6063 aluminiumslegering bruges hovedsageligt til ekstrudering af arkitektoniske profiler. Dens barrer har metallurgiske defekter såsom revner, porøsitet, slaggeindeslutninger, løshed, lyse korn, fjer-lignende korn og grove korn. Disse metallurgiske defekter påvirker udbyttet af rund barreproduktion og materialeudbyttet under ekstrudering i varierende grad, hvilket forårsager betydelige økonomiske tab for virksomheden. Derfor er det nødvendigt at forhindre forekomsten af ovennævnte metallurgiske defekter.
Lyse korn blev opdaget under inspektionen med lav-forstørrelse af 6063 aluminiumslegeringer. De fremstår som uregelmæssige lyse-farvede lyse pletter på tværsnittet af prøven, hovedsageligt koncentreret ved roden af barren. Kornstrukturen er grov, med relativt få intragranulære opløste stoffer, og farven er lys hvid, hvilket viser en signifikant forskel fra den normale krystallinske struktur. Disse korn dannes under støbefasen.
1 Årsager til dannelse af lys korn
1.1 Kemisk sammensætning
6063 er en lav-legering A1-Mg-Si højplastisk legering. Under opladningsprocessen blev der på grund af fejlbetjening tilsat 0,24%-0,32% af 6061 legeringsskrot indeholdende Cu, hvilket skabte betingelser for lyse korndefekter i 6063 aluminiumslegeringsbarrer, som vist i tabel 1.
1.2 Lav støbetemperatur
For at forbedre formbarheden og overfladekvaliteten af barren holdes støbetemperaturen ofte relativt lav. Ved sådanne temperaturer er temperaturen i formhulrummet lavere, og den underafkølede zone strækker sig til bunden af overgangspladen. Som et resultat krystalliserer dendritter først i bunden af overgangspladen; disse dendritter vokser i lang tid i skimmelhulen og danner lyse korn. Da væksthastigheden af lyse korn er meget langsom, og det omgivende smeltede metal konstant opdateres, ændres sammensætningen af væskefasen i dette område ikke væsentligt under krystallisation. Koncentrationsforskellen mellem de lyse korn og den flydende fase forbliver, som den var ved starten af krystallisationen, hvilket resulterer i, at de lyse korn bliver en fast aluminiumopløsning fattig på opløst stof (1).
1.3 Lav temperatur på støbebakken
På grund af produktionsegenskaberne ved 6063 aluminiumslegering rund ingotstøbning, hvor der er lange intervaller mellem ovn- og støbekørsler, er støbebakken altid i en kold tilstand. Dette bevirker, at det smeltede metal i formen er relativt lav i temperatur ved begyndelsen af støbningen. De oprindeligt krystalliserede lyse korn klæber til overføringspladen og vokser gradvist. Når de når en vis størrelse, falder de ned i barren og danner lyse korndefekter i bunden af barren.
1.4 Krystallisator
Krystallisatoren, der bruges til at støbe 6063 aluminiumslegering, er en kort krystallisator af vand-øjetype. Det cirkulerende vand er snavset og vandtemperaturen er høj med forhøjede koncentrationer af Ca²⁺ og Mg²⁺ ioner. Under støbning forårsager dette delvis blokering af vand-øjet, hvilket resulterer i ujævne temperaturer af det smeltede metal omkring barren, hvilket fører til fluktuationer i metalstrømmen og ujævn strømningsfordeling i krystallisatoren. Under lokalt lavere støbetemperaturer varierer størkningshastigheden af det smeltede metal, hvilket giver lyse korn.
2 Forebyggende foranstaltninger
På baggrund af ovenstående analyse har vi implementeret følgende tiltag:
(1) Rengør ovnen grundigt, når du skifter produktionslegeringer.
(2) Opbevar forskellige typer legeringsskrot separat, og tillad kun at tilsætte skrot af samme type eller lignende sammensætning under legeringsfremstilling.
(4) Styrk procesdriftsstyringen, og forvarm løberne, fordelingspladerne, strømningskanalerne og overgangspladerne til en rød-varm tilstand ved hjælp af en brænder til flydende petroleumsgas før støbning.
(5) Ændre det cirkulerende vandfiltreringssystem og kølesystemet, gør fuld brug af den blødgjorte vandstation, og sørg for, at kvaliteten og temperaturen af cirkulerende vand, samt koncentrationerne af Ca, Mg og andre ioner, opfylder kravene til støbeoperationer. Dette eliminerer metallurgiske defekter i ingots forårsaget af cirkulerende vand. Dette problem var forårsaget af højt Cu-indhold i ladningen, lav temperatur af smelten, der kommer ind i formen, utilstrækkelig forvarmning af fordelingspladen og dårlig afkøling af barren ved cirkulerende vand.
(6) Ved at justere Cu-indholdet i ladningen, passende øge støbetemperaturen og støbehastigheden, forvarme og bage støbeværktøjerne før støbning og styrke kontrollen over cirkulerende vandkvalitet, er det muligt fuldstændigt at eliminere de lyse korndefekter i 6063 aluminiumslegeringsbarrer.
