Controle preciso dos processos de fundição e fundição de ligas de alumínio: uma análise abrangente da introdução da liga de alumínio 6063.

O controle da composição das ligas de alumínio é a chave para garantir o desempenho do material. No processo de produção da liga de alumínio 6063, além de controlar o teor dos principais elementos da liga, como a proporção de magnésio e silício, elementos de impureza como ferro, cobre, manganês, etc. Embora estes elementos tenham pouco efeito nas propriedades da liga em pequenas quantidades, uma vez que excedem um certo limite, afectarão seriamente as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão do material. Principalmente o zinco, se o seu teor ultrapassar 0,05%, aparecerão manchas brancas na superfície do perfil após a oxidação, por isso o controle do teor de zinco é particularmente importante.

A composição química da liga de alumínio 6063 é baseada no padrão GB/T5237-93, que inclui principalmente 0,2-0,6% de silício, 0,45-0,9% de magnésio e até 0,35% de ferro. Esta liga é uma liga de alumínio reforçada tratável termicamente e sua principal fase de fortalecimento é o Mg2Si. Durante o processo de têmpera, a quantidade de solução sólida Mg2Si determina a resistência final da liga. A temperatura eutética é 595°C. Neste momento, a solubilidade máxima do Mg2Si é de 1,85%, que cai para 1,05% a 500°C. Isto mostra que o controle da temperatura de têmpera é crucial para a resistência da liga. Além disso, a proporção de magnésio para silício na liga tem um impacto significativo na solubilidade sólida do Mg2Si. Para obter uma liga de alta resistência, é necessário garantir que a relação Mg:Si seja inferior a 1,73.

A fundição é a principal etapa do processo na produção de varetas fundidas de alta qualidade. A temperatura de fusão da liga de alumínio 6063 deve ser estritamente controlada entre 750-760°C. Uma temperatura demasiado baixa levará à geração de inclusões de escória, enquanto uma temperatura demasiado elevada aumentará o risco de absorção de hidrogénio, oxidação e nitretação. A solubilidade do hidrogênio no alumínio líquido aumenta acentuadamente acima de 760°C. Portanto, controlar a temperatura de fusão é a chave para reduzir a absorção de hidrogênio. Além disso, a seleção do fluxo e a aplicação da tecnologia de refino também são cruciais. Os fluxos atualmente no mercado são principalmente cloreto e flúor. Esses fluxos absorvem facilmente a umidade. Portanto, as matérias-primas devem ser mantidas secas durante a produção, lacradas e embaladas e devidamente armazenadas. O refino por pulverização de pó é atualmente o principal método para refinar a liga de alumínio 6063. Através deste método, o agente de refino pode entrar em contato total com o líquido de alumínio para maximizar sua eficácia. A pressão do nitrogênio utilizada no refino do pó deve ser a mais baixa possível para reduzir o risco de oxidação e absorção de hidrogênio.

A fundição é uma etapa fundamental na determinação da qualidade das hastes fundidas. A temperatura de fundição razoável pode evitar a ocorrência de defeitos de fundição. Para o líquido de liga de alumínio 6063 que passou por tratamento de refinamento de grão, a temperatura de fundição pode ser aumentada adequadamente para 720-740°C. Esta faixa de temperatura favorece o fluxo e a solidificação do alumínio líquido, ao mesmo tempo que reduz o risco de poros e grãos grossos. Durante o processo de fundição, deve-se evitar a turbulência e o rolamento do líquido de alumínio para evitar a ruptura do filme de óxido e a geração de inclusões de escória. Além disso, filtrar o líquido de alumínio é um método eficaz para remover escória não metálica. Deve-se assegurar que a espuma superficial do líquido de alumínio seja removida antes da filtração para garantir uma filtração suave.

O tratamento de homogeneização é um importante processo de tratamento térmico para eliminar o estresse de fundição e o desequilíbrio da composição química nos grãos. A cristalização fora do equilíbrio levará ao estresse de fundição e ao desequilíbrio da composição química entre os grãos. Esses problemas afetarão o bom andamento do processo de extrusão, bem como as propriedades mecânicas e de tratamento de superfície do produto final. O tratamento de homogeneização promove a difusão dos elementos da liga de alumínio dos limites dos grãos para os grãos, mantendo o calor em altas temperaturas, conseguindo assim a uniformização da composição química dentro dos grãos. O tamanho dos grãos tem impacto significativo no tempo de tratamento de homogeneização. Quanto mais finos os grãos, menor será o tempo de homogeneização. Para reduzir o custo do tratamento de homogeneização, medidas como refinamento de grãos e otimização do controle de segmentação do forno de aquecimento podem ser tomadas.

A produção da liga de alumínio 6063 é um processo complexo que envolve rigoroso controle de composição, tecnologia sofisticada de fundição e fundição e processamento crítico de homogeneização. Ao considerar e controlar de forma abrangente esses fatores-chave, podem ser produzidas hastes fundidas em liga de alumínio de alta qualidade, fornecendo uma base sólida de material para a produção subsequente de perfis. Com o avanço da ciência e da tecnologia e a otimização dos processos, a produção de ligas de alumínio será mais eficiente e ecologicamente correta, contribuindo cada vez mais para o desenvolvimento da indústria moderna.