Фина контрола процеса топљења и ливења алуминијумских легура: свеобухватна анализа увођења алуминијумске легуре 6063.

Контрола састава алуминијумских легура је кључна за обезбеђивање перформанси материјала. У процесу производње алуминијумске легуре 6063, поред контроле садржаја главних елемената легуре, као што је однос магнезијума и силицијума, нечистоће попут гвожђа, бакра, мангана итд. такође морају бити строго контролисане. Иако ови елементи имају мали утицај на својства легуре у траговима, када пређу одређену границу, озбиљно ће утицати на механичка својства и отпорност материјала на корозију. Посебно цинк, ако његов садржај прелази 0,05%, након оксидације ће се појавити беле мрље на површини профила, па је контрола садржаја цинка посебно важна.

Хемијски састав легуре алуминијума 6063 заснован је на стандарду GB/T5237-93, који углавном садржи 0,2-0,6% силицијума, 0,45-0,9% магнезијума и до 0,35% гвожђа. Ова легура је термички обрадива ојачана легура алуминијума, а њена главна фаза ојачавања је Mg2Si. Током процеса каљења, количина чврстог раствора Mg2Si одређује коначну чврстоћу легуре. Еутектичка температура је 595°C. У овом тренутку, максимална растворљивост Mg2Si је 1,85%, што пада на 1,05% на 500°C. Ово показује да је контрола температуре каљења кључна за чврстоћу легуре. Поред тога, однос магнезијума и силицијума у ​​легури има значајан утицај на чврсту растворљивост Mg2Si. Да би се добила легура високе чврстоће, потребно је осигурати да је однос Mg:Si мањи од 1,73.

Топљење је примарни корак у производњи висококвалитетних ливених шипки. Температура топљења легуре алуминијума 6063 треба да буде строго контролисана између 750-760°C. Прениска температура ће довести до стварања укључивања згуре, док ће превисока температура повећати ризик од апсорпције водоника, оксидације и нитрирања. Растворљивост водоника у течном алуминијуму нагло расте изнад 760°C. Стога је контрола температуре топљења кључ за смањење апсорпције водоника. Поред тога, избор флукса и примена технологије рафинирања су такође кључни. Флукси који су тренутно на тржишту су углавном хлорид и флуорид. Ови флукси лако апсорбују влагу. Стога, сировине морају бити суве током производње, затворене и упаковане и правилно складиштене. Рафинирање прашкастим распршивањем је тренутно главна метода за рафинирање легуре алуминијума 6063. Овом методом, средство за рафинирање може у потпуности да контактира са течним алуминијумом како би се максимизирала његова ефикасност. Притисак азота који се користи у рафинирању праха треба да буде што је могуће нижи како би се смањио ризик од оксидације и апсорпције водоника.

Ливење је кључни корак у одређивању квалитета ливених шипки. Разумна температура ливења може спречити појаву дефеката ливења. За течни алуминијум легуре 6063 који је прошао третман рафинирања зрна, температура ливења може се на одговарајући начин повећати на 720-740°C. Овај температурни опсег је погодан за проток и очвршћавање течног алуминијума, а истовремено смањује ризик од пора и крупних зрна. Током процеса ливења, треба избегавати турбуленцију и котрљање алуминијумске течности како би се спречило пуцање оксидног филма и стварање укључивања згуре. Поред тога, филтрирање алуминијумске течности је ефикасна метода за уклањање неметалне згуре. Треба осигурати да се површински слој алуминијумске течности уклони пре филтрације како би се осигурала глатка филтрација.

Третман хомогенизацијом је важан процес термичке обраде за елиминисање напрезања при ливењу и неравнотеже хемијског састава унутар зрна. Неравнотежна кристализација ће довести до напрезања при ливењу и неравнотеже хемијског састава између зрна. Ови проблеми ће утицати на гладак ток процеса екструзије, као и на механичка својства и површинска својства финалног производа. Третман хомогенизацијом подстиче дифузију елемената легуре алуминијума из граница зрна у зрна одржавањем топлоте на високим температурама, чиме се постиже уједначење хемијског састава унутар зрна. Величина зрна има значајан утицај на време обраде хомогенизацијом. Што су зрна ситнија, то је време хомогенизације краће. Да би се смањили трошкови обраде хомогенизацијом, могу се предузети мере као што су пречишћавање зрна и оптимизација контроле сегментације пећи за грејање.

Производња алуминијумске легуре 6063 је сложен процес који укључује строгу контролу састава, софистицирану технологију топљења и ливења и критичну обраду хомогенизације. Свеобухватним разматрањем и контролом ових кључних фактора, могу се произвести висококвалитетне ливене шипке од алуминијумске легуре, пружајући чврсту материјалну основу за накнадну производњу профила. Са напретком науке и технологије и оптимизацијом процеса, производња алуминијумских легура биће ефикаснија и еколошки прихватљивија, што ће дати већи допринос развоју модерне индустрије.