Tikslus aliuminio lydinių lydymo ir liejimo procesų valdymas: išsami 6063 aliuminio lydinio įvedimo analizė.

Aliuminio lydinių sudėties kontrolė yra raktas į medžiagos eksploatacinių savybių užtikrinimą. 6063 aliuminio lydinio gamybos procese, be pagrindinių lydinio elementų, tokių kaip magnio ir silicio santykis, kiekio kontrolės, taip pat reikia griežtai kontroliuoti priemaišų, tokių kaip geležis, varis, manganas ir kt., kiekį. Nors šie elementai, kurių kiekis yra nedidelis, mažai veikia lydinio savybes, tačiau viršiję tam tikrą ribą, jie rimtai paveiks medžiagos mechanines savybes ir atsparumą korozijai. Ypač cinko atveju, jei jo kiekis viršija 0,05 %, po oksidacijos profilio paviršiuje atsiras baltų dėmių, todėl cinko kiekio kontrolė yra ypač svarbi.

6063 aliuminio lydinio cheminė sudėtis pagrįsta GB/T5237-93 standartu, kuriame daugiausia yra 0,2–0,6 % silicio, 0,45–0,9 % magnio ir iki 0,35 % geležies. Šis lydinys yra termiškai apdorojamas sustiprintas aliuminio lydinys, o pagrindinė jo stiprinimo fazė yra Mg2Si. Grūdinimo proceso metu kietojo tirpalo Mg2Si kiekis lemia galutinį lydinio stiprumą. Eutektinė temperatūra yra 595 °C. Šiuo metu didžiausias Mg2Si tirpumas yra 1,85 %, o esant 500 °C temperatūrai sumažėja iki 1,05 %. Tai rodo, kad gesinimo temperatūros kontrolė yra labai svarbi lydinio stiprumui. Be to, magnio ir silicio santykis lydinyje daro didelę įtaką Mg2Si tirpumui kietojoje fazėje. Norint gauti didelio stiprumo lydinį, būtina užtikrinti, kad Mg:Si santykis būtų mažesnis nei 1,73.

Lydymas yra pagrindinis aukštos kokybės liejinių strypų gamybos proceso etapas. 6063 aliuminio lydinio lydymosi temperatūra turėtų būti griežtai kontroliuojama nuo 750 iki 760 °C. Per žema temperatūra sukels šlako intarpų susidarymą, o per aukšta temperatūra padidins vandenilio absorbcijos, oksidacijos ir nitridavimo riziką. Vandenilio tirpumas skystame aliuminyje smarkiai padidėja virš 760 °C. Todėl lydymosi temperatūros kontrolė yra raktas į vandenilio absorbcijos mažinimą. Be to, labai svarbu pasirinkti fliusą ir taikyti rafinavimo technologiją. Šiuo metu rinkoje esantys fliusai daugiausia yra chloridai ir fluoridai. Šie fliusai lengvai sugeria drėgmę. Todėl žaliavos gamybos metu turi būti laikomos sausos, sandariai uždarytos, supakuotos ir tinkamai sandėliuojamos. Miltelių purškimas rafinavimui šiuo metu yra pagrindinis 6063 aliuminio lydinio rafinavimo metodas. Taikant šį metodą, rafinavimo agentas gali visiškai liestis su aliuminio skysčiu, kad būtų maksimaliai padidintas jo efektyvumas. Miltelių rafinavimo metu naudojamas azoto slėgis turėtų būti kuo mažesnis, kad būtų sumažinta oksidacijos ir vandenilio absorbcijos rizika.

Liejimas yra pagrindinis liejinių strypų kokybės nustatymo žingsnis. Tinkama liejimo temperatūra gali padėti išvengti liejimo defektų. 6063 aliuminio lydinio skysčio, kuris buvo grūdėtai apdorotas, liejimo temperatūrą galima tinkamai padidinti iki 720–740 °C. Šis temperatūros diapazonas skatina skysto aliuminio tekėjimą ir kietėjimą, tuo pačiu sumažinant porų ir stambių grūdelių riziką. Liejimo proceso metu reikėtų vengti aliuminio skysčio turbulencijos ir riedėjimo, kad būtų išvengta oksido plėvelės plyšimo ir šlako intarpų susidarymo. Be to, aliuminio skysčio filtravimas yra veiksmingas būdas pašalinti nemetalinį šlaką. Prieš filtravimą reikia užtikrinti, kad aliuminio skysčio paviršiaus nuosėdos būtų pašalintos, kad būtų užtikrintas sklandus filtravimas.

Homogenizavimas yra svarbus terminio apdorojimo procesas, skirtas pašalinti liejimo įtempius ir cheminės sudėties disbalansą grūduose. Nepusiausvyrinė kristalizacija sukels liejimo įtempius ir cheminės sudėties disbalansą tarp grūdų. Šios problemos turės įtakos sklandžiam ekstruzijos proceso eigai, taip pat galutinio produkto mechaninėms savybėms ir paviršiaus apdorojimo savybėms. Homogenizavimas skatina aliuminio lydinio elementų difuziją nuo grūdų ribų į grūdus, palaikant aukštą temperatūrą, taip pasiekiant cheminės sudėties vienodumą grūduose. Grūdų dydis turi didelę įtaką homogenizavimo laikui. Kuo smulkesni grūdai, tuo trumpesnis homogenizavimo laikas. Siekiant sumažinti homogenizavimo sąnaudas, galima imtis tokių priemonių kaip grūdų smulkinimas ir kaitinimo krosnies segmentavimo valdymo optimizavimas.

6063 aliuminio lydinio gamyba yra sudėtingas procesas, apimantis griežtą sudėties kontrolę, sudėtingą lydymo ir liejimo technologiją bei kritinį homogenizavimo procesą. Išsamiai atsižvelgiant į šiuos pagrindinius veiksnius ir juos kontroliuojant, galima pagaminti aukštos kokybės aliuminio lydinio liejinius, kurie suteikia tvirtą medžiagos pagrindą vėlesnei profilių gamybai. Tobulėjant mokslui ir technologijoms bei optimizuojant procesus, aliuminio lydinių gamyba bus efektyvesnė ir ekologiškesnė, o tai darys didesnį indėlį į šiuolaikinės pramonės plėtrą.