隨著我國汽車工業的快速發展，鋁合金鑄件的產量正在以每年20%的速度增長。由于鋁合金熔體處理不當而造成的鑄件批量廢品，是鋁合金鑄件生產廠家迫切需要解決的難題。近年來鋁合金熔體處理的研究備受鑄造工作者的關注。而影響鋁合金熔體的質量因素很多，其中包括鋁合金化學成分、熔煉狀態、鋁合金精煉、變質和細化等。本文主要針對氬氣在旋轉噴吹處理Al-Si-Cu合金熔體凈化的作用進行分析和探討。
　　鋁合金鑄件針孔缺陷是鑄件報廢的最突出原因。針孔的存在，既減小鑄件的有效工作面積，又提供裂紋源，并加速裂紋擴展過程，最終導致材料的各項力學性能數據下降。針孔的產生主要來源于熔體中夾渣含量和氫含量。氫約占鋁熔體中氣體總量的85%，由于氫在固體鋁中的溶解度約為在液態中1/20，因此當鋁凝固時溶解于其中的氫便會析出形成針孔。用旋轉噴吹氬氣進行精煉鋁合金，能去除氫和夾渣，凈化鋁液，達到消除鑄件針孔的目的。
　　其工作原理是當電機帶動轉子轉動時（通常轉速為380轉/分鐘-450轉/分鐘），氬氣(流量為0.5m3/小時-1.5m3/小時)被打成很小的氣泡，這些小氣泡的存在，降低了氫在鋁液中的濃度與其表面的分壓，從而降低了氫在鋁液中的濃度，使得氫被氬氣帶出鋁液表面，在液面燃燒消耗掉。
　　圖1是氬氣旋轉噴吹機的結構。

　　還有就是當氬氣小氣泡在鋁液底部向液面運動時，溶解在鋁液中的氫在碰到氬氣-鋁液相界面時，氫由溶解狀態變成吸附狀態，在吸附層中的氣體原子發生反應，生成氫分子，隨著氣泡的壯大，上升到鋁液的表面燃燒掉。再就是當氬氣小氣泡從鋁液底部向液面運動時候，鋁液中懸浮的夾雜微粒受到攪動，夾雜物相互碰撞、聚集和長大。當夾雜物達到一定尺寸后，就有可能與上浮的氣泡碰撞，被捕捉，從而被帶到液面上（見圖2），達到除渣的效果。

圖２

　　氣泡捕捉夾雜物的模型有兩種，對較大的夾雜物產生慣性碰撞俘獲，對于較小的夾雜物難以與氣泡碰撞，但可能在氣泡周圍產生相切俘獲，其俘獲系數為：E=(1+2a/r)2-1，式中a和r在上圖中已表示其含義。
　　由于氬氣為惰性氣體和鋁液不發生反應，能夠很好的將鋁熔體中的氫置換出來，大大降低了鋁熔體中的氫含量，提高了鋁合金的各項力學性能。
　　在生產中，為了能很快的檢測鋁熔體的除氫效果，通常采用密度指數對比法。就是分別取出鋁在真空狀態下凝固的試樣密度ρ真和在空氣中凝固的試樣的密度ρ正。密度指數=(1-ρ真/ρ正）×100。通常壓力鑄造的鋁液密度指數小于1.5；低壓鑄造和重力澆注下的密度指數小于1視為鋁液合格。
　　結論
　　（1）氬氣泡越多、越細小，鋁液于氣泡的接觸面積越大，氫原子在鋁液中的擴散距離越短，氣泡在鋁液中停留的時間越長，除氣效果越好。
　　（2）精煉過程中，石墨噴頭在鋁液底部旋轉噴吹，一方面促進了轉運包內鋁液中細小夾雜的聚集，另一方面，鋁液表面始終保持平穩。沒有劇烈翻騰現象，避免了氧氣的混入，也就減少了氧化物夾雜的產生和氫氣的二次溶解。
　　（3）Ar是惰性氣體，無毒、無味、無公害、無須廢氣處理設備。Ar除氫主要是對鋁熔體起物理除氫的作用，其使用沒有產生熔劑夾雜的危險。所形成的浮渣是氣泡從鋁液內帶出來的，與熔劑凈化相比，成渣量小，而且不會產生有毒氣體，大大改善了工作環境減少對環境的危害。
　　（4）通過旋轉噴吹法處理過的溶體，其針孔度能夠達到國家標準的一級標準。