Alumiiniseoksen sulatus- ja valuprosessien tarkka hallinta: kattava analyysi 6063-alumiiniseoksen käyttöönotosta.

Alumiiniseosten koostumuksen hallinta on avain materiaalin suorituskyvyn varmistamiseen. 6063-alumiiniseoksen tuotantoprosessissa pääseoselementtien, kuten magnesiumin ja piin suhteen, sisällön valvonnan lisäksi on myös valvottava tiukasti epäpuhtauksia, kuten rautaa, kuparia, mangaania jne. Vaikka näillä alkuaineilla on vain vähän vaikutusta seoksen ominaisuuksiin pieninä määrinä, kun ne ylittävät tietyn rajan, ne vaikuttavat vakavasti materiaalin mekaanisiin ominaisuuksiin ja korroosionkestävyyteen. Erityisesti sinkki, jos sen pitoisuus ylittää 0,05 %, profiilin pinnalle tulee hapetuksen jälkeen valkoisia täpliä, joten sinkkipitoisuuden hallinta on erityisen tärkeää.

6063-alumiiniseoksen kemiallinen koostumus perustuu GB/T5237-93-standardiin, joka sisältää pääasiassa 0,2-0,6 % piitä, 0,45-0,9 % magnesiumia ja 0,35 % rautaa. Tämä seos on lämpökäsiteltävä vahvistettu alumiiniseos, ja sen päävahvistusvaihe on Mg2Si. Karkaisuprosessin aikana kiinteän Mg2Si-liuoksen määrä määrittää lejeeringin lopullisen lujuuden. Eutektinen lämpötila on 595 °C. Tällä hetkellä Mg2Si:n suurin liukoisuus on 1,85 %, mikä laskee 1,05 %:iin 500 °C:ssa. Tämä osoittaa, että sammutuslämpötilan hallinta on ratkaisevan tärkeää lejeeringin lujuuden kannalta. Lisäksi seoksen magnesiumin ja piin suhteella on merkittävä vaikutus Mg2Si:n kiinteään liukoisuuteen. Korkean lujan metalliseoksen saamiseksi on varmistettava, että Mg:Si-suhde on pienempi kuin 1,73.

Sulatus on ensisijainen prosessivaihe korkealaatuisten valutankojen valmistuksessa. 6063-alumiiniseoksen sulamislämpötilaa tulee valvoa tiukasti välillä 750-760 °C. Liian alhainen lämpötila johtaa kuonasulkeumien syntymiseen, kun taas liian korkea lämpötila lisää vedyn absorption, hapettumisen ja nitridoinnin riskiä. Vedyn liukoisuus nestemäiseen alumiiniin nousee jyrkästi yli 760°C. Siksi sulamislämpötilan hallinta on avain vedyn absorption vähentämiseen. Lisäksi juoksutteen valinta ja jalostusteknologian soveltaminen ovat myös tärkeitä. Tällä hetkellä markkinoilla olevat sulatteet ovat pääasiassa kloridia ja fluoria. Nämä sulatteet imevät helposti kosteutta. Siksi raaka-aineet on pidettävä kuivina tuotannon aikana, suljettava ja pakattava sekä säilytettävä asianmukaisesti. Jauhesuihkupuhdistus on tällä hetkellä tärkein menetelmä 6063-alumiiniseoksen jalostukseen. Tämän menetelmän avulla raffinointiaine voi olla täysin kosketuksessa alumiininesteen kanssa sen tehokkuuden maksimoimiseksi. Jauhepuhdistuksessa käytettävän typen paineen tulee olla mahdollisimman alhainen hapettumisen ja vedyn absorption riskin vähentämiseksi.

Valu on keskeinen vaihe valuvavojen laadun määrittämisessä. Kohtuullinen valulämpötila voi välttää valuvirheiden esiintymisen. 6063-alumiiniseosnesteelle, joka on käsitelty rakeiden jalostuskäsittelyllä, valulämpötilaa voidaan nostaa sopivasti 720-740 °C:seen. Tämä lämpötila-alue edistää nestemäisen alumiinin virtausta ja kiinteytymistä samalla, kun se vähentää huokosten ja karkeiden rakeiden riskiä. Valuprosessin aikana tulee välttää alumiininesteen turbulenssia ja pyörimistä, jotta estetään oksidikalvon repeäminen ja kuonasulkeumien muodostuminen. Lisäksi alumiininesteen suodatus on tehokas tapa poistaa ei-metallista kuonaa. On varmistettava, että alumiininesteen pintavaahto poistetaan ennen suodatusta tasaisen suodatuksen varmistamiseksi.

Homogenisointikäsittely on tärkeä lämpökäsittelyprosessi valurasituksen ja jyvien kemiallisen koostumuksen epätasapainon poistamiseksi. Epätasapainoinen kiteytyminen johtaa valurasitukseen ja kemiallisen koostumuksen epätasapainoon rakeiden välillä. Nämä ongelmat vaikuttavat ekstruusioprosessin sujuvaan etenemiseen sekä lopputuotteen mekaanisiin ominaisuuksiin ja pintakäsittelyominaisuuksiin. Homogenointikäsittely edistää alumiiniseoselementtien diffuusiota raerajoilta rakeisiin ylläpitämällä lämpöä korkeissa lämpötiloissa, jolloin saadaan aikaan rakeiden sisällä olevan kemiallisen koostumuksen yhtenäistäminen. Jyvien koolla on merkittävä vaikutus homogenisointikäsittelyn aikaan. Mitä hienojakoisempia rakeita, sitä lyhyempi homogenointiaika. Homogenointikäsittelyn kustannusten alentamiseksi voidaan ryhtyä toimenpiteisiin, kuten viljan jalostukseen ja lämmitysuunin segmentoinnin ohjauksen optimointiin.

6063-alumiiniseoksen tuotanto on monimutkainen prosessi, joka sisältää tiukan koostumuksen valvonnan, kehittyneen sulatus- ja valuteknologian sekä kriittisen homogenointiprosessin. Nämä keskeiset tekijät kattavasti huomioimalla ja hallitsemalla voidaan valmistaa korkealaatuisia alumiiniseosvalutankoja, jotka tarjoavat vankan materiaaliperustan myöhemmälle profiilituotannolle. Tieteen ja tekniikan edistymisen ja prosessien optimoinnin myötä alumiiniseosten tuotanto on tehokkaampaa ja ympäristöystävällisempää, mikä edistää nykyaikaisen teollisuuden kehitystä.