Fin kontrol af smeltning og støbning af aluminiumlegeringer: en omfattende analyse af introduktionen af ​​6063 aluminiumlegering.

Kontrol af sammensætningen af ​​aluminiumlegeringer er nøglen til at sikre materialets ydeevne. I produktionsprocessen af ​​6063 aluminiumlegering skal urenheder som jern, kobber, mangan osv., udover at kontrollere indholdet af de vigtigste legeringselementer, såsom forholdet mellem magnesium og silicium, også kontrolleres strengt. Selvom disse elementer har ringe effekt på legeringens egenskaber i spormængder, vil de, når de overstiger en vis grænse, alvorligt påvirke materialets mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed. Især zink, hvis indholdet overstiger 0,05%, vil der opstå hvide pletter på profilens overflade efter oxidation, så kontrol af zinkindholdet er særligt vigtigt.

Den kemiske sammensætning af 6063 aluminiumlegering er baseret på GB/T5237-93-standarden, som hovedsageligt omfatter 0,2-0,6% silicium, 0,45-0,9% magnesium og op til 0,35% jern. Denne legering er en varmebehandlelig, forstærket aluminiumlegering, og dens primære forstærkningsfase er Mg2Si. Under bratkølingsprocessen bestemmer mængden af ​​fast opløsning Mg2Si legeringens endelige styrke. Den eutektiske temperatur er 595°C. På dette tidspunkt er den maksimale opløselighed af Mg2Si 1,85%, hvilket falder til 1,05% ved 500°C. Dette viser, at kontrol af bratkølingstemperaturen er afgørende for legeringens styrke. Derudover har forholdet mellem magnesium og silicium i legeringen en betydelig indflydelse på Mg2Sis opløselighed i faste stoffer. For at opnå en højstyrkelegering er det nødvendigt at sikre, at forholdet mellem Mg:Si er mindre end 1,73.

Smeltning er det primære procestrin i produktionen af ​​støbte stænger af høj kvalitet. Smeltetemperaturen for 6063 aluminiumlegering bør kontrolleres strengt mellem 750-760°C. En for lav temperatur vil føre til dannelse af slaggeindlejringer, mens en for høj temperatur vil øge risikoen for hydrogenabsorption, oxidation og nitrering. Hydrogenopløseligheden i flydende aluminium stiger kraftigt over 760°C. Derfor er kontrol af smeltetemperaturen nøglen til at reducere hydrogenabsorptionen. Derudover er valget af flux og anvendelsen af ​​raffineringsteknologi også afgørende. De fluxer, der i øjeblikket er på markedet, er hovedsageligt klorid og fluorid. Disse fluxer absorberer let fugt. Derfor skal råmaterialerne holdes tørre under produktionen, forsegles og pakkes og opbevares korrekt. Pulversprøjteraffinering er i øjeblikket den vigtigste metode til raffinering af 6063 aluminiumlegering. Gennem denne metode kan raffineringsmidlet komme i fuld kontakt med aluminiumsvæsken for at maksimere dens effektivitet. Nitrogentrykket, der anvendes i pulverraffinering, bør være så lavt som muligt for at reducere risikoen for oxidation og hydrogenabsorption.

Støbning er et vigtigt trin i bestemmelsen af ​​kvaliteten af ​​støbte stænger. En rimelig støbetemperatur kan undgå forekomsten af ​​støbefejl. For flydende aluminiumlegering 6063, der har gennemgået kornforfining, kan støbetemperaturen passende øges til 720-740 °C. Dette temperaturområde er befordrende for strømning og størkning af flydende aluminium, samtidig med at risikoen for porer og grove korn reduceres. Under støbeprocessen bør turbulens og rulning af aluminiumvæsken undgås for at forhindre brud på oxidfilmen og dannelse af slaggeindeslutninger. Derudover er filtrering af aluminiumvæsken en effektiv metode til at fjerne ikke-metallisk slagge. Det bør sikres, at overfladeskum fra aluminiumvæsken fjernes før filtrering for at sikre en jævn filtrering.

Homogeniseringsbehandling er en vigtig varmebehandlingsproces for at eliminere støbespændinger og ubalance i den kemiske sammensætning i kornene. Uligevægtskrystallisation vil føre til støbespændinger og ubalance i den kemiske sammensætning mellem kornene. Disse problemer vil påvirke ekstruderingsprocessens jævne fremskridt, såvel som de mekaniske egenskaber og overfladebehandlingsegenskaber af det endelige produkt. Homogeniseringsbehandlingen fremmer diffusionen af ​​aluminiumlegeringselementer fra korngrænserne ind i kornene ved at opretholde varme ved høje temperaturer, hvorved der opnås ensartethed af den kemiske sammensætning i kornene. Kornstørrelsen har en betydelig indflydelse på homogeniseringsbehandlingens tid. Jo finere kornene er, desto kortere er homogeniseringstiden. For at reducere omkostningerne ved homogeniseringsbehandling kan der træffes foranstaltninger som kornforfining og optimering af kontrol af segmentering i varmeovnen.

Produktionen af ​​6063 aluminiumlegering er en kompleks proces, der involverer streng sammensætningskontrol, sofistikeret smeltnings- og støbeteknologi samt kritisk homogeniseringsproces. Ved omfattende overvejelse og kontrol af disse nøglefaktorer kan der produceres støbte aluminiumslegeringsstænger af høj kvalitet, hvilket giver et solidt materialefundament til efterfølgende profilproduktion. Med fremskridt inden for videnskab og teknologi og optimering af processer vil produktionen af ​​aluminiumlegeringer blive mere effektiv og miljøvenlig og dermed yde et større bidrag til udviklingen af ​​den moderne industri.