알루미늄 합금 제련 및 주조 공정의 정밀 제어: 6063 알루미늄 합금 도입에 대한 포괄적인 분석.

알루미늄 합금의 조성 제어는 재료 성능을 보장하는 열쇠입니다. 6063 알루미늄 합금 생산 공정에서는 마그네슘, 규소의 비율과 같은 주요 합금 원소의 함량을 제어하는 ​​것 외에도 철, 구리, 망간 등과 같은 불순물 원소도 엄격하게 제어해야 합니다. 이러한 원소는 미량에서는 합금 특성에 거의 영향을 미치지 않지만, 일단 특정 한도를 초과하면 재료의 기계적 특성과 내식성에 심각한 영향을 미칩니다. 특히 아연의 함량이 0.05%를 초과하면 산화 후 프로파일 표면에 흰 반점이 나타나므로 아연 함량 관리가 특히 중요합니다.

6063 알루미늄 합금의 화학 성분은 GB/T5237-93 표준을 기반으로 하며 주로 실리콘 0.2-0.6%, 마그네슘 0.45-0.9% 및 철 최대 0.35%를 포함합니다. 이 합금은 열처리 가능한 강화 알루미늄 합금이며, 주요 강화 단계는 Mg2Si입니다. 담금질 과정에서 고용체 Mg2Si의 양이 합금의 최종 강도를 결정합니다. 공융 온도는 595°C입니다. 이때 Mg2Si의 최대 용해도는 1.85%이며, 500°C에서는 1.05%로 떨어진다. 이는 담금질 온도의 제어가 합금의 강도에 매우 중요하다는 것을 보여줍니다. 또한, 합금 내 마그네슘 대 실리콘의 비율은 Mg2Si의 고용도에 상당한 영향을 미칩니다. 고강도 합금을 얻기 위해서는 Mg:Si의 비율이 1.73 미만이 되도록 해야 합니다.

제련은 고품질 주조 봉을 생산하는 주요 공정 단계입니다. 6063 알루미늄 합금의 용융 온도는 750-760°C 사이에서 엄격하게 제어되어야 합니다. 온도가 너무 낮으면 슬래그 함유물이 생성되고, 온도가 너무 높으면 수소 흡수, 산화 및 질화 위험이 증가합니다. 액체 알루미늄에서 수소의 용해도는 760°C 이상에서 급격히 증가합니다. 따라서 용융온도를 조절하는 것이 수소흡수를 줄이는 열쇠이다. 또한, 플럭스의 선택과 정제기술의 적용도 중요합니다. 현재 시중에 판매되는 플럭스는 주로 염화물과 불화물이다. 이러한 플럭스는 수분을 쉽게 흡수합니다. 따라서 원재료는 생산 중에 건조한 상태로 유지되어야 하며 밀봉 및 포장되어 적절하게 보관되어야 합니다. 분말 분사 정제는 현재 6063 알루미늄 합금을 정제하는 주요 방법입니다. 이 방법을 통해 정련제가 알루미늄액과 완전히 접촉하여 효과를 극대화할 수 있습니다. 분말 정제에 사용되는 질소 압력은 산화 및 수소 흡수 위험을 줄이기 위해 가능한 한 낮아야 합니다.

주조는 주조봉의 품질을 결정하는 핵심 단계입니다. 합리적인 주조 온도는 주조 결함의 발생을 피할 수 있습니다. 결정립 미세화 처리를 거친 6063 알루미늄 합금액의 경우 주조 온도를 720~740°C까지 적절하게 높일 수 있습니다. 이 온도 범위는 기공과 거친 입자의 위험을 줄이면서 액체 알루미늄의 흐름과 응고에 도움이 됩니다. 주조 공정 중에 산화막이 파열되고 슬래그 함유물이 생성되는 것을 방지하기 위해 알루미늄 액체의 난류 및 롤링을 피해야 합니다. 또한, 알루미늄액을 여과하는 것은 비금속 슬래그를 제거하는데 효과적인 방법이다. 원활한 여과를 위해서는 여과 전에 알루미늄 액체의 표면 찌꺼기가 제거되었는지 확인해야 합니다.

균질화 처리는 주조 응력과 입자 내 화학적 조성 불균형을 제거하는 중요한 열처리 공정입니다. 비평형 결정화는 주조 응력과 입자 간의 화학적 조성 불균형을 초래합니다. 이러한 문제는 압출 공정의 원활한 진행뿐만 아니라 최종 제품의 기계적 특성 및 표면 처리 특성에도 영향을 미치게 됩니다. 균질화 처리는 고온에서 열을 유지하여 알루미늄 합금 원소가 결정립 경계에서 결정립으로 확산되는 것을 촉진하여 결정립 내 화학 조성의 균일화를 달성합니다. 입자의 크기는 균질화 처리 시간에 중요한 영향을 미칩니다. 입자가 미세할수록 균질화 시간은 짧아집니다. 균질화 처리 비용을 줄이기 위해 결정립 미세화, 가열로 분할 제어 최적화 등의 조치를 취할 수 있습니다.

6063 알루미늄 합금의 생산은 엄격한 조성 제어, 정교한 제련 및 주조 기술, 중요한 균질화 처리를 포함하는 복잡한 공정입니다. 이러한 핵심 요소를 종합적으로 고려하고 제어함으로써 고품질의 알루미늄 합금 주조 로드를 생산할 수 있으며 후속 프로파일 생산을 위한 견고한 소재 기반을 제공합니다. 과학기술의 발전과 공정의 최적화로 인해 알루미늄합금의 생산은 보다 효율적이고 환경친화적이며 현대산업 발전에 더 큰 기여를 할 것입니다.