Jemné riadenie procesov tavenia a odlievania hliníkovej zliatiny: komplexná analýza zavedenia hliníkovej zliatiny 6063.

Kontrola zloženia hliníkových zliatin je kľúčom k zaisteniu výkonnosti materiálu. Vo výrobnom procese hliníkovej zliatiny 6063 je okrem kontroly obsahu hlavných prvkov zliatiny, ako je pomer horčíka a kremíka, potrebné prísne kontrolovať aj prvky nečistôt, ako je železo, meď, mangán atď. Hoci tieto prvky majú malý vplyv na vlastnosti zliatiny v stopových množstvách, akonáhle prekročia určitú hranicu, vážne ovplyvnia mechanické vlastnosti a odolnosť materiálu voči korózii. Najmä zinok, ak jeho obsah presiahne 0,05 %, vzniknú po oxidácii na povrchu profilu biele škvrny, preto je kontrola obsahu zinku obzvlášť dôležitá.

Chemické zloženie hliníkovej zliatiny 6063 je založené na norme GB/T5237-93, ktorá obsahuje najmä 0,2-0,6% kremíka, 0,45-0,9% horčíka a až 0,35% železa. Táto zliatina je tepelne spracovateľná spevnená hliníková zliatina a jej hlavnou fázou spevnenia je Mg2Si. Počas procesu kalenia množstvo tuhého roztoku Mg2Si určuje konečnú pevnosť zliatiny. Eutektická teplota je 595°C. V tomto čase je maximálna rozpustnosť Mg2Si 1,85 %, ktorá klesá na 1,05 % pri 500 °C. To ukazuje, že kontrola teploty kalenia je rozhodujúca pre pevnosť zliatiny. Okrem toho pomer horčíka a kremíka v zliatine má významný vplyv na rozpustnosť Mg2Si v tuhom skupenstve. Aby sa získala zliatina s vysokou pevnosťou, je potrebné zabezpečiť, aby pomer Mg:Si bol menší ako 1,73.

Tavenie je hlavným procesným krokom pri výrobe vysoko kvalitných liatych tyčí. Teplota topenia hliníkovej zliatiny 6063 by mala byť prísne kontrolovaná medzi 750-760 °C. Príliš nízka teplota povedie k tvorbe troskových inklúzií, zatiaľ čo príliš vysoká teplota zvýši riziko absorpcie vodíka, oxidácie a nitridácie. Rozpustnosť vodíka v tekutom hliníku prudko stúpa nad 760 °C. Preto je kontrola teploty topenia kľúčom k zníženiu absorpcie vodíka. Okrem toho je rozhodujúci aj výber taviva a použitie technológie rafinácie. V súčasnosti na trhu sú tavivá hlavne chlorid a fluorid. Tieto tavidlá ľahko absorbujú vlhkosť. Preto musia byť suroviny počas výroby udržiavané v suchu, zapečatené a zabalené a správne skladované. Rafinácia práškovým nástrekom je v súčasnosti hlavnou metódou rafinácie hliníkovej zliatiny 6063. Prostredníctvom tejto metódy môže rafinačné činidlo úplne prísť do kontaktu s hliníkovou kvapalinou, aby sa maximalizovala jeho účinnosť. Tlak dusíka používaný pri rafinácii prášku by mal byť čo najnižší, aby sa znížilo riziko oxidácie a absorpcie vodíka.

Odlievanie je kľúčovým krokom pri určovaní kvality odlievaných prútov. Primeraná teplota odlievania môže zabrániť výskytu chýb odliatku. Pre kvapalinu z hliníkovej zliatiny 6063, ktorá prešla úpravou zjemnenia zrna, možno teplotu odlievania primerane zvýšiť na 720-740 °C. Tento teplotný rozsah prispieva k tečeniu a tuhnutiu tekutého hliníka a zároveň znižuje riziko vzniku pórov a hrubých zŕn. Počas procesu odlievania by sa malo zabrániť turbulencii a valcovaniu hliníkovej kvapaliny, aby sa zabránilo pretrhnutiu oxidového filmu a tvorbe troskových vtrúsenín. Okrem toho je filtrácia hliníkovej kvapaliny účinnou metódou na odstránenie nekovovej trosky. Malo by sa zabezpečiť, aby sa pred filtráciou odstránil povrchový kal z hliníkovej kvapaliny, aby sa zabezpečila hladká filtrácia.

Homogenizačné spracovanie je dôležitým procesom tepelného spracovania na odstránenie napätia pri odlievaní a nerovnováhy chemického zloženia v zrnách. Nerovnovážna kryštalizácia povedie k odlievaciemu napätiu a nerovnováhe chemického zloženia medzi zrnami. Tieto problémy ovplyvnia hladký priebeh procesu extrúzie, ako aj mechanické vlastnosti a vlastnosti povrchovej úpravy konečného produktu. Homogenizačná úprava podporuje difúziu prvkov z hliníkovej zliatiny z hraníc zŕn do zŕn udržiavaním tepla pri vysokých teplotách, čím sa dosiahne uniformizácia chemického zloženia v zrnách. Veľkosť zŕn má významný vplyv na dobu homogenizačného spracovania. Čím jemnejšie sú zrná, tým kratší je čas homogenizácie. Aby sa znížili náklady na homogenizačné spracovanie, môžu sa prijať opatrenia ako zjemnenie zrna a optimalizácia riadenia segmentácie vykurovacej pece.

Výroba hliníkovej zliatiny 6063 je zložitý proces zahŕňajúci prísnu kontrolu zloženia, sofistikovanú technológiu tavenia a odlievania a kritické homogenizačné spracovanie. Komplexným zvážením a kontrolou týchto kľúčových faktorov je možné vyrábať vysokokvalitné liate tyče z hliníkovej zliatiny, ktoré poskytujú pevný materiálový základ pre následnú výrobu profilov. S pokrokom vedy a techniky a optimalizáciou procesov bude výroba hliníkových zliatin efektívnejšia a šetrnejšia k životnému prostrediu, čím viac prispeje k rozvoju moderného priemyslu.