التحكم الدقيق في عمليات صهر وصب سبائك الألومنيوم: تحليل شامل لمقدمة سبائك الألومنيوم 6063.

يعد التحكم في تركيبة سبائك الألومنيوم هو المفتاح لضمان أداء المواد. في عملية إنتاج سبائك الألومنيوم 6063، بالإضافة إلى التحكم في محتوى عناصر السبائك الرئيسية، مثل نسبة المغنيسيوم والسيليكون، فإن عناصر الشوائب مثل الحديد والنحاس والمنغنيز وما إلى ذلك تحتاج أيضًا إلى التحكم الصارم. على الرغم من أن هذه العناصر لها تأثير ضئيل على خصائص السبائك بكميات ضئيلة، إلا أنها بمجرد أن تتجاوز حدًا معينًا، فإنها ستؤثر بشكل خطير على الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل للمادة. خاصة الزنك، إذا تجاوز محتواه 0.05%، ستظهر بقع بيضاء على سطح الملف بعد الأكسدة، لذا فإن التحكم في محتوى الزنك مهم بشكل خاص.

التركيب الكيميائي لسبائك الألومنيوم 6063 يعتمد على معيار GB/T5237-93، والذي يشمل بشكل أساسي 0.2-0.6% سيليكون، 0.45-0.9% مغنيسيوم وما يصل إلى 0.35% حديد. هذه السبيكة عبارة عن سبيكة ألومنيوم معززة قابلة للمعالجة بالحرارة، ومرحلة تقويتها الرئيسية هي Mg2Si. أثناء عملية التبريد، تحدد كمية المحلول الصلب Mg2Si القوة النهائية للسبيكة. درجة حرارة الانصهار هي 595 درجة مئوية. في هذا الوقت، الحد الأقصى للذوبان في Mg2Si هو 1.85%، والذي ينخفض ​​إلى 1.05% عند 500 درجة مئوية. وهذا يدل على أن التحكم في درجة حرارة التبريد أمر بالغ الأهمية لقوة السبيكة. بالإضافة إلى ذلك، فإن نسبة المغنيسيوم إلى السيليكون في السبيكة لها تأثير كبير على قابلية ذوبان Mg2Si الصلبة. من أجل الحصول على سبيكة عالية القوة، فمن الضروري التأكد من أن نسبة Mg:Si أقل من 1.73.

الصهر هو خطوة العملية الأساسية في إنتاج قضبان الصب عالية الجودة. يجب التحكم بدقة في درجة حرارة انصهار سبائك الألومنيوم 6063 بين 750-760 درجة مئوية. ستؤدي درجة الحرارة المنخفضة جدًا إلى توليد شوائب الخبث، في حين أن درجة الحرارة المرتفعة جدًا ستزيد من خطر امتصاص الهيدروجين والأكسدة والنيترة. ترتفع قابلية ذوبان الهيدروجين في الألومنيوم السائل بشكل حاد فوق 760 درجة مئوية. ولذلك، فإن التحكم في درجة حرارة الانصهار هو المفتاح لتقليل امتصاص الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، يعد اختيار التدفق وتطبيق تكنولوجيا التكرير أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. التدفقات الموجودة حاليًا في السوق هي بشكل أساسي الكلوريد والفلورايد. هذه التدفقات تمتص الرطوبة بسهولة. ولذلك، يجب أن تبقى المواد الخام جافة أثناء الإنتاج، ومختومة ومعبأة ومخزنة بشكل صحيح. يعد تكرير رذاذ المسحوق حاليًا الطريقة الرئيسية لتنقية سبائك الألومنيوم 6063. من خلال هذه الطريقة، يمكن لعامل التكرير أن يتلامس بشكل كامل مع سائل الألومنيوم لزيادة فعاليته إلى الحد الأقصى. يجب أن يكون ضغط النيتروجين المستخدم في تكرير المسحوق منخفضًا قدر الإمكان لتقليل مخاطر الأكسدة وامتصاص الهيدروجين.

يعد الصب خطوة أساسية في تحديد جودة قضبان الصب. درجة حرارة الصب المعقولة يمكن أن تتجنب حدوث عيوب الصب. بالنسبة لسائل سبائك الألومنيوم 6063 الذي خضع لمعالجة صقل الحبوب، يمكن زيادة درجة حرارة الصب بشكل مناسب إلى 720-740 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة هذا يساعد على تدفق وتصلب الألومنيوم السائل مع تقليل خطر المسام والحبوب الخشنة. أثناء عملية الصب، يجب تجنب الاضطراب والدحرجة لسائل الألومنيوم لمنع تمزق طبقة الأكسيد وتوليد شوائب الخبث. بالإضافة إلى ذلك، تصفية سائل الألومنيوم هي طريقة فعالة لإزالة الخبث غير المعدني. يجب التأكد من إزالة الرغوة السطحية لسائل الألومنيوم قبل الترشيح لضمان الترشيح السلس.

تعد معالجة التجانس عملية معالجة حرارية مهمة للتخلص من إجهاد الصب واختلال التركيب الكيميائي داخل الحبوب. سيؤدي التبلور غير المتوازن إلى إجهاد الصب واختلال التركيب الكيميائي بين الحبوب. ستؤثر هذه المشكلات على التقدم السلس لعملية البثق، بالإضافة إلى الخواص الميكانيكية وخصائص المعالجة السطحية للمنتج النهائي. تعمل معالجة التجانس على تعزيز انتشار عناصر سبائك الألومنيوم من حدود الحبوب إلى الحبوب عن طريق الحفاظ على الحرارة عند درجات حرارة عالية، وبالتالي تحقيق توحيد التركيب الكيميائي داخل الحبوب. حجم الحبوب له تأثير كبير على وقت علاج التجانس. كلما كانت الحبوب أصغر، كلما كان وقت التجانس أقصر. من أجل تقليل تكلفة معالجة التجانس، يمكن اتخاذ تدابير مثل صقل الحبوب وتحسين التحكم في تجزئة فرن التسخين.

يعد إنتاج سبائك الألومنيوم 6063 عملية معقدة تتضمن التحكم الصارم في التركيب، وتكنولوجيا الصهر والصب المتطورة، ومعالجة التجانس الحرجة. من خلال النظر بشكل شامل والتحكم في هذه العوامل الرئيسية، يمكن إنتاج قضبان صب سبائك الألومنيوم عالية الجودة، مما يوفر أساسًا ماديًا متينًا لإنتاج المقاطع اللاحقة. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا وتحسين العمليات، سيكون إنتاج سبائك الألومنيوم أكثر كفاءة وصديقة للبيئة، مما يقدم مساهمات أكبر في تطوير الصناعة الحديثة.