Fijne controle van smelt- en gietprocessen van aluminiumlegeringen: een uitgebreide analyse van de introductie van 6063 aluminiumlegeringen.

Samenstellingscontrole van aluminiumlegeringen is de sleutel tot het garanderen van materiaalprestaties. In het productieproces van 6063 aluminiumlegering moeten, naast het controleren van de inhoud van de belangrijkste legeringselementen, zoals de verhouding van magnesium en silicium, ook onzuiverheidselementen zoals ijzer, koper, mangaan, enz. strikt worden gecontroleerd. Hoewel deze elementen weinig effect hebben op de legeringseigenschappen in sporenhoeveelheden, zullen ze, zodra ze een bepaalde limiet overschrijden, de mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van het materiaal ernstig beïnvloeden. Vooral als het zinkgehalte hoger is dan 0,05%, zullen er na oxidatie witte vlekken op het oppervlak van het profiel verschijnen, dus de controle van het zinkgehalte is bijzonder belangrijk.

De chemische samenstelling van aluminiumlegering 6063 is gebaseerd op de GB/T5237-93-standaard, die voornamelijk 0,2-0,6% silicium, 0,45-0,9% magnesium en maximaal 0,35% ijzer omvat. Deze legering is een warmtebehandelbare versterkte aluminiumlegering en de belangrijkste versterkingsfase is Mg2Si. Tijdens het afschrikproces bepaalt de hoeveelheid vaste oplossing Mg2Si de uiteindelijke sterkte van de legering. De eutectische temperatuur bedraagt ​​595°C. Op dit moment is de maximale oplosbaarheid van Mg2Si 1,85%, wat daalt tot 1,05% bij 500°C. Dit toont aan dat de controle van de afschriktemperatuur cruciaal is voor de sterkte van de legering. Bovendien heeft de verhouding magnesium tot silicium in de legering een aanzienlijke invloed op de vaste oplosbaarheid van Mg2Si. Om een ​​legering met hoge sterkte te verkrijgen, is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat de verhouding Mg:Si kleiner is dan 1,73.

Smelten is de primaire processtap bij het produceren van hoogwaardige gietstaven. De smelttemperatuur van 6063 aluminiumlegering moet strikt worden gecontroleerd tussen 750-760 ° C. Een te lage temperatuur zal leiden tot het ontstaan ​​van slakinsluitingen, terwijl een te hoge temperatuur het risico op waterstofabsorptie, oxidatie en nitreren vergroot. De oplosbaarheid van waterstof in vloeibaar aluminium stijgt scherp boven 760°C. Daarom is het beheersen van de smelttemperatuur de sleutel tot het verminderen van de waterstofabsorptie. Daarnaast zijn ook de keuze van het vloeimiddel en de toepassing van raffinagetechnologie cruciaal. De vloeimiddelen die momenteel op de markt zijn, zijn voornamelijk chloride en fluoride. Deze vloeimiddelen absorberen gemakkelijk vocht. Daarom moeten de grondstoffen tijdens de productie droog worden gehouden, afgesloten en verpakt en op de juiste manier worden opgeslagen. Poederspuitraffinage is momenteel de belangrijkste methode voor het raffineren van 6063 aluminiumlegeringen. Via deze methode kan het raffinagemiddel volledig in contact komen met de aluminiumvloeistof om de effectiviteit ervan te maximaliseren. De stikstofdruk die wordt gebruikt bij poederraffinage moet zo laag mogelijk zijn om het risico op oxidatie en waterstofabsorptie te verminderen.

Gieten is een belangrijke stap bij het bepalen van de kwaliteit van gegoten staven. Een redelijke giettemperatuur kan het optreden van gietfouten voorkomen. Voor 6063 aluminiumlegeringsvloeistof die een korrelverfijningsbehandeling heeft ondergaan, kan de giettemperatuur op passende wijze worden verhoogd tot 720-740°C. Dit temperatuurbereik bevordert de vloei en het stollen van vloeibaar aluminium, terwijl het risico op poriën en grove korrels wordt verminderd. Tijdens het gietproces moeten turbulentie en rollen van de aluminiumvloeistof worden vermeden om het scheuren van de oxidefilm en het ontstaan ​​van slakinsluitingen te voorkomen. Bovendien is het filteren van de aluminiumvloeistof een effectieve methode om niet-metaalslakken te verwijderen. Om een ​​soepele filtratie te garanderen, moet ervoor worden gezorgd dat het oppervlakkige schuim van de aluminiumvloeistof vóór filtratie wordt verwijderd.

Homogenisatiebehandeling is een belangrijk warmtebehandelingsproces om gietspanning en onbalans in de chemische samenstelling in de korrels te elimineren. Niet-evenwichtskristallisatie zal leiden tot gietspanning en onbalans in de chemische samenstelling tussen korrels. Deze problemen zullen de vlotte voortgang van het extrusieproces beïnvloeden, evenals de mechanische eigenschappen en oppervlaktebehandelingseigenschappen van het eindproduct. De homogenisatiebehandeling bevordert de diffusie van aluminiumlegeringselementen van de korrelgrenzen naar de korrels door de warmte op hoge temperaturen te houden, waardoor uniformisatie van de chemische samenstelling binnen de korrels wordt bereikt. De grootte van de korrels heeft een aanzienlijke invloed op het tijdstip van de homogenisatiebehandeling. Hoe fijner de korrels, hoe korter de homogenisatietijd. Om de kosten van de homogenisatiebehandeling te verlagen, kunnen maatregelen worden genomen zoals graanverfijning en optimalisatie van de segmentatiecontrole van de verwarmingsovens.

De productie van 6063 aluminiumlegering is een complex proces dat strikte samenstellingscontrole, geavanceerde smelt- en giettechnologie en kritische homogenisatieprocessen omvat. Door deze sleutelfactoren uitgebreid in overweging te nemen en te controleren, kunnen gegoten staven van hoogwaardige aluminiumlegeringen worden geproduceerd, die een solide materiële basis vormen voor de daaropvolgende profielproductie. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie en de optimalisatie van processen zal de productie van aluminiumlegeringen efficiënter en milieuvriendelijker zijn, waardoor een grotere bijdrage zal worden geleverd aan de ontwikkeling van de moderne industrie.