Control fi dels processos de fosa i fosa d'aliatge d'alumini: una anàlisi exhaustiva de la introducció de l'aliatge d'alumini 6063.

El control de la composició dels aliatges d'alumini és la clau per garantir el rendiment del material. En el procés de producció de l'aliatge d'alumini 6063, a més de controlar el contingut dels principals elements d'aliatge, com ara la proporció de magnesi i silici, també s'han de controlar estrictament elements d'impureses com ara ferro, coure, manganès, etc. Tot i que aquests elements tenen poc efecte sobre les propietats de l'aliatge en quantitats traces, un cop superin un cert límit, afectaran greument les propietats mecàniques i la resistència a la corrosió del material. Especialment zinc, si el seu contingut supera el 0,05%, apareixeran taques blanques a la superfície del perfil després de l'oxidació, per la qual cosa el control del contingut de zinc és especialment important.

La composició química de l'aliatge d'alumini 6063 es basa en l'estàndard GB/T5237-93, que inclou principalment 0,2-0,6% de silici, 0,45-0,9% de magnesi i fins a 0,35% de ferro. Aquest aliatge és un aliatge d'alumini reforçat amb tractament tèrmic i la seva fase d'enfortiment principal és Mg2Si. Durant el procés d'extinció, la quantitat de solució sòlida Mg2Si determina la resistència final de l'aliatge. La temperatura eutèctica és de 595 °C. En aquest moment, la solubilitat màxima de Mg2Si és de l'1,85%, que baixa a l'1,05% a 500 °C. Això demostra que el control de la temperatura d'extinció és crucial per a la resistència de l'aliatge. A més, la proporció de magnesi a silici a l'aliatge té un impacte significatiu en la solubilitat sòlida de Mg2Si. Per obtenir un aliatge d'alta resistència, cal assegurar-se que la proporció de Mg:Si sigui inferior a 1,73.

La fosa és l'etapa principal del procés per produir barres de fosa d'alta qualitat. La temperatura de fusió de l'aliatge d'alumini 6063 s'ha de controlar estrictament entre 750 i 760 °C. Una temperatura massa baixa conduirà a la generació d'inclusions d'escòria, mentre que una temperatura massa alta augmentarà el risc d'absorció d'hidrogen, oxidació i nitruració. La solubilitat de l'hidrogen en alumini líquid augmenta bruscament per sobre dels 760 °C. Per tant, controlar la temperatura de fusió és la clau per reduir l'absorció d'hidrogen. A més, la selecció del flux i l'aplicació de la tecnologia de refinament també són crucials. Els fluxos actualment al mercat són principalment clorur i fluor. Aquests fluxos absorbeixen fàcilment la humitat. Per tant, les matèries primeres s'han de mantenir seques durant la producció, segellades i envasades i emmagatzemades adequadament. El refinament per polvorització de pols és actualment el mètode principal per refinar l'aliatge d'alumini 6063. Mitjançant aquest mètode, l'agent de refinament pot contactar completament amb el líquid d'alumini per maximitzar la seva eficàcia. La pressió de nitrogen utilitzada en el refinament de pols ha de ser tan baixa com sigui possible per reduir el risc d'oxidació i absorció d'hidrogen.

La fosa és un pas clau per determinar la qualitat de les barres de fosa. Una temperatura de colada raonable pot evitar l'aparició de defectes de colada. Per al líquid d'aliatge d'alumini 6063 que ha estat sotmès a un tractament de refinament del gra, la temperatura de colada es pot augmentar adequadament a 720-740 °C. Aquest rang de temperatura afavoreix el flux i la solidificació de l'alumini líquid alhora que redueix el risc de porus i grans gruixuts. Durant el procés de fosa, s'han d'evitar les turbulències i el rodatge del líquid d'alumini per evitar la ruptura de la pel·lícula d'òxid i la generació d'inclusions d'escòria. A més, filtrar el líquid d'alumini és un mètode eficaç per eliminar l'escòria no metàl·lica. Cal assegurar-se que l'escuma superficial del líquid d'alumini s'elimina abans de la filtració per garantir una filtració suau.

El tractament d'homogeneïtzació és un procés de tractament tèrmic important per eliminar l'estrès de colada i el desequilibri de la composició química dins dels grans. La cristal·lització no equilibrada comportarà un estrès de colada i un desequilibri de composició química entre els grans. Aquests problemes afectaran el bon progrés del procés d'extrusió, així com les propietats mecàniques i les propietats de tractament superficial del producte final. El tractament d'homogeneïtzació afavoreix la difusió d'elements d'aliatge d'alumini des dels límits dels grans als grans mantenint la calor a altes temperatures, aconseguint així una uniformització de la composició química dins dels grans. La mida dels grans té un impacte important en el temps del tractament d'homogeneïtzació. Com més fins són els grans, més curt és el temps d'homogeneïtzació. Per tal de reduir el cost del tractament d'homogeneïtzació, es poden prendre mesures com ara el refinament del gra i l'optimització del control de la segmentació del forn de calefacció.

La producció d'aliatge d'alumini 6063 és un procés complex que implica un estricte control de la composició, una tecnologia sofisticada de fosa i fosa i un processament crític d'homogeneïtzació. En considerar i controlar de manera exhaustiva aquests factors clau, es poden produir barres de fosa d'aliatge d'alumini d'alta qualitat, proporcionant una base de material sòlida per a la producció de perfils posterior. Amb l'avenç de la ciència i la tecnologia i l'optimització dels processos, la producció d'aliatges d'alumini serà més eficient i respectuosa amb el medi ambient, fent més contribucions al desenvolupament de la indústria moderna.