Controllo accurato dei processi di fusione e colata delle leghe di alluminio: un'analisi completa dell'introduzione della lega di alluminio 6063.

Il controllo della composizione delle leghe di alluminio è la chiave per garantire le prestazioni dei materiali. Nel processo di produzione della lega di alluminio 6063, oltre a controllare il contenuto dei principali elementi della lega, come il rapporto tra magnesio e silicio, è necessario controllare rigorosamente anche gli elementi impuri come ferro, rame, manganese, ecc. Sebbene questi elementi abbiano scarso effetto sulle proprietà della lega in tracce, una volta superato un certo limite, influenzeranno seriamente le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione del materiale. Soprattutto lo zinco, se il suo contenuto supera lo 0,05%, dopo l'ossidazione appariranno macchie bianche sulla superficie del profilo, quindi il controllo del contenuto di zinco è particolarmente importante.

La composizione chimica della lega di alluminio 6063 si basa sullo standard GB/T5237-93, che comprende principalmente 0,2-0,6% di silicio, 0,45-0,9% di magnesio e fino allo 0,35% di ferro. Questa lega è una lega di alluminio rinforzata trattabile termicamente e la sua fase di rinforzo principale è Mg2Si. Durante il processo di tempra, la quantità di soluzione solida Mg2Si determina la resistenza finale della lega. La temperatura eutettica è 595°C. Attualmente la solubilità massima di Mg2Si è 1,85%, che scende a 1,05% a 500°C. Ciò dimostra che il controllo della temperatura di raffreddamento è fondamentale per la resistenza della lega. Inoltre, il rapporto tra magnesio e silicio nella lega ha un impatto significativo sulla solubilità solida di Mg2Si. Per ottenere una lega ad alta resistenza è necessario garantire che il rapporto Mg:Si sia inferiore a 1,73.

La fusione è la fase principale del processo nella produzione di barre fuse di alta qualità. La temperatura di fusione della lega di alluminio 6063 deve essere rigorosamente controllata tra 750 e 760°C. Una temperatura troppo bassa porterà alla generazione di inclusioni di scorie, mentre una temperatura troppo alta aumenterà il rischio di assorbimento di idrogeno, ossidazione e nitrurazione. La solubilità dell'idrogeno nell'alluminio liquido aumenta nettamente al di sopra dei 760°C. Pertanto, il controllo della temperatura di fusione è la chiave per ridurre l’assorbimento di idrogeno. Inoltre, sono cruciali anche la selezione del flusso e l’applicazione della tecnologia di raffinazione. I fondenti attualmente sul mercato sono principalmente cloruro e fluoruro. Questi flussi assorbono facilmente l'umidità. Pertanto, le materie prime devono essere mantenute asciutte durante la produzione, sigillate, imballate e adeguatamente immagazzinate. La raffinazione a spruzzo di polvere è attualmente il metodo principale per raffinare la lega di alluminio 6063. Attraverso questo metodo, l'agente di raffinazione può entrare completamente in contatto con il liquido di alluminio per massimizzarne l'efficacia. La pressione dell'azoto utilizzata nella raffinazione delle polveri dovrebbe essere la più bassa possibile per ridurre il rischio di ossidazione e assorbimento di idrogeno.

La fusione è un passaggio fondamentale nel determinare la qualità delle canne fuse. Una temperatura di fusione ragionevole può evitare il verificarsi di difetti di fusione. Per la lega di alluminio liquida 6063 che ha subito un trattamento di raffinazione del grano, la temperatura di fusione può essere opportunamente aumentata a 720-740°C. Questo intervallo di temperature favorisce il flusso e la solidificazione dell'alluminio liquido riducendo al contempo il rischio di pori e grani grossolani. Durante il processo di colata è opportuno evitare turbolenze e rotolamenti dell'alluminio liquido per evitare la rottura del film di ossido e la generazione di inclusioni di scoria. Inoltre, filtrare il liquido di alluminio è un metodo efficace per rimuovere le scorie non metalliche. È necessario assicurarsi che la schiuma superficiale del liquido di alluminio venga rimossa prima della filtrazione per garantire una filtrazione uniforme.

Il trattamento di omogeneizzazione è un importante processo di trattamento termico per eliminare lo stress di fusione e lo squilibrio della composizione chimica all'interno dei grani. La cristallizzazione non in equilibrio porterà a stress di fusione e squilibrio della composizione chimica tra i grani. Questi problemi influenzeranno il regolare svolgimento del processo di estrusione, nonché le proprietà meccaniche e le proprietà di trattamento superficiale del prodotto finale. Il trattamento di omogeneizzazione favorisce la diffusione degli elementi della lega di alluminio dai bordi dei grani nei grani mantenendo il calore a temperature elevate, ottenendo così l'uniformizzazione della composizione chimica all'interno dei grani. La dimensione dei grani ha un impatto significativo sul tempo del trattamento di omogeneizzazione. Più fini sono i grani, più breve sarà il tempo di omogeneizzazione. Per ridurre il costo del trattamento di omogeneizzazione, è possibile adottare misure quali l'affinamento del grano e l'ottimizzazione del controllo della segmentazione del forno di riscaldamento.

La produzione della lega di alluminio 6063 è un processo complesso che prevede un rigoroso controllo della composizione, una sofisticata tecnologia di fusione e fusione e un processo critico di omogeneizzazione. Considerando e controllando in modo completo questi fattori chiave, è possibile produrre barre fuse in lega di alluminio di alta qualità, fornendo una solida base materiale per la successiva produzione di profili. Con il progresso della scienza e della tecnologia e l’ottimizzazione dei processi, la produzione di leghe di alluminio sarà più efficiente e rispettosa dell’ambiente, fornendo un contributo maggiore allo sviluppo dell’industria moderna.