Fin kontroll av smelte- og støpeprosesser av aluminiumlegering: en omfattende analyse av introduksjonen av 6063 aluminiumslegering.

Sammensetningskontroll av aluminiumslegeringer er nøkkelen til å sikre materialytelse. I produksjonsprosessen av 6063 aluminiumslegering, i tillegg til å kontrollere innholdet av hovedlegeringselementer, slik som forholdet mellom magnesium og silisium, må urenhetselementer som jern, kobber, mangan, etc. også kontrolleres strengt. Selv om disse elementene har liten effekt på legeringsegenskaper i spormengder, vil de, når de overskrider en viss grense, alvorlig påvirke materialets mekaniske egenskaper og korrosjonsmotstand. Spesielt sink, hvis innholdet overstiger 0,05 %, vil det vises hvite flekker på overflaten av profilen etter oksidering, så kontrollen av sinkinnholdet er spesielt viktig.

Den kjemiske sammensetningen av 6063 aluminiumslegering er basert på GB/T5237-93-standarden, som hovedsakelig inkluderer 0,2-0,6% silisium, 0,45-0,9% magnesium og opptil 0,35% jern. Denne legeringen er en varmebehandlebar forsterket aluminiumslegering, og dens viktigste forsterkningsfase er Mg2Si. Under bråkjølingsprosessen bestemmer mengden fast løsning Mg2Si den endelige styrken til legeringen. Den eutektiske temperaturen er 595°C. På dette tidspunktet er den maksimale løseligheten av Mg2Si 1,85 %, som faller til 1,05 % ved 500°C. Dette viser at kontrollen av bråkjølingstemperaturen er avgjørende for styrken til legeringen. I tillegg har forholdet mellom magnesium og silisium i legeringen en betydelig innvirkning på den faste løseligheten til Mg2Si. For å oppnå en høyfast legering er det nødvendig å sikre at forholdet mellom Mg:Si er mindre enn 1,73.

Smelting er det primære prosesstrinnet for å produsere høykvalitets støpte stenger. Smeltetemperaturen til 6063 aluminiumslegering bør kontrolleres strengt mellom 750-760 °C. For lav temperatur vil føre til dannelse av slagginneslutninger, mens for høy temperatur vil øke risikoen for hydrogenabsorpsjon, oksidasjon og nitrering. Løseligheten til hydrogen i flytende aluminium stiger kraftig over 760°C. Derfor er kontroll av smeltetemperaturen nøkkelen til å redusere hydrogenabsorpsjonen. I tillegg er valg av fluss og anvendelse av raffineringsteknologi også avgjørende. Flussmidler som for tiden er på markedet er hovedsakelig klorid og fluor. Disse flussene absorberer lett fuktighet. Derfor må råvarene holdes tørre under produksjonen, forsegles og pakkes og oppbevares forsvarlig. Pulversprayraffinering er for tiden hovedmetoden for raffinering av 6063 aluminiumslegering. Gjennom denne metoden kan raffineringsmidlet komme i full kontakt med aluminiumsvæsken for å maksimere effektiviteten. Nitrogentrykket som brukes i pulverraffinering bør være så lavt som mulig for å redusere risikoen for oksidasjon og hydrogenabsorpsjon.

Støping er et nøkkeltrinn for å bestemme kvaliteten på støpte stenger. Rimelig støpetemperatur kan unngå at det oppstår støpefeil. For 6063 aluminiumslegeringsvæske som har gjennomgått kornforfiningsbehandling, kan støpetemperaturen økes til 720-740°C. Dette temperaturområdet bidrar til flyt og størkning av flytende aluminium samtidig som det reduserer risikoen for porer og grove korn. Under støpeprosessen bør turbulens og rulling av aluminiumvæsken unngås for å forhindre brudd på oksidfilmen og dannelse av slagginneslutninger. I tillegg er filtrering av aluminiumvæsken en effektiv metode for å fjerne ikke-metallisk slagg. Det bør sørges for at overflateskum av aluminiumvæsken fjernes før filtrering for å sikre jevn filtrering.

Homogeniseringsbehandling er en viktig varmebehandlingsprosess for å eliminere støpestress og ubalanse i kjemisk sammensetning i kornene. Ikke-likevektskrystallisering vil føre til støpestress og ubalanse i kjemisk sammensetning mellom korn. Disse problemene vil påvirke den jevne fremdriften av ekstruderingsprosessen, samt de mekaniske egenskapene og overflatebehandlingsegenskapene til sluttproduktet. Homogeniseringsbehandlingen fremmer diffusjonen av aluminiumslegeringselementer fra korngrensene inn i kornene ved å opprettholde varmen ved høye temperaturer, og dermed oppnå ensartethet av den kjemiske sammensetningen i kornene. Størrelsen på kornene har en betydelig innvirkning på tidspunktet for homogeniseringsbehandlingen. Jo finere korn, jo kortere homogeniseringstid. For å redusere kostnadene ved homogeniseringsbehandling kan det tas tiltak som kornforedling og optimalisering av segmenteringskontroll for varmeovner.

Produksjonen av 6063 aluminiumslegering er en kompleks prosess som involverer streng sammensetningskontroll, sofistikert smelte- og støpeteknologi og kritisk homogeniseringsbehandling. Ved omfattende å vurdere og kontrollere disse nøkkelfaktorene, kan høykvalitets støpte aluminiumslegeringer produseres, som gir et solid materialegrunnlag for påfølgende profilproduksjon. Med utviklingen av vitenskap og teknologi og optimalisering av prosesser, vil produksjonen av aluminiumslegeringer bli mer effektiv og miljøvennlig, og gi større bidrag til utviklingen av moderne industri.