Fina kontrola procesa topljenja i livenja aluminijumskih legura: sveobuhvatna analiza uvoda aluminijumske legure 6063.

Kontrola sastava aluminijskih legura ključna je za osiguranje performansi materijala. U procesu proizvodnje aluminijske legure 6063, pored kontrole sadržaja glavnih elemenata legure, kao što je odnos magnezija i silicija, potrebno je strogo kontrolirati i nečistoće poput željeza, bakra, mangana itd. Iako ovi elementi u tragovima imaju mali utjecaj na svojstva legure, kada pređu određenu granicu, ozbiljno će utjecati na mehanička svojstva i otpornost materijala na koroziju. Posebno cink, ako njegov sadržaj prelazi 0,05%, nakon oksidacije će se na površini profila pojaviti bijele mrlje, pa je kontrola sadržaja cinka posebno važna.

Hemijski sastav aluminijske legure 6063 zasnovan je na standardu GB/T5237-93, koji uglavnom uključuje 0,2-0,6% silicija, 0,45-0,9% magnezijuma i do 0,35% željeza. Ova legura je ojačana aluminijumska legura koja se može termički obraditi, a njena glavna faza ojačavanja je Mg2Si. Tokom procesa kaljenja, količina čvrstog rastvora Mg2Si određuje konačnu čvrstoću legure. Eutektička temperatura je 595°C. U ovom trenutku, maksimalna rastvorljivost Mg2Si je 1,85%, koja pada na 1,05% na 500°C. Ovo pokazuje da je kontrola temperature kaljenja ključna za čvrstoću legure. Pored toga, odnos magnezijuma i silicija u leguri ima značajan uticaj na rastvorljivost Mg2Si u čvrstom stanju. Da bi se dobila legura visoke čvrstoće, potrebno je osigurati da je odnos Mg:Si manji od 1,73.

Topljenje je primarni korak u proizvodnji visokokvalitetnih livenih šipki. Temperatura topljenja aluminijumske legure 6063 treba biti strogo kontrolisana između 750-760°C. Preniska temperatura će dovesti do stvaranja inkluzija troske, dok će previsoka temperatura povećati rizik od apsorpcije vodonika, oksidacije i nitriranja. Topljivost vodonika u tečnom aluminijumu naglo raste iznad 760°C. Stoga je kontrola temperature topljenja ključ za smanjenje apsorpcije vodonika. Pored toga, odabir fluksa i primjena tehnologije rafiniranja također su ključni. Fluksi koji su trenutno na tržištu su uglavnom hlorid i fluorid. Ovi fluksi lako apsorbuju vlagu. Stoga se sirovine moraju držati suhim tokom proizvodnje, zatvorene i pakovane te pravilno skladištene. Rafiniranje praškastim raspršivanjem trenutno je glavna metoda za rafiniranje aluminijumske legure 6063. Ovom metodom, sredstvo za rafiniranje može u potpunosti doći u kontakt s tečnim aluminijem kako bi se maksimizirala njegova efikasnost. Pritisak azota koji se koristi u rafiniranju praha treba biti što niži kako bi se smanjio rizik od oksidacije i apsorpcije vodonika.

Livenje je ključni korak u određivanju kvaliteta livenih šipki. Razumna temperatura livenja može izbjeći pojavu grešaka u livenju. Za tečnu leguru aluminija 6063 koja je prošla tretman rafiniranja zrna, temperatura livenja se može odgovarajuće povećati na 720-740°C. Ovaj temperaturni raspon pogoduje protoku i skrućivanju tečnog aluminija, a istovremeno smanjuje rizik od pora i grubih zrna. Tokom procesa livenja, treba izbjegavati turbulenciju i kotrljanje tečnog aluminija kako bi se spriječilo pucanje oksidnog filma i stvaranje inkluzija troske. Osim toga, filtriranje tečnog aluminija je efikasna metoda za uklanjanje nemetalne troske. Treba osigurati da se površinska pjena tečnog aluminija ukloni prije filtracije kako bi se osigurala nesmetana filtracija.

Homogenizacijski tretman je važan proces termičke obrade za eliminaciju napona pri livenju i neravnoteže hemijskog sastava unutar zrna. Neravnotežna kristalizacija dovest će do napona pri livenju i neravnoteže hemijskog sastava između zrna. Ovi problemi će uticati na nesmetan tok procesa ekstruzije, kao i na mehanička svojstva i svojstva površinske obrade konačnog proizvoda. Homogenizacijski tretman potiče difuziju elemenata aluminijske legure iz granica zrna u zrna održavanjem toplote na visokim temperaturama, čime se postiže ujednačavanje hemijskog sastava unutar zrna. Veličina zrna ima značajan uticaj na vrijeme homogenizacionog tretmana. Što su zrna finija, to je vrijeme homogenizacije kraće. Kako bi se smanjili troškovi homogenizacionog tretmana, mogu se poduzeti mjere kao što su pročišćavanje zrna i optimizacija kontrole segmentacije peći za zagrijavanje.

Proizvodnja aluminijske legure 6063 je složen proces koji uključuje strogu kontrolu sastava, sofisticiranu tehnologiju topljenja i livenja te kritičnu obradu homogenizacije. Sveobuhvatnim razmatranjem i kontrolom ovih ključnih faktora mogu se proizvesti visokokvalitetne lijevane šipke od aluminijske legure, pružajući čvrstu materijalnu osnovu za naknadnu proizvodnju profila. S napretkom nauke i tehnologije i optimizacijom procesa, proizvodnja aluminijskih legura bit će efikasnija i ekološki prihvatljivija, dajući veći doprinos razvoju moderne industrije.