שליטה עדינה בתהליכי ההתכה והיציקה של סגסוגת אלומיניום: ניתוח מקיף של הקדמה של סגסוגת אלומיניום 6063.

בקרת הרכב של סגסוגות אלומיניום היא המפתח להבטחת ביצועי החומר. בתהליך הייצור של סגסוגת אלומיניום 6063, בנוסף לשליטה בתכולת יסודות הסגסוגת העיקריים, כגון היחס בין מגנזיום וסיליקון, יש צורך בפיקוח קפדני על יסודות טומאה כגון ברזל, נחושת, מנגן וכו'. למרות שלאלמנטים אלה יש השפעה מועטה על תכונות הסגסוגת בכמויות קורוזיות, ברגע שהם חורגים מגבול מסוים, הם ישפיעו ברצינות על התכונות המכניות ועמידותם בפני קורוזיה של החומר. במיוחד אבץ, אם תכולתו עולה על 0.05%, יופיעו כתמים לבנים על פני הפרופיל לאחר החמצון, ולכן השליטה בתכולת האבץ חשובה במיוחד.

ההרכב הכימי של סגסוגת אלומיניום 6063 מבוסס על תקן GB/T5237-93 הכולל בעיקר 0.2-0.6% סיליקון, 0.45-0.9% מגנזיום ועד 0.35% ברזל. סגסוגת זו היא סגסוגת אלומיניום מחוזקת הניתנת לטיפול בחום, ושלב החיזוק העיקרי שלה הוא Mg2Si. במהלך תהליך ההמרה, כמות התמיסה המוצקה Mg2Si קובעת את החוזק הסופי של הסגסוגת. הטמפרטורה האוטקטית היא 595 מעלות צלזיוס. בשלב זה, המסיסות המרבית של Mg2Si היא 1.85%, אשר יורד ל-1.05% ב-500 מעלות צלזיוס. זה מראה שהשליטה על טמפרטורת ההמרה היא קריטית לחוזק הסגסוגת. בנוסף, ליחס בין מגנזיום לסיליקון בסגסוגת יש השפעה משמעותית על המסיסות המוצקה של Mg2Si. על מנת להשיג סגסוגת בעלת חוזק גבוה, יש צורך לוודא שהיחס של Mg:Si קטן מ-1.73.

ההתכה היא שלב התהליך העיקרי בייצור מוטות יצוק באיכות גבוהה. טמפרטורת ההיתוך של סגסוגת אלומיניום 6063 צריכה להיות מבוקרת בקפדנות בין 750-760 מעלות צלזיוס. טמפרטורה נמוכה מדי תוביל ליצירת תכלילי סיגים, בעוד שטמפרטורה גבוהה מדי תגביר את הסיכון לספיגת מימן, חמצון וניטרידה. מסיסותו של מימן באלומיניום נוזלי עולה בחדות מעל 760 מעלות צלזיוס. לכן, שליטה בטמפרטורת ההיתוך היא המפתח להפחתת ספיגת המימן. בנוסף, בחירת השטף ויישום טכנולוגיית הזיקוק הם גם מכריעים. השטפים הקיימים כיום בשוק הם בעיקר כלוריד ופלואוריד. שטפים אלה סופגים בקלות לחות. לכן יש לשמור על חומרי הגלם יבשים במהלך הייצור, לאטום ולארוז ולאחסן כראוי. זיקוק בהתזה באבקה היא כיום השיטה העיקרית לזיקוק סגסוגת אלומיניום 6063. באמצעות שיטה זו, חומר הזיקוק יכול ליצור קשר מלא עם נוזל האלומיניום כדי למקסם את יעילותו. לחץ החנקן המשמש בזיקוק אבקה צריך להיות נמוך ככל האפשר כדי להפחית את הסיכון לחמצון וספיגת מימן.

יציקה היא שלב מרכזי בקביעת איכות מוטות יציקה. טמפרטורת יציקה סבירה יכולה למנוע את התרחשותם של פגמי יציקה. עבור נוזל סגסוגת אלומיניום 6063 שעבר טיפול חידוד תבואה, ניתן להעלות את טמפרטורת היציקה כראוי ל-720-740 מעלות צלזיוס. טווח טמפרטורות זה תורם לזרימה והתמצקות של אלומיניום נוזלי תוך הפחתת הסיכון לנקבוביות ולגרגרים גסים. במהלך תהליך היציקה, יש להימנע מערבולות וגלגול של נוזל האלומיניום כדי למנוע קרע של סרט התחמוצת ויצירת תכלילי סיגים. בנוסף, סינון נוזל האלומיניום הוא שיטה יעילה להסרת סיגים לא מתכתיים. יש לוודא כי חלאות פני השטח של נוזל האלומיניום יוסרו לפני הסינון כדי להבטיח סינון חלק.

טיפול הומוגניזציה הוא תהליך חשוב בטיפול בחום כדי למנוע מתח יציקה וחוסר איזון בהרכב הכימי בתוך הגרגרים. התגבשות לא בשיווי משקל תוביל ללחץ יציקה וחוסר איזון בהרכב הכימי בין הדגנים. בעיות אלו ישפיעו על התקדמות חלקה של תהליך האקסטרוזיה, כמו גם על התכונות המכניות ותכונות טיפול פני השטח של המוצר הסופי. טיפול ההומוגניזציה מקדם דיפוזיה של יסודות סגסוגת אלומיניום מגבולות התבואה לתוך הגרגרים על ידי שמירה על חום בטמפרטורות גבוהות, ובכך משיג אחידות של ההרכב הכימי בתוך הגרגרים. לגודל הגרגירים יש השפעה משמעותית על זמן הטיפול ההומוגניזציה. ככל שהגרגרים עדינים יותר, זמן ההומוגיזציה קצר יותר. על מנת להפחית את העלות של טיפול הומוגניזציה, ניתן לנקוט באמצעים כגון עידון תבואה ואופטימיזציה של בקרת פילוח תנור חימום.

הייצור של סגסוגת אלומיניום 6063 הוא תהליך מורכב הכולל בקרת הרכב קפדנית, טכנולוגיית התכה ויציקה מתוחכמת ועיבוד הומוגניות קריטי. על ידי שיקול מקיף ושליטה בגורמי מפתח אלה, ניתן לייצר מוטות יצוק מסגסוגת אלומיניום באיכות גבוהה, המספקים בסיס חומר מוצק לייצור פרופילים לאחר מכן. עם התקדמות המדע והטכנולוגיה ואופטימיזציה של תהליכים, ייצור סגסוגות אלומיניום יהיה יעיל יותר וידידותי יותר לסביבה, תוך תרומה גדולה יותר לפיתוח התעשייה המודרנית.