Controlul fin al proceselor de topire și turnare a aliajelor de aluminiu: o analiză cuprinzătoare a introducerii aliajului de aluminiu 6063.

Controlul compoziției aliajelor de aluminiu este esențial pentru asigurarea performanței materialului. În procesul de producție a aliajului de aluminiu 6063, pe lângă controlul conținutului principalelor elemente ale aliajului, cum ar fi raportul dintre magneziu și siliciu, trebuie să fie controlate strict și elementele de impuritate, cum ar fi fierul, cuprul, manganul etc. Deși aceste elemente au un efect redus asupra proprietăților aliajului în cantități infime, odată ce depășesc o anumită limită, vor afecta serios proprietățile mecanice și rezistența la coroziune a materialului. În special zincul, dacă conținutul său depășește 0,05%, va provoca pete albe pe suprafața profilului după oxidare, așadar controlul conținutului de zinc este deosebit de important.

Compoziția chimică a aliajului de aluminiu 6063 se bazează pe standardul GB/T5237-93, care include în principal 0,2-0,6% siliciu, 0,45-0,9% magneziu și până la 0,35% fier. Acest aliaj este un aliaj de aluminiu întărit, tratabil termic, iar principala sa fază de întărire este Mg2Si. În timpul procesului de călire, cantitatea de Mg2Si din soluția solidă determină rezistența finală a aliajului. Temperatura eutectică este de 595°C. În acest moment, solubilitatea maximă a Mg2Si este de 1,85%, care scade la 1,05% la 500°C. Acest lucru arată că controlul temperaturii de călire este crucial pentru rezistența aliajului. În plus, raportul dintre magneziu și siliciu din aliaj are un impact semnificativ asupra solubilității solide a Mg2Si. Pentru a obține un aliaj de înaltă rezistență, este necesar să se asigure că raportul Mg:Si este mai mic de 1,73.

Topirea este principala etapă a procesului de producere a tijelor turnate de înaltă calitate. Temperatura de topire a aliajului de aluminiu 6063 trebuie controlată strict între 750-760°C. O temperatură prea scăzută va duce la generarea de incluziuni de zgură, în timp ce o temperatură prea ridicată va crește riscul de absorbție a hidrogenului, oxidare și nitrurare. Solubilitatea hidrogenului în aluminiul lichid crește brusc peste 760°C. Prin urmare, controlul temperaturii de topire este cheia pentru reducerea absorbției de hidrogen. În plus, selecția fluxului și aplicarea tehnologiei de rafinare sunt, de asemenea, cruciale. Fluxurile de pe piață în prezent sunt în principal clorură și fluorură. Aceste fluxuri absorb ușor umezeala. Prin urmare, materiile prime trebuie păstrate uscate în timpul producției, sigilate, ambalate și depozitate corespunzător. Rafinarea prin pulverizare cu pulbere este în prezent principala metodă de rafinare a aliajului de aluminiu 6063. Prin această metodă, agentul de rafinare poate intra în contact complet cu aluminiul lichid pentru a-i maximiza eficacitatea. Presiunea azotului utilizată în rafinarea pulberii trebuie să fie cât mai mică posibil pentru a reduce riscul de oxidare și absorbție a hidrogenului.

Turnarea este o etapă cheie în determinarea calității tijelor turnate. O temperatură rezonabilă de turnare poate evita apariția defectelor de turnare. Pentru lichidul din aliajul de aluminiu 6063 care a fost supus unui tratament de rafinare a granulelor, temperatura de turnare poate fi crescută în mod corespunzător la 720-740°C. Acest interval de temperatură este favorabil curgerii și solidificării aluminiului lichid, reducând în același timp riscul de pori și granulație grosieră. În timpul procesului de turnare, trebuie evitate turbulențele și rostogolirea lichidului de aluminiu pentru a preveni ruperea peliculei de oxid și generarea incluziunilor de zgură. În plus, filtrarea lichidului de aluminiu este o metodă eficientă de îndepărtare a zgurii nemetalice. Trebuie asigurat că spuma de suprafață a lichidului de aluminiu este îndepărtată înainte de filtrare pentru a asigura o filtrare lină.

Tratamentul de omogenizare este un proces important de tratament termic pentru eliminarea stresului de turnare și a dezechilibrului compoziției chimice din interiorul granulelor. Cristalizarea în dezechilibru va duce la stres de turnare și la dezechilibru al compoziției chimice între granule. Aceste probleme vor afecta buna desfășurare a procesului de extrudare, precum și proprietățile mecanice și proprietățile de tratament de suprafață ale produsului final. Tratamentul de omogenizare promovează difuzia elementelor din aliajul de aluminiu de la limitele granulelor în granule prin menținerea căldurii la temperaturi ridicate, realizând astfel uniformizarea compoziției chimice din interiorul granulelor. Dimensiunea granulelor are un impact semnificativ asupra timpului de tratament de omogenizare. Cu cât granulele sunt mai fine, cu atât timpul de omogenizare este mai scurt. Pentru a reduce costul tratamentului de omogenizare, se pot lua măsuri precum rafinarea granulelor și optimizarea controlului segmentării cuptorului de încălzire.

Producția aliajului de aluminiu 6063 este un proces complex care implică un control strict al compoziției, o tehnologie sofisticată de topire și turnare și un proces critic de omogenizare. Prin luarea în considerare și controlul cuprinzător al acestor factori cheie, se pot produce tije turnate din aliaj de aluminiu de înaltă calitate, oferind o bază solidă pentru producția ulterioară de profile. Odată cu avansarea științei și tehnologiei și optimizarea proceselor, producția de aliaje de aluminiu va fi mai eficientă și mai ecologică, aducând contribuții mai mari la dezvoltarea industriei moderne.