Fina kontrola procesa topljenja i livenja legure aluminijuma: sveobuhvatna analiza uvođenja 6063 legure aluminijuma.

Kontrola sastava aluminijskih legura je ključ za osiguranje performansi materijala. U procesu proizvodnje legure aluminijuma 6063, pored kontrole sadržaja glavnih elemenata legure, kao što je odnos magnezijuma i silicijuma, potrebno je strogo kontrolisati i elemente nečistoća kao što su gvožđe, bakar, mangan itd. Iako ovi elementi imaju mali uticaj na svojstva legure u tragovima, kada pređu određenu granicu, oni će ozbiljno uticati na mehanička svojstva i otpornost materijala na koroziju. Posebno cink, ako njegov sadržaj prelazi 0,05%, nakon oksidacije će se pojaviti bijele mrlje na površini profila, pa je kontrola sadržaja cinka posebno važna.

Hemijski sastav legure aluminijuma 6063 zasnovan je na standardu GB/T5237-93, koji uglavnom uključuje 0,2-0,6% silicijuma, 0,45-0,9% magnezijuma i do 0,35% gvožđa. Ova legura je termički obrađena ojačana aluminijumska legura, a njena glavna faza ojačanja je Mg2Si. Tokom procesa kaljenja, količina čvrstog rastvora Mg2Si određuje konačnu čvrstoću legure. Eutektička temperatura je 595°C. U ovom trenutku, maksimalna rastvorljivost Mg2Si je 1,85%, što pada na 1,05% na 500°C. Ovo pokazuje da je kontrola temperature gašenja ključna za čvrstoću legure. Pored toga, odnos magnezijuma i silicijuma u leguri ima značajan uticaj na rastvorljivost Mg2Si u čvrstom stanju. Da bi se dobila legura visoke čvrstoće, potrebno je osigurati da omjer Mg:Si bude manji od 1,73.

Topljenje je primarni korak procesa u proizvodnji visokokvalitetnih livenih šipki. Temperaturu topljenja legure aluminijuma 6063 treba strogo kontrolisati između 750-760°C. Preniska temperatura će dovesti do stvaranja inkluzija šljake, dok će previsoka temperatura povećati rizik od apsorpcije vodonika, oksidacije i nitriranja. Rastvorljivost vodonika u tekućem aluminijumu naglo raste iznad 760°C. Stoga je kontrola temperature topljenja ključ za smanjenje apsorpcije vodonika. Osim toga, odabir fluksa i primjena tehnologije rafiniranja su također ključni. Tokovi koji su trenutno na tržištu uglavnom su hlorid i fluor. Ovi fluksovi lako upijaju vlagu. Zbog toga se sirovine moraju održavati suvim tokom proizvodnje, zapečaćene i upakovane i pravilno uskladištene. Rafiniranje u prahu je trenutno glavna metoda za rafiniranje 6063 aluminijumske legure. Kroz ovu metodu, agens za rafinaciju može u potpunosti doći u kontakt sa aluminijskom tekućinom kako bi se maksimizirala njegova učinkovitost. Pritisak dušika koji se koristi u rafiniranju praha trebao bi biti što niži kako bi se smanjio rizik od oksidacije i apsorpcije vodika.

Lijevanje je ključni korak u određivanju kvaliteta livenih šipki. Razumna temperatura livenja može izbeći pojavu defekata odlivaka. Za tečnost od legure aluminijuma 6063 koja je podvrgnuta tretmanu prečišćavanja zrna, temperatura livenja može se na odgovarajući način povećati na 720-740°C. Ovaj temperaturni raspon je pogodan za protok i skrućivanje tekućeg aluminija uz smanjenje rizika od pora i krupnih zrna. Tokom procesa livenja treba izbegavati turbulenciju i valjanje aluminijumske tečnosti kako bi se sprečilo pucanje oksidnog filma i stvaranje inkluzija šljake. Osim toga, filtriranje aluminijske tekućine je efikasna metoda za uklanjanje nemetalne šljake. Treba osigurati da se površinski naslaga aluminijske tekućine ukloni prije filtracije kako bi se osigurala glatka filtracija.

Homogenizacijski tretman je važan proces termičke obrade kako bi se eliminisalo naprezanje livenja i neravnoteža hemijskog sastava unutar zrna. Neravnotežna kristalizacija će dovesti do naprezanja prilikom livenja i neravnoteže hemijskog sastava između zrna. Ovi problemi će uticati na nesmetan napredak procesa ekstruzije, kao i na mehanička svojstva i svojstva površinske obrade finalnog proizvoda. Homogenizacijski tretman promoviše difuziju elemenata legure aluminijuma sa granica zrna u zrna održavanjem toplote na visokim temperaturama, čime se postiže uniformizacija hemijskog sastava unutar zrna. Veličina zrna ima značajan uticaj na vreme tretmana homogenizacije. Što su zrna finija, to je kraće vrijeme homogenizacije. Kako bi se smanjili troškovi tretmana homogenizacije, mogu se poduzeti mjere kao što su rafiniranje zrna i optimizacija kontrole segmentacije peći za grijanje.

Proizvodnja legure aluminijuma 6063 je složen proces koji uključuje strogu kontrolu sastava, sofisticiranu tehnologiju topljenja i livenja i kritičnu obradu homogenizacije. Sveobuhvatnim razmatranjem i kontrolom ovih ključnih faktora, mogu se proizvesti visokokvalitetne livene šipke od legure aluminijuma, pružajući čvrstu materijalnu osnovu za kasniju proizvodnju profila. Sa napretkom nauke i tehnologije i optimizacijom procesa, proizvodnja aluminijumskih legura će biti efikasnija i ekološki prihvatljivija, dajući veći doprinos razvoju moderne industrije.