Το κράμα αλουμινίου 6063 χρησιμοποιείται κυρίως για την εξώθηση αρχιτεκτονικών προφίλ. Τα μεταλλουργικά ελαττώματα των πλινθωμάτων του περιλαμβάνουν ρωγμές, φυσητήρες, εγκλείσματα σκωρίας, πορώδες, φωτεινούς κόκκους, φτερωτούς κόκκους, χονδροειδείς κόκκους κ.λπ. Αυτά τα μεταλλουργικά ελαττώματα επηρεάζουν την απόδοση της παραγωγής στρογγυλών πλινθωμάτων και τον ρυθμό τελικού προϊόντος κατά την εξώθηση σε διάφορους βαθμούς, προκαλώντας σημαντικές οικονομικές απώλειες στην εταιρεία. Ως εκ τούτου, είναι επιτακτική ανάγκη να αποτραπεί η εμφάνιση των προαναφερθέντων μεταλλουργικών ελαττωμάτων.
Φωτεινοί κόκκοι εντοπίζονται κατά την επιθεώρηση μακροδομής 6063 πλινθωμάτων από κράμα αλουμινίου. Στην επιφάνεια του κατάγματος του δείγματος, εμφανίζονται ως ακανόνιστα φωτεινά-χρωματικά φωτεινά σημεία, κυρίως συγκεντρωμένα στη ρίζα του πλινθώματος. Χαρακτηρίζονται από χονδροειδή δομή κόκκων, λίγες ενδοκρυσταλλικές διαλυμένες ουσίες και ανοιχτό λευκό χρώμα, διαφέρουν σημαντικά από την κανονική κρυσταλλική δομή και παράγονται κατά το στάδιο της χύτευσης.
1. Αιτίες σχηματισμού λαμπερών κόκκων
1.1 Χημική Σύνθεση
Το 6063 είναι ένα κράμα χαμηλής-κλαματοποίησης Al-Mg-Si της σειράς υψηλής-πλαστικότητας. Κατά τη διαδικασία παρτίδας φόρτισης, προστέθηκαν 6061 σκραπ κράματος που περιείχαν 0,24%-0,32% χαλκό (Cu) λόγω κακής λειτουργίας, γεγονός που δημιούργησε τις συνθήκες για το σχηματισμό ελαττωμάτων λαμπερών κόκκων σε 6063 πλινθώματα κράματος αλουμινίου, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.
1.2 Χαμηλή θερμοκρασία χύτευσης
Προκειμένου να βελτιωθεί η ικανότητα χύτευσης και η ποιότητα της επιφάνειας του πλινθώματος, η θερμοκρασία χύτευσης συχνά διατηρείται σχετικά χαμηλή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη θερμοκρασία στην κοιλότητα του καλουπιού κατά τη χύτευση, με αποτέλεσμα η υπερψυγμένη ζώνη στην κοιλότητα να επεκταθεί στην κάτω περιοχή της πλάκας μετάβασης, όπου οι δενδρίτες κρυσταλλώνονται πρώτα. Αυτοί οι δενδρίτες αναπτύσσονται για μεγάλο χρονικό διάστημα στην κοιλότητα, σχηματίζοντας φωτεινούς κόκκους. Ο ρυθμός ανάπτυξης των λαμπερών κόκκων είναι πολύ αργός και επειδή το περιβάλλον λιωμένο μέταλλο ανανεώνεται συνεχώς, η σύνθεση του υγρού σε αυτήν την περιοχή δεν αλλάζει σημαντικά κατά την κρυστάλλωση. Η διαφορά συγκέντρωσης μεταξύ των φωτεινών κόκκων και της υγρής φάσης παραμένει όπως ήταν στην αρχή της κρυστάλλωσης, καθιστώντας έτσι τους φωτεινούς κόκκους μια διαλυμένη-κακή στερεό διάλυμα αλουμινίου (1).
