Фин контрол на процесите на топене и леене на алуминиеви сплави: цялостен анализ на въвеждането на алуминиева сплав 6063.

Контролът на състава на алуминиевите сплави е ключът към осигуряване на производителността на материала. В производствения процес на алуминиева сплав 6063, освен контрола на съдържанието на основните елементи на сплавта, като съотношението магнезий и силиций, е необходимо стриктно да се контролират и примесни елементи като желязо, мед, манган и др. Въпреки че тези елементи имат малък ефект върху свойствата на сплавта в следови количества, след като надхвърлят определена граница, те сериозно ще повлияят на механичните свойства и устойчивостта на корозия на материала. Особено цинкът, ако съдържанието му надвишава 0,05%, след окисляване ще се появят бели петна по повърхността на профила, така че контролът на съдържанието на цинк е особено важен.

Химичният състав на алуминиевата сплав 6063 е базиран на стандарт GB/T5237-93, който включва главно 0,2-0,6% силиций, 0,45-0,9% магнезий и до 0,35% желязо. Тази сплав е термообработваема укрепена алуминиева сплав, като основната ѝ укрепваща фаза е Mg2Si. По време на процеса на закаляване количеството твърд разтвор Mg2Si определя крайната якост на сплавта. Евтектичната температура е 595°C. В този момент максималната разтворимост на Mg2Si е 1,85%, която пада до 1,05% при 500°C. Това показва, че контролът на температурата на закаляване е от решаващо значение за якостта на сплавта. Освен това съотношението магнезий към силиций в сплавта има значително влияние върху твърдата разтворимост на Mg2Si. За да се получи високоякостна сплав, е необходимо да се гарантира, че съотношението Mg:Si е по-малко от 1,73.

Топенето е основната стъпка в процеса на производство на висококачествени ляти пръти. Температурата на топене на алуминиевата сплав 6063 трябва да се контролира стриктно между 750-760°C. Твърде ниската температура ще доведе до образуване на шлакови включвания, докато твърде високата температура ще увеличи риска от абсорбция на водород, окисление и азотиране. Разтворимостта на водород в течен алуминий се повишава рязко над 760°C. Следователно, контролирането на температурата на топене е ключът към намаляване на абсорбцията на водород. Освен това, изборът на флюс и прилагането на технология за рафиниране също са от решаващо значение. Флюсовете, които се предлагат на пазара в момента, са главно хлорид и флуорид. Тези флюси лесно абсорбират влага. Следователно, суровините трябва да се съхраняват сухи по време на производството, запечатани и опаковани и правилно съхранявани. Праховото рафиниране чрез пулверизиране в момента е основният метод за рафиниране на алуминиева сплав 6063. Чрез този метод рафиниращият агент може да влезе в пълен контакт с алуминиевата течност, за да се увеличи максимално неговата ефективност. Налягането на азота, използвано при праховото рафиниране, трябва да бъде възможно най-ниско, за да се намали рискът от окисление и абсорбция на водород.

Леенето е ключова стъпка при определяне на качеството на отливаните пръти. Разумната температура на леене може да предотврати появата на дефекти при леенето. За алуминиева сплав 6063, която е претърпяла обработка за рафиниране на зърната, температурата на леене може да бъде подходящо повишена до 720-740°C. Този температурен диапазон е благоприятен за потока и втвърдяването на течния алуминий, като същевременно намалява риска от пори и едри зърна. По време на процеса на леене трябва да се избягват турбуленция и търкаляне на алуминиевата течност, за да се предотврати разкъсване на оксидния филм и образуване на шлакови включвания. Освен това, филтрирането на алуминиевата течност е ефективен метод за отстраняване на неметалната шлака. Трябва да се гарантира, че повърхностният слой на алуминиевата течност се отстранява преди филтриране, за да се осигури гладко филтриране.

Хомогенизиращата обработка е важен процес на термична обработка за елиминиране на напрежението при леене и дисбаланса в химичния състав в зърната. Неравновесната кристализация ще доведе до напрежение при леене и дисбаланс в химичния състав между зърната. Тези проблеми ще повлияят на плавния ход на процеса на екструдиране, както и на механичните свойства и свойствата на повърхностната обработка на крайния продукт. Хомогенизиращата обработка насърчава дифузията на елементи от алуминиева сплав от границите на зърната в зърната чрез поддържане на топлина при високи температури, като по този начин се постига еднородност на химичния състав в зърната. Размерът на зърната оказва значително влияние върху времето за хомогенизиране. Колкото по-фини са зърната, толкова по-кратко е времето за хомогенизиране. За да се намалят разходите за хомогенизиране, могат да се предприемат мерки като рафиниране на зърната и оптимизиране на контрола на сегментирането на нагряващата пещ.

Производството на алуминиева сплав 6063 е сложен процес, включващ строг контрол на състава, усъвършенствана технология за топене и леене и критична хомогенизационна обработка. Чрез цялостно отчитане и контролиране на тези ключови фактори могат да се произвеждат висококачествени алуминиеви пръти, осигуряващи солидна материална основа за последващо производство на профили. С напредъка на науката и технологиите и оптимизирането на процесите, производството на алуминиеви сплави ще бъде по-ефективно и екологично, което ще допринесе повече за развитието на съвременната индустрия.