Modification of the EN AC-42000 aluminium alloy with use of multicomponent electrolysis of sodium salt

Modificación de la aleación de aluminio EN AC-42000 mediante electrólisis multicomponente de sal sódica

En el presente artículo se exponen los resultados de las investigaciones relativas al proceso de modificación continua de la aleación EN AC-42000 (AlSi7Mg) con sodio, basado en la electrólisis de sales de sodio, que tiene lugar directamente en un crisol con la aleación líquida. Los iones de sodio formados como resultado de la disociación de la sal de sodio y de la electrólisis se "transfieren" a través de las paredes de la retorta fabricada con electrolito sólido. Al entrar en contacto con la aleación líquida, como cátodo, los iones de sodio se transforman en estado atómico, modificando la aleación. Como medida del alcance de la modificación de la aleación se han obtenido la resistencia al impacto, el alargamiento A₅ y el análisis de la microestructura, que confirmaron la consecución de la modificación de la aleación analizada.

INTRODUCCIÓN

Las siliconas pertenecen al grupo más común de aleaciones de fundición. Su tamaño, forma y método de distribución de los cristales duros y quebradizos de la silicona β (Si) en la masa plástica de la solución sólida α (Al) son las características que tienen una influencia significativa en sus propiedades mecánicas. Para mejorar (modificar) la estructura de estas aleaciones, es decir, para lograr la fragmentación de la estructura, se utilizan tratamientos tecnológicos que implican la introducción de pequeñas cantidades de diversos elementos metálicos, conocidos como modificadores de estas aleaciones, por ejemplo, Na, Sb, Sr, P, Ti, La, Ce, Y [1-4], es decir, la modificación de la aleación destinada a mejorar sus propiedades mecánicas, tales como la elongación y la resistencia al impacto [5,6].

Hasta ahora no se ha desarrollado una teoría única y general de la modificación, sino que existen numerosas hipótesis que intentan describir los fenómenos relacionados con la modificación de las aleaciones. Éstas incluyen varios grupos: hipótesis relacionadas con la limitación de la velocidad de crecimiento de los cristales; hipótesis que describen las condiciones para la creación de numerosos núcleos de cristalización nuevos y heterogéneos; hipótesis de la energía molecular [7,8].

Históricamente, el sodio pertenece a los modificadores más antiguos, más utilizados en la industria y más eficaces para las aleaciones hipoeutécticas y peritécticas [2,9]. El sodio dificulta la nucleación de los cristales de silicona, lo que provoca un sobreenfriamiento de la cristalización eutéctica y la transformación de la mezcla eutéctica laminar irregular α+β en mezcla eutéctica con estructura fibrosa, lo que está relacionado con una reducción considerable de la distancia interfacial y una transformación distinta de los cristales eutécticos de la silicona [10]. Este modificador se introduce en un baño metálico en forma metálica o en forma de compuestos químicos que contienen sodio. Sin embargo, independientemente de la forma en que se introduzca el modificador en el baño metálico, su acción es relativamente corta (unos 15-20 minutos), debido principalmente a su evaporación del baño metálico.