Fín stjórn á bræðslu- og steypuferlum álbræðslu: alhliða greining á kynningu á 6063 álblöndu.

Samsetningarstýring á álblöndu er lykillinn að því að tryggja afköst efnisins. Í framleiðsluferli 6063 álblöndu, auk þess að stjórna innihaldi helstu málmblöndunnar, eins og hlutfalls magnesíums og kísils, þarf einnig að vera strangt stjórnað óhreinindum eins og járni, kopar, mangani osfrv. Þrátt fyrir að þessir þættir hafi lítil áhrif á eiginleika álfelgurs í snefilmagni, þegar þeir fara yfir ákveðin mörk, munu þeir hafa alvarleg áhrif á vélræna eiginleika og tæringarþol efnisins. Sérstaklega sink, ef innihald þess fer yfir 0,05%, munu hvítir blettir birtast á yfirborði sniðsins eftir oxun, þannig að eftirlit með sinkinnihaldi er sérstaklega mikilvægt.

Efnasamsetning 6063 álblöndunnar er byggð á GB/T5237-93 staðlinum, sem inniheldur aðallega 0,2-0,6% sílikon, 0,45-0,9% magnesíum og allt að 0,35% járn. Þetta málmblendi er hitameðhöndlað styrkt álblendi og helsta styrkingarfasinn er Mg2Si. Meðan á slökkviferlinu stendur ákvarðar magn af fastri lausn Mg2Si endanlegan styrk málmblöndunnar. Dauðhitastigið er 595°C. Á þessum tíma er hámarksleysni Mg2Si 1,85%, sem fer niður í 1,05% við 500°C. Þetta sýnir að stjórnun slökkvihitastigs skiptir sköpum fyrir styrkleika málmblöndunnar. Að auki hefur hlutfall magnesíums og sílikons í málmblöndunni veruleg áhrif á leysni Mg2Si í föstu formi. Til þess að fá hástyrka málmblöndu er nauðsynlegt að tryggja að hlutfall Mg:Si sé minna en 1,73.

Bræðsla er aðalferlisþrepið í framleiðslu hágæða steyptra stanga. Bræðsluhitastig 6063 álblöndu ætti að vera strangt stjórnað á milli 750-760°C. Of lágt hitastig mun leiða til myndunar gjallinnihalds en of hátt hitastig eykur hættuna á vetnisupptöku, oxun og nítrun. Leysni vetnis í fljótandi áli hækkar verulega yfir 760°C. Þess vegna er stjórn á bræðsluhitastigi lykillinn að því að draga úr frásog vetnis. Að auki skiptir val á flæði og beitingu hreinsunartækni einnig sköpum. Þau flæði sem nú eru á markaðnum eru aðallega klóríð og flúoríð. Þessi flæði gleypa auðveldlega raka. Þess vegna verður að halda hráefninu þurru meðan á framleiðslu stendur, innsiglað og pakkað og rétt geymt. Hreinsun með duftúða er nú helsta aðferðin til að hreinsa 6063 álblöndu. Með þessari aðferð getur hreinsunarefnið snert álvökvann að fullu til að hámarka virkni hans. Köfnunarefnisþrýstingurinn sem notaður er við dufthreinsun ætti að vera eins lágur og hægt er til að draga úr hættu á oxun og frásog vetnis.

Steypa er lykilskref til að ákvarða gæði steyptra stanga. Sanngjarnt steypuhitastig getur komið í veg fyrir steypugalla. Fyrir 6063 álvökva sem hefur gengist undir kornhreinsun, er hægt að hækka steypuhitastigið á viðeigandi hátt í 720-740°C. Þetta hitastig stuðlar að flæði og storknun fljótandi áls á sama tíma og það dregur úr hættu á svitaholum og grófum kornum. Á meðan á steypuferlinu stendur ætti að forðast ókyrrð og velting álvökvans til að koma í veg fyrir að oxíðfilman rofni og gjallinnihald myndast. Að auki er síun álvökvans áhrifarík aðferð til að fjarlægja málmlaust gjall. Tryggja skal að yfirborðsskrúmm álvökvans sé fjarlægt fyrir síun til að tryggja slétta síun.

Einsleitnimeðferð er mikilvægt hitameðferðarferli til að útrýma steypuálagi og ójafnvægi í efnasamsetningu innan kornanna. Kristöllun sem ekki er í jafnvægi mun leiða til steypuálags og ójafnvægis í efnasamsetningu milli korna. Þessi vandamál munu hafa áhrif á sléttan framgang extrusion ferlisins, sem og vélrænni eiginleika og yfirborðsmeðferðareiginleika lokaafurðarinnar. Einsleitnimeðferðin stuðlar að dreifingu álblendiþátta frá kornamörkum inn í kornin með því að viðhalda hita við háan hita, þannig að ná einsleitni á efnasamsetningu innan kornanna. Stærð kornanna hefur veruleg áhrif á tíma einsleitunarmeðferðar. Því fínni sem kornin eru, því styttri er einsleitunartíminn. Til að draga úr kostnaði við einsleitnimeðferð er hægt að grípa til ráðstafana eins og kornhreinsunar og hagræðingar á skiptingarstýringu hitaofnsins.

Framleiðsla á 6063 álblöndu er flókið ferli sem felur í sér strangt eftirlit með samsetningu, háþróaðri bræðslu- og steyputækni og mikilvægri einsleitnivinnslu. Með því að íhuga og stjórna þessum lykilþáttum ítarlega er hægt að framleiða hágæða álsteypustangir sem veita traustan efnisgrundvöll fyrir síðari sniðframleiðslu. Með framförum vísinda og tækni og hagræðingu ferla verður framleiðsla álblöndur skilvirkari og umhverfisvænni og leggur meira af mörkum til þróunar nútíma iðnaðar.