Fínstýring á bræðslu- og steypuferlum álfelgunnar: ítarleg greining á kynningu á 6063 álfelgunni.

Stjórnun á samsetningu álfelganna er lykillinn að því að tryggja afköst efnisins. Í framleiðsluferli 6063 álfelgunnar þarf, auk þess að stjórna innihaldi helstu málmblönduþátta, svo sem hlutfalls magnesíums og kísils, einnig að hafa strangt eftirlit með óhreinindum eins og járni, kopar, mangan o.s.frv. Þó að þessi frumefni hafi lítil áhrif á eiginleika málmblöndunnar í snefilmagni, munu þau, þegar þau fara yfir ákveðin mörk, hafa alvarleg áhrif á vélræna eiginleika og tæringarþol efnisins. Sérstaklega sink, ef innihald þess fer yfir 0,05%, munu hvítir blettir birtast á yfirborði sniðsins eftir oxun, þannig að stjórnun á sinkinnihaldi er sérstaklega mikilvæg.

Efnasamsetning 6063 álfelgunnar er byggð á GB/T5237-93 staðlinum, sem inniheldur aðallega 0,2-0,6% kísill, 0,45-0,9% magnesíum og allt að 0,35% járn. Þessi álfelgur er hitameðhöndlaður styrktur álfelgur og aðalstyrkingarfasi hennar er Mg2Si. Við slökkvunarferlið ákvarðar magn Mg2Si í föstu formi lokastyrk álfelgunnar. Leysnihitastigið er 595°C. Á þessum tíma er hámarksleysanleiki Mg2Si 1,85%, sem lækkar niður í 1,05% við 500°C. Þetta sýnir að stjórnun á slökkvunarhitastigi er mikilvæg fyrir styrk álfelgunnar. Að auki hefur hlutfall magnesíums og kísils í álfelgunni veruleg áhrif á leysni Mg2Si í föstu formi. Til að fá hástyrktar álfelgur er nauðsynlegt að tryggja að hlutfall Mg:Si sé minna en 1,73.

Bræðsla er aðal skrefið í framleiðslu á hágæða steyptum stöngum. Bræðslumark 6063 álblöndu ætti að vera stranglega stjórnað á milli 750-760°C. Of lágt hitastig mun leiða til myndunar gjalls, en of hátt hitastig mun auka hættuna á vetnisupptöku, oxun og nítríðumyndun. Leysni vetnis í fljótandi áli hækkar verulega yfir 760°C. Þess vegna er stjórnun á bræðslumarkinu lykillinn að því að draga úr vetnisupptöku. Að auki er val á flúxefni og notkun hreinsunartækni einnig mikilvæg. Flúxefnin sem eru á markaðnum eru aðallega klóríð og flúoríð. Þessi flúxefni taka auðveldlega í sig raka. Þess vegna verður að halda hráefnunum þurrum meðan á framleiðslu stendur, innsigla og pakka og geyma þau rétt. Duftúðahreinsun er nú helsta aðferðin til að hreinsa 6063 álblöndu. Með þessari aðferð getur hreinsunarefnið náð fullu sambandi við álvökvann til að hámarka virkni þess. Köfnunarefnisþrýstingurinn sem notaður er í dufthreinsun ætti að vera eins lágur og mögulegt er til að draga úr hættu á oxun og vetnisupptöku.

Steypa er lykilatriði í að ákvarða gæði steyptra stanga. Sanngjörn steypuhitastig getur komið í veg fyrir steypugalla. Fyrir 6063 álblönduvökva sem hefur gengist undir kornhreinsunarmeðhöndlun er hægt að hækka steypuhitastigið á viðeigandi hátt í 720-740°C. Þetta hitastigsbil stuðlar að flæði og storknun fljótandi áls og dregur úr hættu á svitaholum og grófum kornum. Forðast skal ókyrrð og veltingu álvökvans við steypuferlið til að koma í veg fyrir að oxíðfilman rofni og myndun gjalls. Að auki er síun álvökvans áhrifarík aðferð til að fjarlægja málmlausan gjall. Tryggja skal að yfirborðsúrgangur álvökvans sé fjarlægður fyrir síun til að tryggja slétta síun.

Einsleitnimeðferð er mikilvæg hitameðferð til að útrýma steypuálagi og ójafnvægi í efnasamsetningu innan kornanna. Ójafnvægis kristöllun leiðir til steypuálags og ójafnvægis í efnasamsetningu milli kornanna. Þessi vandamál hafa áhrif á greiða framvindu útpressunarferlisins, sem og vélræna eiginleika og yfirborðsmeðhöndlunareiginleika lokaafurðarinnar. Einsleitnimeðferðin stuðlar að dreifingu álfelgjuþátta frá kornamörkum inn í kornin með því að viðhalda hita við háan hita og þar með ná fram einsleitri efnasamsetningu innan kornanna. Stærð kornanna hefur veruleg áhrif á tíma einsleitnimeðferðarinnar. Því fínni sem kornin eru, því styttri er einsleitnitími. Til að draga úr kostnaði við einsleitnimeðferð er hægt að grípa til aðgerða eins og kornahreinsunar og hagræða stjórnun á skiptingu hitunarofns.

Framleiðsla á 6063 álblöndu er flókið ferli sem felur í sér stranga eftirlit með samsetningu, háþróaða bræðslu- og steyputækni og mikilvæga einsleitni. Með því að taka þessa lykilþætti til greina og stjórna ítarlega er hægt að framleiða hágæða steypta álblöndustangir sem veita traustan efnisgrunn fyrir síðari framleiðslu á prófílum. Með framþróun vísinda og tækni og hagræðingu ferla verður framleiðsla á álblöndu skilvirkari og umhverfisvænni og mun leggja meira af mörkum til þróunar nútíma iðnaðar.