Finkontroll av smelte- og støpeprosesser for aluminiumslegering: en omfattende analyse av introduksjonen av 6063 aluminiumslegering.

Kontroll av sammensetningen av aluminiumslegeringer er nøkkelen til å sikre materialets ytelse. I produksjonsprosessen av 6063 aluminiumslegering må urenheter som jern, kobber, mangan osv., i tillegg til å kontrollere innholdet av hovedlegeringselementene, som forholdet mellom magnesium og silisium, også kontrolleres strengt. Selv om disse elementene har liten effekt på legeringsegenskapene i spormengder, vil de, når de overstiger en viss grense, påvirke materialets mekaniske egenskaper og korrosjonsmotstand alvorlig. Spesielt sink, hvis innholdet overstiger 0,05 %, vil det oppstå hvite flekker på overflaten av profilen etter oksidasjon, så kontroll av sinkinnholdet er spesielt viktig.

Den kjemiske sammensetningen av 6063 aluminiumslegering er basert på GB/T5237-93-standarden, som hovedsakelig inkluderer 0,2–0,6 % silisium, 0,45–0,9 % magnesium og opptil 0,35 % jern. Denne legeringen er en varmebehandlebar, forsterket aluminiumslegering, og dens viktigste forsterkningfase er Mg2Si. Under bråkjølingsprosessen bestemmer mengden fast løsning Mg2Si legeringens endelige styrke. Den eutektiske temperaturen er 595 °C. På dette tidspunktet er den maksimale løseligheten til Mg2Si 1,85 %, som synker til 1,05 % ved 500 °C. Dette viser at kontrollen av bråkjølingstemperaturen er avgjørende for legeringens styrke. I tillegg har forholdet mellom magnesium og silisium i legeringen en betydelig innvirkning på den faste løseligheten til Mg2Si. For å oppnå en høyfast legering er det nødvendig å sikre at forholdet Mg:Si er mindre enn 1,73.

Smelting er det primære prosesstrinnet i produksjon av støpte stenger av høy kvalitet. Smeltetemperaturen til 6063 aluminiumslegering bør kontrolleres strengt mellom 750-760 °C. For lav temperatur vil føre til dannelse av slagg, mens for høy temperatur vil øke risikoen for hydrogenabsorpsjon, oksidasjon og nitrering. Løseligheten av hydrogen i flytende aluminium stiger kraftig over 760 °C. Derfor er kontroll av smeltetemperaturen nøkkelen til å redusere hydrogenabsorpsjon. I tillegg er valg av flussmiddel og anvendelse av raffineringsteknologi også avgjørende. Flussmidlene som er på markedet for tiden er hovedsakelig klorid og fluorid. Disse flussmidlene absorberer lett fuktighet. Derfor må råmaterialene holdes tørre under produksjonen, forsegles og pakkes og lagres riktig. Pulversprayraffinering er for tiden den viktigste metoden for raffinering av 6063 aluminiumslegering. Gjennom denne metoden kan raffineringsmiddelet komme i full kontakt med aluminiumsvæsken for å maksimere effektiviteten. Nitrogentrykket som brukes i pulverraffinering bør være så lavt som mulig for å redusere risikoen for oksidasjon og hydrogenabsorpsjon.

Støping er et viktig trinn i å bestemme kvaliteten på støpte stenger. Rimelig støpetemperatur kan unngå forekomst av støpefeil. For flytende aluminiumlegering 6063 som har gjennomgått kornforfining, kan støpetemperaturen økes passende til 720-740 °C. Dette temperaturområdet bidrar til flyt og størkning av flytende aluminium, samtidig som det reduserer risikoen for porer og grove korn. Under støpeprosessen bør turbulens og rulling av aluminiumsvæsken unngås for å forhindre brudd i oksidfilmen og dannelse av slagginneslutninger. I tillegg er filtrering av aluminiumsvæsken en effektiv metode for å fjerne ikke-metallisk slagg. Det bør sikres at overflateskum fra aluminiumsvæsken fjernes før filtrering for å sikre jevn filtrering.

Homogeniseringsbehandling er en viktig varmebehandlingsprosess for å eliminere støpespenninger og ubalanse i kjemisk sammensetning i kornene. Krystallisering som ikke er i likevekt vil føre til støpespenninger og ubalanse i kjemisk sammensetning mellom kornene. Disse problemene vil påvirke den jevne fremdriften av ekstruderingsprosessen, samt de mekaniske egenskapene og overflatebehandlingsegenskapene til sluttproduktet. Homogeniseringsbehandlingen fremmer diffusjonen av aluminiumlegeringselementer fra korngrensene inn i kornene ved å opprettholde varmen ved høye temperaturer, og dermed oppnå en jevnere kjemisk sammensetning i kornene. Kornstørrelsen har en betydelig innvirkning på tiden for homogeniseringsbehandlingen. Jo finere kornene er, desto kortere homogeniseringstid. For å redusere kostnadene for homogeniseringsbehandling kan det iverksettes tiltak som kornforfining og optimalisering av kontroll av segmenteringen i varmeovnen.

Produksjonen av 6063 aluminiumslegering er en kompleks prosess som involverer streng kontroll av sammensetningen, sofistikert smelte- og støpeteknologi og kritisk homogeniseringsprosess. Ved å ta hensyn til og kontrollere disse nøkkelfaktorene grundig, kan støpte stenger av høy kvalitet i aluminiumslegering produseres, noe som gir et solid materialgrunnlag for senere profilproduksjon. Med fremskritt innen vitenskap og teknologi og optimalisering av prosesser, vil produksjonen av aluminiumslegeringer bli mer effektiv og miljøvennlig, noe som vil gi større bidrag til utviklingen av moderne industri.