Hliník je nejběžnějším kovem v zemské kůře. Při pokojové teplotě se na jeho povrchu tvoří tenký film zvaný oxid hlinitý. Chrání kov před korozí a oxidací. Doba oxidace kovu se dramaticky zvyšuje se zvyšující se teplotou, proto se při procesu tavení hliníku nebo jeho slitin povrch roztaveného materiálu rychle pokryje vrstvou oxidu.
Bod tání hliníku
Hliník je v přírodě velmi rozšířený. Zaujímá čtvrté místo mezi všemi prvky a první mezi kovy (8,8 % hmotnosti zemské kůry), v čisté formě se však nevyskytuje. Získává se především z bauxitu, i když je známo několik stovek hliníkových minerálů (hlinitosilikáty, alunity atd.), z nichž naprostá většina není pro výrobu tohoto kovu vhodná.
Základní fyzikální vlastnosti kovu umožňují jeho použití v různých odvětvích průmyslové výroby a schopnost tvořit stabilní sloučeniny s dalšími chemickými prvky výrazně rozšiřuje rozsah jeho použití. Samostatnou otázkou je, jak roztavit hliník.
Hliník se taví tak, že se mu dodává tepelná energie zvenčí nebo přímo do jeho objemu (indukční ohřev). Průměrný bod tání hliníku je 660 stupňů Celsia nebo 993,5 stupňů na Kelvinově stupnici. Teplota tání závisí na chemické čistotě materiálu, tlaku a dalších faktorech.
• Bod tání čistého hliníku je 99,996 % - 660,37 ° C. • Při obsahu hliníku 99,5 % začíná tavení při teplotě 657 ° C.
• Při obsahu hliníku 99,0 % začíná tavení při 643 °C.
Při tavení se objem kovu zvětšuje. K rychlému nárůstu objemu dochází vlivem procesu zvaného latentní teplo tání. Atomy ztrácejí svou hustou a uspořádanou původní krystalovou strukturu. Tento proces je reverzibilní – funguje jak po zahřátí, tak po ochlazení.
Počáteční a konečné teploty tání
Abychom pochopili, jak tavit hliník, musíme pochopit, jaké jsou počáteční a konečné body tání. Měrné teplo tání hliníku určuje jeho fyzikální vlastnost – přechod z jednoho skupenství do druhého. Teplota, při které se hliník a jeho slitiny začínají tavit, se nazývá bod solidu. Teplota solidu znamená, že slitina je stále v pevném stavu. Konečným bodem tání je bod likvidu. Teplotní rozsah znamená, že sloučenina je v přechodném stavu - polotekuté, polotuhé, pastovité.
Tavení hliníku - vliv nečistot a příměsí slitin na proces
Přidání přísad, včetně slitin, do chemicky čistého kovu (primární hliník) snižuje počáteční teplotu tavení. Například přetavení hliníku ve slitině obsahující hořčík (Mg) a křemík (Si) se sníží na téměř 500 °C. Odlévání hliníku do slitin nemá prakticky žádný specifický bod tání. Proces tavení a tuhnutí hliníkové slitiny probíhá v určitém teplotním rozmezí. Teploty likvidu a solidu nejoblíbenějších průmyslových hliníkových tvářených slitin se liší v závislosti na specifickém objemu čistého kovu.
V některých sloučeninách hliníku s jinými chemickými prvky neexistuje interval mezi teplotními indikátory pro přechod z pevného do roztaveného stavu. Takové slitiny se nazývají eutektické. Například litý hliník obsahující 12,5 % křemíku se vyznačuje konstantní teplotou 577 °C. S rostoucím obsahem křemíku klesá gradient likvidu od maximální hodnoty charakteristiky čistého kovu. Mezi další legující přísady hořčík snižuje teplotní gradient na 450 °C. V kombinaci s mědí je eutektická teplota 548°C a s manganem pouze 658°C. Většina hliníkových slitin není ani binární, ale trojitá nebo čtvrtinová. Proto při kombinovaném vlivu několika legujících prvků mohou být poměry solidus-liquidus ještě nižší.
