Fin kontrol af aluminiumslegeringssmelte- og støbeprocesser: en omfattende analyse af introduktionen af ​​6063 aluminiumlegering.

Sammensætningskontrol af aluminiumslegeringer er nøglen til at sikre materialets ydeevne. I produktionsprocessen af ​​6063 aluminiumslegering skal ud over at kontrollere indholdet af hovedlegeringselementer, såsom forholdet mellem magnesium og silicium, også urenhedselementer som jern, kobber, mangan osv. kontrolleres strengt. Selvom disse elementer har ringe effekt på legeringsegenskaber i spormængder, vil de, når de overskrider en vis grænse, alvorligt påvirke materialets mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed. Især zink, hvis indholdet overstiger 0,05%, vil der opstå hvide pletter på overfladen af ​​profilen efter oxidation, så kontrollen af ​​zinkindholdet er særlig vigtig.

Den kemiske sammensætning af 6063 aluminiumslegering er baseret på GB/T5237-93 standarden, som hovedsageligt omfatter 0,2-0,6% silicium, 0,45-0,9% magnesium og op til 0,35% jern. Denne legering er en varmebehandlebar forstærket aluminiumslegering, og dens vigtigste forstærkningsfase er Mg2Si. Under bratkølingsprocessen bestemmer mængden af ​​fast opløsning Mg2Si legeringens endelige styrke. Den eutektiske temperatur er 595°C. På dette tidspunkt er den maksimale opløselighed af Mg2Si 1,85%, hvilket falder til 1,05% ved 500°C. Dette viser, at styringen af ​​bratkølingstemperaturen er afgørende for legeringens styrke. Derudover har forholdet mellem magnesium og silicium i legeringen en væsentlig indflydelse på faststofopløseligheden af ​​Mg2Si. For at opnå en højstyrkelegering er det nødvendigt at sikre, at forholdet mellem Mg:Si er mindre end 1,73.

Smeltning er det primære procestrin i fremstillingen af ​​støbte stænger af høj kvalitet. Smeltetemperaturen for 6063 aluminiumslegering bør kontrolleres strengt mellem 750-760°C. For lav temperatur vil føre til dannelse af slaggeindeslutninger, mens for høj temperatur vil øge risikoen for brintabsorption, oxidation og nitrering. Opløseligheden af ​​brint i flydende aluminium stiger kraftigt over 760°C. Derfor er styring af smeltetemperaturen nøglen til at reducere brintabsorptionen. Derudover er valget af flux og anvendelsen af ​​raffineringsteknologi også afgørende. De flusmidler, der i øjeblikket er på markedet, er hovedsageligt chlorid og fluor. Disse flusmidler absorberer let fugt. Derfor skal råvarerne holdes tørre under produktionen, forsegles og emballeres og opbevares forsvarligt. Pulversprayraffinering er i øjeblikket den vigtigste metode til raffinering af 6063 aluminiumslegering. Gennem denne metode kan raffineringsmidlet komme i fuld kontakt med aluminiumvæsken for at maksimere dens effektivitet. Det nitrogentryk, der anvendes ved pulverraffinering, bør være så lavt som muligt for at reducere risikoen for oxidation og brintabsorption.

Støbning er et nøgletrin i at bestemme kvaliteten af ​​støbte stænger. Rimelig støbetemperatur kan undgå forekomsten af ​​støbefejl. For 6063 aluminiumslegeringsvæske, der har gennemgået en kornforfiningsbehandling, kan støbetemperaturen passende øges til 720-740°C. Dette temperaturområde fremmer flow og størkning af flydende aluminium og reducerer samtidig risikoen for porer og grove korn. Under støbeprocessen bør turbulens og rulning af aluminiumvæsken undgås for at forhindre brud på oxidfilmen og dannelse af slaggeindeslutninger. Derudover er filtrering af aluminiumvæsken en effektiv metode til at fjerne ikke-metallisk slagge. Det skal sikres, at aluminiumvæskens overfladeskum fjernes før filtrering for at sikre en jævn filtrering.

Homogeniseringsbehandling er en vigtig varmebehandlingsproces for at eliminere støbestress og kemisk sammensætning ubalance i kornene. Ikke-ligevægtskrystallisation vil føre til støbespænding og kemisk sammensætning ubalance mellem korn. Disse problemer vil påvirke ekstruderingsprocessens glatte forløb, såvel som de mekaniske egenskaber og overfladebehandlingsegenskaberne af det endelige produkt. Homogeniseringsbehandlingen fremmer diffusionen af ​​aluminiumlegeringselementer fra korngrænserne ind i kornene ved at holde varmen ved høje temperaturer, hvorved der opnås ensartethed af den kemiske sammensætning i kornene. Størrelsen af ​​kornene har en væsentlig indflydelse på tidspunktet for homogeniseringsbehandlingen. Jo finere korn, jo kortere homogeniseringstid. For at reducere omkostningerne ved homogeniseringsbehandling kan der træffes foranstaltninger såsom kornforfining og optimering af opvarmningsovnens segmenteringskontrol.

Produktionen af ​​6063 aluminiumslegering er en kompleks proces, der involverer streng sammensætningskontrol, sofistikeret smelte- og støbeteknologi og kritisk homogeniseringsbehandling. Ved at overveje og kontrollere disse nøglefaktorer grundigt, kan der fremstilles støbte stænger af høj kvalitet i aluminiumslegering, der giver et solidt materialegrundlag for efterfølgende profilproduktion. Med fremskridt inden for videnskab og teknologi og optimering af processer vil produktionen af ​​aluminiumslegeringer være mere effektiv og miljøvenlig og yde større bidrag til udviklingen af ​​moderne industri.