Aliajul de aluminiu 6063 este utilizat în principal pentru extrudarea profilelor arhitecturale. Lingourile sale au defecte metalurgice, cum ar fi fisuri, porozitate, incluziuni de zgură, slăbiciune, boabe strălucitoare, boabe asemănătoare pene-și boabe grosiere. Aceste defecte metalurgice afectează randamentul producției de lingouri rotunde și randamentul materialului în timpul extrudarii în grade diferite, provocând pierderi economice semnificative companiei. Prin urmare, este necesar să se prevină apariția defectelor metalurgice de mai sus.
Granulele strălucitoare au fost descoperite în timpul inspecției cu mărire redusă-a lingourilor de aliaj de aluminiu 6063. Ele apar ca pete neregulate-luminoase de culoare deschisă pe secțiunea-transversală a specimenului, concentrate în principal la rădăcina lingoului. Structura boabelor este grosieră, cu relativ puține substanțe dizolvate intragranulare, iar culoarea este alb deschis, prezentând o diferență semnificativă față de structura cristalină normală. Aceste boabe se formează în timpul etapei de turnare.
1 Cauzele formării granulelor strălucitoare
1.1 Compoziția chimică
6063 este un aliaj cu putin-aliaj A1-Mg{-Si cu plasticitate ridicată. În timpul procesului de încărcare, din cauza funcționării greșite, s-au adăugat 0,24%-0,32% din resturi de aliaj 6061 care conțineau Cu, ceea ce a creat condiții pentru defecte de granulație strălucitoare în lingourile de aliaj de aluminiu 6063, așa cum se arată în tabelul 1.
1.2 Temperatură scăzută de turnare
Pentru a îmbunătăți formabilitatea și calitatea suprafeței lingoului, temperatura de turnare este adesea menținută relativ scăzută. La astfel de temperaturi, temperatura din cavitatea matriței este mai scăzută, iar zona suprarăcită se extinde până în zona inferioară a plăcii de tranziție. Ca rezultat, dendritele cristalizează mai întâi în partea de jos a plăcii de tranziție; aceste dendrite cresc mult timp în cavitatea mucegaiului, formând boabe strălucitoare. Deoarece rata de creștere a boabelor strălucitoare este foarte lentă, iar metalul topit din jur este reîmprospătat constant, compoziția fazei lichide din această zonă nu se schimbă semnificativ în timpul cristalizării. Diferența de concentrație dintre boabele strălucitoare și faza lichidă rămâne așa cum era la începutul cristalizării, rezultând granulele strălucitoare devin o soluție solidă de aluminiu săracă în solut (1).
1.3 Temperatura scăzută a tăvii de turnare
Datorită caracteristicilor de producție ale turnării de lingouri rotunde din aliaj de aluminiu 6063, unde există intervale lungi între cuptor și turnare, tava de turnare este întotdeauna în stare rece. Acest lucru face ca metalul topit din matriță să aibă o temperatură relativ scăzută la începutul turnării. Boabele strălucitoare cristalizate inițial aderă la placa de transfer și cresc treptat. Când ajung la o anumită mărime, cad în lingou, formând defecte strălucitoare de cereale la baza lingoului.
1.4 Cristalizator
Cristalizatorul folosit pentru turnarea aliajului de aluminiu 6063 este un cristalizator scurt de tip ochi de apă. Apa care circulă este murdară și temperatura apei este ridicată, cu concentrații ridicate de ioni de Ca²⁺ și Mg²⁺. În timpul turnării, acest lucru cauzează blocarea parțială a ochiului de apă, rezultând temperaturi inegale ale metalului topit în jurul lingoului, ducând la fluctuații ale fluxului de metal și la distribuția neuniformă a fluxului în interiorul cristalizatorului. La temperaturi de turnare local mai scăzute, viteza de solidificare a metalului topit variază, producând boabe strălucitoare.
2 Măsuri preventive
Pe baza analizei de mai sus, am implementat următoarele măsuri:
(1) Curățați temeinic cuptorul la schimbarea aliajelor de producție.
(2) Depozitați diferite tipuri de deșeuri de aliaje separat și lăsați numai deșeuri de același tip sau compoziție similară să fie adăugate în timpul preparării aliajului.
(4) Consolidați gestionarea operațiunii procesului și preîncălziți canalele, plăcile de distribuție, canalele de curgere și plăcile de tranziție la o stare roșie-fierbinte folosind o pistoletă cu gaz lichefiat de petrol înainte de turnare.
(5) Modificați sistemul de filtrare a apei în circulație și sistemul de răcire, utilizați pe deplin stația de apă dedurizată și asigurați calitatea și temperatura apei circulante, precum și concentrațiile de Ca, Mg și alți ioni, îndeplinesc cerințele pentru operațiunile de turnare. Se elimină astfel defectele metalurgice ale lingourilor cauzate de circulația apei. Această problemă a fost cauzată de conținutul ridicat de Cu în încărcătură, temperatura scăzută a topiturii care intră în matriță, preîncălzirea insuficientă a plăcii de distribuție și răcirea slabă a lingoului prin circulația apei.
(6) Prin ajustarea conținutului de Cu din încărcătură, creșterea adecvată a temperaturii de turnare și a vitezei de turnare, preîncălzirea și coacerea sculelor de turnare înainte de turnare și întărirea controlului asupra calității apei circulante, este posibil să se elimine complet defectele de cereale strălucitoare din lingourile din aliaj de aluminiu 6063.
