chıesa, F., Regımbal, P. 2001. Distinguishing Microporosity From Macroshrinkage When Modelling Solidificaiton Of A356 Castings, Afs Transactions., 109: 347-357.
  9. Çolak M, Kayikci R, Dispinar D. 2016. Melt Cleanliness Comparison Of Chlorine Fluxing And Ar Degassing Of Secondary Al-4Cu. Metallurgical And Materials Transactions B, 47: 2705-2709.
  10. Dıspınar, D., Campbell, J. 2009. Alüminyum Ve Alaşımlarının Döküm Kalitesinin Belirlenmesi, Alüminyum Sempozyumu, İstanbul, 394–404.
  11. Dıspınar, D., Nordmark, A., Dı Sabatıno, M., Arnberg, L. 2009. Alüminyum ve Alaşımlarının Dökümü Sırasında Gaz Giderme İşlemi Ve Döküm Kalitesi Üzerine Etkileri, Alüminyum Sempozyumu, İstanbul, 405–410.
  12. Dıspınar, D., Campbell, J., Porosity. 2011. Hydrogen And Bifilm Content İn Al Alloy Castings, Materials Science And Engineering A 528, 3860–3865.
  13. Dıvandarı, M., Campbell, J. 1999. The Mechanism Of Bubble Damage İn Castings, 1st International Conference On Gating, Filling And Feeding Of Aluminum Castings Afs Society., 49–63.
  14. Dong Y, Shuaı S, Zheng T, Cao J, Chen C, Wang J, Ren Z. 2020. In-Situ Observation Of Solid-Liquid İnterface Transition During Directional Solidification Of Al-Zn Alloy Via X-Ray İmaging. Journal Of Materials Science & Technology, 39: 113-123. Erman C. 2019. Birincil Alüminyum Üretimine Genel Bir Bakış, Metalurji Dergisi, Sayı:156, Sayfa 34-48.
  15. Ertan S, Kavaklıoğlu B, Büyükakkaş F. 2003. Alüminyum Sıvı Metal Temizliğinde Kullanılan Flakslar, 2. Aluminium Symposium, Seydişehir, Konya. Eskin, D., Alba-Baena, N., Pabel, T., da Silva, M., 2015. Ultrasonic degassing of alu-minium alloys: basic studies and practical implementation. Mater. Sci. Technol.31, 79–84.
  16. Eskin, D.G., Tzanakis, I, Wang, F., Lebon, G.S.B., Subroto, T., Pericleous, K., Mi, J. 2019. Fundamentals studies of Ultrasonic melt processing. Ultrasonics - Sonochemistry 52, 455–467.
  17. Eskin, G.I., 1965. Ultrasonic Treatment of Molten