Control precís dels processos de fosa i fosa d'aliatges d'alumini: una anàlisi exhaustiva de la introducció de l'aliatge d'alumini 6063.

El control de la composició dels aliatges d'alumini és clau per garantir el rendiment del material. En el procés de producció de l'aliatge d'alumini 6063, a més de controlar el contingut dels principals elements de l'aliatge, com ara la proporció de magnesi i silici, també cal controlar estrictament els elements d'impuresa com el ferro, el coure, el manganès, etc. Tot i que aquests elements tenen poc efecte sobre les propietats de l'aliatge en quantitats traça, un cop superen un cert límit, afectaran seriosament les propietats mecàniques i la resistència a la corrosió del material. Especialment el zinc, si el seu contingut supera el 0,05%, apareixeran taques blanques a la superfície del perfil després de l'oxidació, per la qual cosa el control del contingut de zinc és particularment important.

La composició química de l'aliatge d'alumini 6063 es basa en la norma GB/T5237-93, que inclou principalment 0,2-0,6% de silici, 0,45-0,9% de magnesi i fins a 0,35% de ferro. Aquest aliatge és un aliatge d'alumini reforçat tractable tèrmicament, i la seva principal fase d'enfortiment és Mg2Si. Durant el procés de refredament, la quantitat de Mg2Si en solució sòlida determina la resistència final de l'aliatge. La temperatura eutèctica és de 595 °C. En aquest moment, la solubilitat màxima del Mg2Si és de l'1,85%, que baixa a l'1,05% a 500 °C. Això demostra que el control de la temperatura de refredament és crucial per a la resistència de l'aliatge. A més, la relació magnesi-silici de l'aliatge té un impacte significatiu en la solubilitat sòlida del Mg2Si. Per obtenir un aliatge d'alta resistència, cal assegurar-se que la relació Mg:Si sigui inferior a 1,73.

La fosa és el pas principal del procés en la producció de barres de fosa d'alta qualitat. La temperatura de fusió de l'aliatge d'alumini 6063 s'ha de controlar estrictament entre 750-760 °C. Una temperatura massa baixa conduirà a la generació d'inclusions d'escòria, mentre que una temperatura massa alta augmentarà el risc d'absorció d'hidrogen, oxidació i nitruració. La solubilitat de l'hidrogen en l'alumini líquid augmenta bruscament per sobre dels 760 °C. Per tant, controlar la temperatura de fusió és la clau per reduir l'absorció d'hidrogen. A més, la selecció del flux i l'aplicació de la tecnologia de refinació també són crucials. Els fluxos actualment al mercat són principalment clorur i fluorur. Aquests fluxos absorbeixen fàcilment la humitat. Per tant, les matèries primeres s'han de mantenir seques durant la producció, segellades, envasades i emmagatzemades correctament. El refinament per polvorització en pols és actualment el principal mètode per refinar l'aliatge d'alumini 6063. Mitjançant aquest mètode, l'agent de refinació pot entrar en contacte complet amb el líquid d'alumini per maximitzar la seva eficàcia. La pressió de nitrogen utilitzada en el refinament en pols ha de ser el més baixa possible per reduir el risc d'oxidació i absorció d'hidrogen.

La fosa és un pas clau per determinar la qualitat de les varetes foses. Una temperatura de fosa raonable pot evitar l'aparició de defectes de fosa. Per al líquid d'aliatge d'alumini 6063 que ha estat sotmès a un tractament de refinament de gra, la temperatura de fosa es pot augmentar adequadament a 720-740 °C. Aquest rang de temperatura afavoreix el flux i la solidificació de l'alumini líquid alhora que redueix el risc de porus i grans gruixuts. Durant el procés de fosa, s'ha d'evitar la turbulència i el rodament del líquid d'alumini per evitar la ruptura de la pel·lícula d'òxid i la generació d'inclusions d'escòria. A més, filtrar el líquid d'alumini és un mètode eficaç per eliminar l'escòria no metàl·lica. S'ha d'assegurar que l'escuma superficial del líquid d'alumini s'elimini abans de la filtració per garantir una filtració suau.

El tractament d'homogeneïtzació és un procés important de tractament tèrmic per eliminar la tensió de fosa i el desequilibri de la composició química dins dels grans. La cristal·lització en desequilibri conduirà a la tensió de fosa i al desequilibri de la composició química entre els grans. Aquests problemes afectaran el bon progrés del procés d'extrusió, així com les propietats mecàniques i les propietats del tractament superficial del producte final. El tractament d'homogeneïtzació promou la difusió dels elements d'aliatge d'alumini des dels límits del gra cap als grans mantenint la calor a altes temperatures, aconseguint així la uniformitat de la composició química dins dels grans. La mida dels grans té un impacte significatiu en el temps del tractament d'homogeneïtzació. Com més fins siguin els grans, més curt serà el temps d'homogeneïtzació. Per tal de reduir el cost del tractament d'homogeneïtzació, es poden prendre mesures com el refinament del gra i l'optimització del control de la segmentació del forn de calefacció.

La producció de l'aliatge d'alumini 6063 és un procés complex que implica un control estricte de la composició, una tecnologia sofisticada de fosa i fosa, i un processament crític d'homogeneïtzació. Si considerem i controlem exhaustivament aquests factors clau, es poden produir barres de fosa d'aliatge d'alumini d'alta qualitat, proporcionant una base sòlida per a la posterior producció de perfils. Amb l'avanç de la ciència i la tecnologia i l'optimització dels processos, la producció d'aliatges d'alumini serà més eficient i respectuosa amb el medi ambient, cosa que contribuirà més al desenvolupament de la indústria moderna.