Точный контроль процессов выплавки и литья алюминиевых сплавов: комплексный анализ внедрения алюминиевого сплава 6063.

Контроль состава алюминиевых сплавов является ключом к обеспечению эксплуатационных характеристик материала. В процессе производства алюминиевого сплава 6063, помимо контроля содержания основных элементов сплава, таких как соотношение магния и кремния, также необходимо строго контролировать содержание примесных элементов, таких как железо, медь, марганец и т. д. Хотя эти элементы мало влияют на свойства сплава в следовых количествах, как только они превысят определенный предел, они серьезно повлияют на механические свойства и коррозионную стойкость материала. Особенно цинка, если его содержание превышает 0,05%, после окисления на поверхности профиля появятся белые пятна, поэтому контроль содержания цинка особенно важен.

Химический состав алюминиевого сплава 6063 основан на стандарте GB/T5237-93, который в основном включает 0,2-0,6% кремния, 0,45-0,9% магния и до 0,35% железа. Этот сплав представляет собой термообрабатываемый упрочненный алюминиевый сплав, а его основной упрочняющей фазой является Mg2Si. В процессе закалки количество твердого раствора Mg2Si определяет конечную прочность сплава. Температура эвтектики 595°С. В это время максимальная растворимость Mg2Si составляет 1,85%, которая снижается до 1,05% при 500°С. Это показывает, что контроль температуры закалки имеет решающее значение для прочности сплава. Кроме того, соотношение магния и кремния в сплаве оказывает существенное влияние на растворимость Mg2Si в твердом состоянии. Для получения высокопрочного сплава необходимо обеспечить соотношение Mg:Si менее 1,73.

Плавка является основным технологическим этапом производства высококачественных литых стержней. Температура плавления алюминиевого сплава 6063 должна строго контролироваться в пределах 750-760°C. Слишком низкая температура приведет к образованию шлаковых включений, а слишком высокая увеличит риск абсорбции водорода, окисления и азотирования. Растворимость водорода в жидком алюминии резко возрастает выше 760°С. Следовательно, контроль температуры плавления является ключом к снижению поглощения водорода. Кроме того, решающее значение имеют выбор флюса и применение технологии рафинирования. В настоящее время на рынке представлены в основном хлоридные и фторидные флюсы. Эти флюсы легко впитывают влагу. Поэтому во время производства сырье необходимо хранить в сухом виде, запечатывать, упаковывать и хранить надлежащим образом. Очистка порошковым распылением в настоящее время является основным методом очистки алюминиевого сплава 6063. Благодаря этому методу рафинирующий агент может полностью контактировать с жидким алюминием, чтобы максимизировать его эффективность. Давление азота, используемое при рафинировании порошков, должно быть как можно более низким, чтобы снизить риск окисления и поглощения водорода.

Литье – ключевой этап определения качества литых стержней. Разумная температура литья позволяет избежать возникновения дефектов литья. Для жидкости из алюминиевого сплава 6063, прошедшей обработку по измельчению зерна, температура литья может быть увеличена до 720-740°C. Этот температурный диапазон способствует течению и затвердеванию жидкого алюминия, одновременно снижая риск образования пор и крупных зерен. В процессе литья следует избегать завихрений и перекатывания алюминиевой жидкости во избежание разрыва оксидной пленки и образования шлаковых включений. Кроме того, фильтрация алюминиевой жидкости является эффективным методом удаления неметаллических шлаков. Перед фильтрацией следует убедиться, что накипь с поверхности алюминиевой жидкости удалена, чтобы обеспечить плавную фильтрацию.

Гомогенизация является важным процессом термообработки, позволяющим устранить литейное напряжение и дисбаланс химического состава зерен. Неравновесная кристаллизация приведет к литейному напряжению и дисбалансу химического состава зерен. Эти проблемы повлияют на плавность процесса экструзии, а также на механические свойства и свойства обработки поверхности конечного продукта. Обработка гомогенизацией способствует диффузии элементов алюминиевого сплава из границ зерен в зерна за счет поддержания тепла при высоких температурах, тем самым достигая однородности химического состава внутри зерен. Размер зерен оказывает существенное влияние на время гомогенизационной обработки. Чем мельче зерна, тем короче время гомогенизации. Чтобы снизить стоимость обработки гомогенизации, можно принять такие меры, как измельчение зерна и оптимизация управления сегментацией нагревательной печи.

Производство алюминиевого сплава 6063 — это сложный процесс, включающий строгий контроль состава, сложную технологию выплавки и литья, а также критическую обработку гомогенизации. Всесторонне учитывая и контролируя эти ключевые факторы, можно производить высококачественные литые стержни из алюминиевых сплавов, обеспечивая прочную материальную основу для последующего производства профилей. Благодаря развитию науки и техники и оптимизации процессов производство алюминиевых сплавов станет более эффективным и экологически чистым, внося больший вклад в развитие современной промышленности.