Точне керування процесами плавлення та лиття алюмінієвих сплавів: комплексний аналіз впровадження алюмінієвого сплаву 6063.

Контроль складу алюмінієвих сплавів є ключем до забезпечення експлуатаційних характеристик матеріалу. У процесі виробництва алюмінієвого сплаву 6063, окрім контролю вмісту основних елементів сплаву, таких як співвідношення магнію та кремнію, також необхідно суворо контролювати вміст домішкових елементів, таких як залізо, мідь, марганець тощо. Хоча ці елементи мало впливають на властивості сплаву в слідових кількостях, як тільки вони перевищують певну межу, вони серйозно впливають на механічні властивості та корозійну стійкість матеріалу. Особливо це стосується цинку, якщо його вміст перевищує 0,05%, то після окислення на поверхні профілю з'являться білі плями, тому контроль вмісту цинку є особливо важливим.

Хімічний склад алюмінієвого сплаву 6063 базується на стандарті GB/T5237-93, який в основному містить 0,2-0,6% кремнію, 0,45-0,9% магнію та до 0,35% заліза. Цей сплав є термооброблюваним зміцненим алюмінієвим сплавом, а його основною зміцнювальною фазою є Mg2Si. Під час процесу гартування кількість твердого розчину Mg2Si визначає кінцеву міцність сплаву. Евтектична температура становить 595°C. У цей час максимальна розчинність Mg2Si становить 1,85%, а при 500°C падає до 1,05%. Це показує, що контроль температури гартування має вирішальне значення для міцності сплаву. Крім того, співвідношення магнію та кремнію у сплаві має значний вплив на розчинність Mg2Si у твердому стані. Для отримання високоміцного сплаву необхідно забезпечити, щоб співвідношення Mg:Si було менше 1,73.

Плавка є основним етапом процесу виробництва високоякісних литих стрижнів. Температура плавлення алюмінієвого сплаву 6063 повинна суворо контролюватися в межах 750-760°C. Занадто низька температура призведе до утворення шлакових включень, тоді як занадто висока температура збільшить ризик поглинання водню, окислення та азотування. Розчинність водню в рідкому алюмінії різко зростає вище 760°C. Тому контроль температури плавлення є ключем до зменшення поглинання водню. Крім того, вирішальне значення також мають вибір флюсу та застосування технології рафінування. Флюси, що зараз представлені на ринку, в основному складаються з хлориду та фтору. Ці флюси легко поглинають вологу. Тому сировину необхідно зберігати сухою під час виробництва, герметично упаковувати та правильно зберігати. Порошкове розпилення наразі є основним методом рафінування алюмінієвого сплаву 6063. Завдяки цьому методу рафінуючий агент може повністю контактувати з рідким алюмінієм для максимальної ефективності. Тиск азоту, що використовується під час порошкового рафінування, повинен бути якомога нижчим, щоб зменшити ризик окислення та поглинання водню.

Лиття є ключовим кроком у визначенні якості литих прутків. Розумна температура лиття може запобігти виникненню дефектів лиття. Для рідкого алюмінієвого сплаву 6063, який пройшов обробку подрібненням зерна, температуру лиття можна відповідно підвищити до 720-740°C. Цей температурний діапазон сприяє потоку та затвердінню рідкого алюмінію, одночасно зменшуючи ризик утворення пор та грубих зерен. Під час процесу лиття слід уникати турбулентності та кочення алюмінієвої рідини, щоб запобігти розриву оксидної плівки та утворенню шлакових включень. Крім того, фільтрація алюмінієвої рідини є ефективним методом видалення неметалевого шлаку. Перед фільтрацією слід забезпечити видалення поверхневого нальоту алюмінієвої рідини, щоб забезпечити її безперебійну фільтрацію.

Гомогенізаційна обробка є важливим процесом термічної обробки для усунення ливарних напружень та дисбалансу хімічного складу всередині зерен. Нерівноважна кристалізація призведе до ливарних напружень та дисбалансу хімічного складу між зернами. Ці проблеми впливатимуть на плавність процесу екструзії, а також на механічні властивості та властивості обробки поверхні кінцевого продукту. Гомогенізаційна обробка сприяє дифузії елементів алюмінієвого сплаву з меж зерен у зерна, підтримуючи тепло при високих температурах, тим самим досягаючи однорідності хімічного складу всередині зерен. Розмір зерен суттєво впливає на час гомогенізаційної обробки. Чим дрібніші зерна, тим коротший час гомогенізації. Для зниження вартості гомогенізаційної обробки можна вжити таких заходів, як подрібнення зерна та оптимізація управління сегментацією нагрівальної печі.

Виробництво алюмінієвого сплаву 6063 – це складний процес, що включає суворий контроль складу, складну технологію плавки та лиття, а також критичну гомогенізаційну обробку. Завдяки комплексному врахуванню та контролю цих ключових факторів можна виготовляти високоякісні литі стрижні з алюмінієвого сплаву, що забезпечують міцну матеріальну основу для подальшого виробництва профілів. З розвитком науки і техніки та оптимізацією процесів виробництво алюмінієвих сплавів стане більш ефективним та екологічно чистим, що зробить більший внесок у розвиток сучасної промисловості.