La surchauffe du métal en fusion est une anomalie de processus courante dans la production de fonderie, et ses dangers sont dissimulés et retardés. Souvent, elle n'est révélée que lors des étapes de traitement ultérieures, entraînant des pertes bien plus importantes que les fluctuations de processus ordinaires.

La surchauffe de la masse fondue fait référence au phénomène où la température de la masse fondue dépasse la température limite supérieure normale de fusion spécifiée pour cette nuance d'alliage, et persiste pendant une certaine période, entraînant une détérioration de la qualité et des propriétés structurelles ultérieures de la masse fondue. Selon le degré de surchauffe, elle peut être divisée en deux niveaux :

Surchauffe générale : Lorsque la température de la masse fondue dépasse la limite supérieure du processus de 10 à 30 °C et dure moins de 30 minutes, l'oxydation et l'absorption d'hydrogène de la masse fondue augmentent, mais la détérioration de la structure n'est pas encore grave. Après traitement, elle peut être déclassée pour utilisation ;

Surchauffe sévère : Si la température de la masse fondue dépasse la limite supérieure du processus de plus de 30 °C, ou si la surchauffe dure plus d'une heure, la masse fondue sera sévèrement oxydée et brûlée, les éléments s'évaporeront sévèrement, et même une surchauffe locale peut se produire. La structure du lingot deviendra irréversiblement grossière.

Si la température dépasse la température du solidus de l'alliage, provoquant la fusion des phases à bas point de fusion aux joints des grains, cela s'appelle un sur-brûlage, qui est l'accident de température le plus grave, et la masse fondue perd pratiquement sa valeur pratique.

Les dommages causés par la surchauffe de la masse fondue ne se reflètent pas seulement dans le matériau en fusion lui-même, mais sont également transmis au lingot et aux produits transformés ultérieurs, causant des pertes de qualité tout au long du processus.

Premièrement, le taux de défauts métallurgiques des lingots a considérablement augmenté. La masse fondue surchauffée a une teneur élevée en hydrogène et de nombreuses inclusions d'oxyde, ce qui peut multiplier par 2 à 5 le taux de défauts de porosité, de desserrage et d'inclusion de scories dans le lingot coulé. Dans les cas graves, l'ensemble du lingot du four peut échouer au test non destructif et être directement mis au rebut.

Deuxièmement, le lingot a une structure grossière et des performances réduites. Plus le degré de surchauffe est important, plus les grains sont grossiers après solidification, et même des cristaux colonnaires grossiers peuvent apparaître, entraînant une diminution significative de la plasticité et de la ténacité du lingot, et des fissures sont susceptibles de se produire lors des processus d'extrusion et de laminage. Pour les alliages renforcés par traitement thermique, la surchauffe peut également entraîner une augmentation de la ségrégation aux joints des grains, entraînant un sur-brûlage aux joints des grains après traitement de solution et des propriétés mécaniques qui ne répondent pas aux exigences de la norme.

Troisièmement, la qualité du traitement de surface ultérieur se détériore. Les petites inclusions d'oxyde générées par la surchauffe s'étireront en défauts en forme de bande après extrusion et laminage, et apparaîtront sous forme de rayures de surface, de piqûres et d'écaillage après traitement d'anodisation et de pulvérisation, réduisant considérablement le taux de qualification de surface du produit. De plus, une masse fondue sévèrement surchauffée peut exacerber la corrosion de la doublure, raccourcir la durée de vie du four de fusion et augmenter les coûts de maintenance de l'équipement.

• Couper immédiatement la source de chauffage : éteindre le brûleur ou l'alimentation de chauffage, arrêter de continuer à chauffer, et en même temps couvrir hermétiquement le four pour réduire l'entrée d'air et intensifier l'oxydation ;
• Refroidissement rapide : Ajouter des matériaux de four froids propres préchauffés ou des matériaux recyclés de la même marque dans le four, réduire rapidement la température de la masse fondue en absorbant la chaleur des matériaux froids, et les ajouter lentement pendant l'alimentation pour éviter les éclaboussures de liquide d'aluminium ;
• Température uniforme : Pendant le processus de refroidissement, une agitation suffisante est effectuée pour éliminer les zones de surchauffe locale, rendant la température de l'ensemble de la masse fondue du four uniforme et constante ;
• Affiner davantage : Une fois la température descendue dans la plage normale, le temps d'affinage peut être augmenté de manière appropriée de 10 % à 20 %, ou la quantité d'agent d'affinage peut être augmentée pour améliorer l'élimination des gaz et des scories, compensant ainsi les inclusions et l'hydrogène générés par la surchauffe ;
• Évaluation de la qualité : Après traitement, échantillonner et tester la teneur en hydrogène, la composition et le niveau d'inclusion pour évaluer le niveau de qualité. Généralement, la surchauffe peut être utilisée pour les produits ordinaires après traitement ; la masse fondue sévèrement surchauffée est interdite pour les produits haut de gamme et doit être déclassée pour utilisation ou refondue ; la masse fondue confirmée comme brûlée doit être directement mise au rebut et retournée au four, et il est interdit de la faire passer au processus suivant.

• Chauffage progressif : Si la température est inférieure à la limite inférieure du processus, augmenter progressivement la température pour éviter une surchauffe locale due à un chauffage instantané à haute puissance ;
• Agitation adéquate : Agiter régulièrement pendant le processus de chauffage pour assurer une température uniforme dans tout le four ;
• Réévaluation : Si la température est trop basse et provoque une solidification locale de la masse fondue, l'affinage et la coulée directs sont interdits. La composition doit être réajustée et affinée après fusion complète, et ne peut être utilisée qu'après confirmation de qualification.