Точний контроль процесів плавлення та лиття алюмінієвих сплавів: комплексний аналіз впровадження алюмінієвого сплаву 6063.

Контроль складу алюмінієвих сплавів є ключем до забезпечення продуктивності матеріалу. У процесі виробництва алюмінієвого сплаву 6063, крім контролю вмісту основних елементів сплаву, таких як співвідношення магнію та кремнію, також необхідно суворо контролювати домішки, такі як залізо, мідь, марганець тощо. Хоча ці елементи мало впливають на властивості сплаву в слідових кількостях, коли вони перевищують певну межу, вони серйозно вплинуть на механічні властивості та корозійну стійкість матеріалу. Особливо цинку, якщо його вміст перевищує 0,05%, після окислення на поверхні профілю з’являться білі плями, тому контроль вмісту цинку є особливо важливим.

Хімічний склад алюмінієвого сплаву 6063 базується на стандарті GB/T5237-93, який в основному включає 0,2-0,6% кремнію, 0,45-0,9% магнію та до 0,35% заліза. Цей сплав є термообробленим зміцненим алюмінієвим сплавом, і його основною зміцнювальною фазою є Mg2Si. У процесі загартування кількість твердого розчину Mg2Si визначає кінцеву міцність сплаву. Евтектична температура 595°С. У цей час максимальна розчинність Mg2Si становить 1,85%, яка падає до 1,05% при 500°C. Це показує, що контроль температури загартування має вирішальне значення для міцності сплаву. Крім того, співвідношення магнію та кремнію в сплаві має значний вплив на тверду розчинність Mg2Si. Для отримання високоміцного сплаву необхідно забезпечити, щоб співвідношення Mg:Si було менше 1,73.

Виплавка є основним етапом процесу виробництва високоякісних литих стрижнів. Температура плавлення алюмінієвого сплаву 6063 повинна суворо контролюватися між 750-760 °C. Занадто низька температура призведе до утворення шлакових включень, а надто висока температура збільшить ризик поглинання водню, окислення та азотування. Розчинність водню в рідкому алюмінії різко зростає вище 760°С. Тому контроль температури плавлення є ключем до зменшення поглинання водню. Крім того, вирішальними є вибір флюсу та застосування технології рафінування. Флюси, які зараз представлені на ринку, це переважно хлорид і фторид. Ці флюси легко вбирають вологу. Тому під час виробництва сировина має бути сухою, запечатаною та упакованою та належним чином зберігатися. Порошкове розпилення в даний час є основним методом рафінування алюмінієвого сплаву 6063. Завдяки цьому методу рафінуючий агент може повністю контактувати з алюмінієвою рідиною, щоб максимізувати його ефективність. Тиск азоту, який використовується при рафінуванні порошку, має бути якомога нижчим, щоб зменшити ризик окислення та поглинання водню.

Лиття є ключовим етапом у визначенні якості литих вудилищ. Розумна температура лиття може уникнути виникнення дефектів лиття. Для рідкого алюмінієвого сплаву 6063, який пройшов обробку здрібнення зерна, температуру лиття можна відповідно збільшити до 720-740 °C. Цей температурний діапазон сприяє течії та затвердінню рідкого алюмінію, одночасно знижуючи ризик утворення пор і грубих зерен. У процесі лиття слід уникати турбулентності та перекочування алюмінієвої рідини, щоб запобігти розриву оксидної плівки та утворенню шлакових включень. Крім того, фільтрація алюмінієвої рідини є ефективним методом видалення неметалічних шлаків. Необхідно переконатися, що поверхнева піна алюмінієвої рідини видалена перед фільтрацією, щоб забезпечити гладку фільтрацію.

Обробка гомогенізацією є важливим процесом термічної обробки для усунення стресу лиття та дисбалансу хімічного складу в зернах. Нерівноважна кристалізація призведе до напруги лиття та дисбалансу хімічного складу між зернами. Ці проблеми впливатимуть на плавний хід процесу екструзії, а також на механічні властивості та властивості обробки поверхні кінцевого продукту. Гомогенізаційна обробка сприяє дифузії елементів алюмінієвого сплаву від меж зерен до зерен шляхом підтримання тепла при високих температурах, таким чином досягаючи однорідності хімічного складу в зернах. Розмір зерен має значний вплив на час гомогенізаційної обробки. Чим дрібніші зерна, тим коротший час гомогенізації. Щоб зменшити вартість гомогенізаційної обробки, можна вжити таких заходів, як подрібнення зерна та оптимізація управління сегментацією нагрівальної печі.

Виробництво алюмінієвого сплаву 6063 є складним процесом, що включає строгий контроль складу, складну технологію плавлення та лиття, а також критичну гомогенізацію. Завдяки комплексному врахуванню та контролю цих ключових факторів можна виготовляти високоякісні литі стрижні з алюмінієвого сплаву, що забезпечує міцну матеріальну основу для подальшого виробництва профілів. З розвитком науки і техніки та оптимізацією процесів виробництво алюмінієвих сплавів стане більш ефективним і екологічно чистим, роблячи більший внесок у розвиток сучасної промисловості.