Aliajul de aluminiu 6063 este utilizat în principal pentru extrudarea profilelor arhitecturale. Defectele metalurgice ale lingourilor sale includ fisuri, suflare, incluziuni de zgură, porozitate, boabe strălucitoare, boabe penoase, boabe grosiere etc. Aceste defecte metalurgice afectează randamentul producției de lingouri rotunde și rata produsului finit în timpul extrudarii în diferite grade, provocând pierderi economice semnificative companiei. Prin urmare, este imperativ să se prevină apariția defectelor metalurgice menționate mai sus.
Granulele strălucitoare sunt găsite în timpul inspecției macrostructurii a 6063 lingouri de aliaj de aluminiu. Pe suprafața de fractură a probei, acestea apar ca pete neregulate-luminoase de culoare deschisă, concentrate în principal la rădăcina lingoului. Caracterizate prin structura de granulație grosieră, puține substanțe dizolvate intracristaline și culoarea alb pal, ele diferă semnificativ de structura cristalină normală și sunt generate în timpul etapei de turnare.
1. Cauzele formării de boabe strălucitoare
1.1 Compoziția chimică
6063 este un aliaj de Al-Mg-Si de mare-aliat al-seriilor de plasticitate. În timpul procesului de dozare cu încărcare, s-au adăugat resturi de aliaj 6061 conținând 0,24%-0,32% cupru (Cu) din cauza funcționării greșite, care a creat condițiile pentru formarea defectelor de cereale strălucitoare în lingourile de aliaj de aluminiu 6063, așa cum se arată în Tabelul 1.
1.2 Temperatură scăzută de turnare
Pentru a îmbunătăți modelabilitatea și calitatea suprafeței lingoului, temperatura de turnare este adesea menținută relativ scăzută. Acest lucru are ca rezultat o temperatură mai scăzută în cavitatea matriței în timpul turnării, determinând ca zona suprarăcită din cavitate să se extindă până în zona inferioară a plăcii de tranziție, unde dendritele cristalizează mai întâi. Aceste dendrite cresc pe o perioadă lungă de timp în cavitate, formând boabe strălucitoare. Rata de creștere a boabelor strălucitoare este foarte lentă și, deoarece metalul topit din jur este în mod constant reîmprospătat, compoziția lichidului din acea zonă nu se schimbă semnificativ în timpul cristalizării. Diferența de concentrație dintre boabele strălucitoare și faza lichidă rămâne la fel ca la începutul cristalizării, făcând astfel boabele strălucitoare o soluție solidă de aluminiu săracă în soluți-(1).
1.3 Temperatura scăzută a tăvii de turnare
Datorită caracteristicilor de producție ale lingourilor rotunde din aliaj de aluminiu 6063, unde există intervale lungi între loturile de cuptor și ciclurile de turnare, tăvile de turnare sunt întotdeauna în stare rece. Aceasta are ca rezultat o temperatură de topire mai scăzută în matriță la începutul turnării. Boabele strălucitoare cristalizate inițial aderă apoi la placa de transfer și cresc treptat. Când ajung la o anumită mărime, cad în lingou, formând defecte strălucitoare de cereale la fundul lingoului.
1.4 Cristalizator
Cristalizatorul folosit la turnarea aliajului de aluminiu 6063 este un cristalizator scurt de tip ochi de apă. Apa care circulă este murdară, temperatura apei este ridicată, iar concentrațiile ionilor de Ca²⁺ și Mg²⁺ sunt relativ mari. În timpul turnării, acest lucru cauzează blocarea parțială a ochiului-de apă, ducând la temperaturi neuniforme ale topiturii în jurul lingoului, ceea ce duce la fluctuații ale fluxului de metal și la distribuția neuniformă în interiorul cristalizatorului. La temperaturi de turnare local mai scăzute, viteza de solidificare a topiturii variază, producând boabe strălucitoare.
2 Măsuri preventive
Pe baza analizei de mai sus, am luat următoarele măsuri:
(1) Curățați temeinic cuptorul când schimbați tipul de produs.
(2) Depozitați separat deșeurile de aliaj de diferite tipuri, iar la prepararea topiturii se admite numai deșeuri de același tip sau compoziție similară.
(3) Consolidarea managementului operațiunii procesului. Înainte de turnare, utilizați o pistoletă cu gaz lichefiat pentru a coace canalele de curgere, placa de distribuție, țevile de curgere și plăcile de tranziție până când acestea devin roșii.
(4) Modificați sistemul de filtrare și răcire a apei în circulație, utilizând pe deplin stația de apă dedurizată pentru a vă asigura că calitatea și temperatura apei circulante și concentrațiile de Ca, Mg și alți ioni îndeplinesc cerințele pentru operațiunile de turnare, eliminând astfel defectele metalurgice cauzate de circulația apei în lingourile turnate. Aceste defecte sunt cauzate de conținutul ridicat de Cu în încărcătură, temperatura scăzută de topire în momentul introducerii în matrițe, preîncălzirea slabă a plăcii de distribuție și răcirea inadecvată a lingourilor prin circulația apei.
(5) Prin ajustarea conținutului de Cu din încărcătură, creșterea adecvată a temperaturii și vitezei de turnare, preîncălzirea și coacerea instrumentelor de turnare înainte de turnare și întărirea controlului calității apei circulante, defectele de cereale strălucitoare din lingourile din aliaj de aluminiu 6063 pot fi complet eliminate.