1.3 Χαμηλή θερμοκρασία δίσκου χύτευσης
Λόγω των χαρακτηριστικών παραγωγής των στρογγυλών πλινθωμάτων από κράμα αλουμινίου 6063, όπου υπάρχουν μεγάλα διαστήματα μεταξύ των παρτίδων του κλιβάνου και των κύκλων χύτευσης, οι δίσκοι χύτευσης βρίσκονται πάντα σε ψυχρή κατάσταση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη θερμοκρασία τήξης στο καλούπι κατά την έναρξη της χύτευσης. Οι αρχικά κρυσταλλωμένοι φωτεινοί κόκκοι στη συνέχεια προσκολλώνται στην πλάκα μεταφοράς και σταδιακά αναπτύσσονται. Όταν φτάσουν σε ένα ορισμένο μέγεθος, πέφτουν στο πλινθάκι, σχηματίζοντας φωτεινά ελαττώματα κόκκων στον πυθμένα του πλινθώματος.
1.4 Κρυσταλλοποιητής
Ο κρυσταλλοποιητής που χρησιμοποιείται κατά τη χύτευση κράματος αλουμινίου 6063 είναι ένας βραχύς κρυσταλλωτής τύπου υδάτινου-ματιού. Το νερό που κυκλοφορεί είναι βρώμικο, η θερμοκρασία του νερού είναι υψηλή και οι συγκεντρώσεις των ιόντων Ca2+ και Mg2+ είναι σχετικά υψηλές. Κατά τη χύτευση, αυτό προκαλεί μερική απόφραξη του ματιού του νερού, με αποτέλεσμα ανομοιόμορφες θερμοκρασίες του τήγματος γύρω από το πλινθίο, το οποίο οδηγεί σε διακυμάνσεις στη ροή του μετάλλου και ανομοιόμορφη κατανομή εντός του κρυσταλλοποιητή. Σε τοπικά χαμηλότερες θερμοκρασίες χύτευσης, ο ρυθμός στερεοποίησης του τήγματος ποικίλλει, παράγοντας φωτεινούς κόκκους.
2 Προληπτικά Μέτρα
Με βάση την παραπάνω ανάλυση, λάβαμε τα ακόλουθα μέτρα:
(1) Καθαρίστε καλά τον κλίβανο όταν αλλάζετε τον τύπο του προϊόντος.
(2) Αποθηκεύστε τα σκραπ από κράμα διαφορετικών τύπων χωριστά και κατά την προετοιμασία του τήγματος επιτρέπεται να προστεθούν μόνο θραύσματα του ίδιου τύπου ή παρόμοιας σύνθεσης.
(3) Ενίσχυση της διαχείρισης λειτουργίας της διαδικασίας. Πριν από τη χύτευση, χρησιμοποιήστε ένα φακό υγροποιημένου αερίου πετρελαίου για να ψήσετε τα κανάλια ροής, την πλάκα διανομής, τους σωλήνες ροής και τις πλάκες μετάβασης μέχρι να κοκκινίσουν.
(4) Τροποποιήστε το σύστημα διήθησης και ψύξης του κυκλοφορούντος νερού, κάνοντας πλήρη χρήση του σταθμού μαλακωμένου νερού για να διασφαλίσετε ότι η ποιότητα και η θερμοκρασία του κυκλοφορούντος νερού και οι συγκεντρώσεις Ca, Mg και άλλων ιόντων πληρούν τις απαιτήσεις για εργασίες χύτευσης, εξαλείφοντας έτσι τα μεταλλουργικά ελαττώματα που προκαλούνται από την κυκλοφορία του νερού στα χυτά πλινθώματα. Αυτά τα ελαττώματα προκαλούνται από την υψηλή περιεκτικότητα σε Cu στο φορτίο, τη χαμηλή θερμοκρασία τήξης τη στιγμή της εισόδου στα καλούπια, την κακή προθέρμανση της πλάκας διανομής και την ανεπαρκή ψύξη των πλινθωμάτων από το νερό που κυκλοφορεί.
(5) Προσαρμόζοντας την περιεκτικότητα σε Cu στη φόρτιση, αυξάνοντας κατάλληλα τη θερμοκρασία και την ταχύτητα χύτευσης, προθέρμανση και ψήσιμο των εργαλείων χύτευσης πριν από τη χύτευση και ενισχύοντας τον έλεγχο της ποιότητας του κυκλοφορούντος νερού, μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως τα ελαττώματα φωτεινών κόκκων στα πλινθώματα από κράμα αλουμινίου 6063.
