6063 alumīnija sakausējumu galvenokārt izmanto arhitektūras profilu ekstrūzijai. Tās lietņiem ir metalurģiski defekti, piemēram, plaisas, porainība, izdedžu ieslēgumi, irdenums, spilgti graudi, spalvu{2}}līdzīgi graudi un rupji graudi. Šie metalurģiskie defekti dažādās pakāpēs ietekmē apaļo stieņu ražošanas ražu un materiāla ražu ekstrūzijas laikā, radot uzņēmumam ievērojamus ekonomiskos zaudējumus. Tāpēc ir nepieciešams novērst iepriekš minēto metalurģijas defektu rašanos.
Spilgti graudi tika atklāti 6063 alumīnija sakausējuma lietņu pārbaudē ar zemu{0}}palielinājumu. Tie parādās kā neregulāri gaiši-krāsaini spilgti plankumi parauga-šķērsgriezumā, galvenokārt koncentrēti lietņa saknē. Graudu struktūra ir rupja, tajā ir salīdzinoši maz intragranulāru izšķīdušo vielu, un krāsa ir gaiši balta, kas liecina par būtisku atšķirību no parastās kristāliskās struktūras. Šie graudi veidojas liešanas stadijā.
1 Spilgtu graudu veidošanās cēloņi
1.1 Ķīmiskais sastāvs
6063 ir zema-sakausējuma A1-Mg-Si sakausējums ar augstu plastiskumu. Uzlādes procesā nepareizas darbības dēļ tika pievienoti 0,24%-0,32% no 6061 sakausējuma lūžņiem, kas satur Cu, kas radīja apstākļus spilgtiem graudu defektiem 6063 alumīnija sakausējuma lietņos, kā parādīts 1. tabulā.
1.2. Zema liešanas temperatūra
Lai uzlabotu lietņa formējamību un virsmas kvalitāti, liešanas temperatūra bieži tiek uzturēta salīdzinoši zemā līmenī. Šādās temperatūrās temperatūra pelējuma dobumā ir zemāka, un pārdzesētā zona sniedzas līdz pārejas plāksnes apakšējai zonai. Rezultātā dendrīti vispirms kristalizējas pārejas plāksnes apakšā; šie dendriti ilgstoši aug pelējuma dobumā, veidojot spilgtus graudus. Tā kā spilgto graudu augšanas ātrums ir ļoti lēns un apkārtējais kausētais metāls tiek pastāvīgi atsvaidzināts, šķidrās fāzes sastāvs šajā zonā kristalizācijas laikā būtiski nemainās. Koncentrācijas atšķirība starp spilgtajiem graudiem un šķidro fāzi paliek tāda, kāda tā bija kristalizācijas sākumā, kā rezultātā spilgtie graudi kļūst par cietu alumīnija šķīdumu, kurā ir maz izšķīdušās vielas (1).
1.3. Zema liešanas paplātes temperatūra
Sakarā ar 6063 alumīnija sakausējuma apaļo lietņu lējumu ražošanas īpašībām, kur starp krāsns un liešanas gājieniem ir lieli intervāli, liešanas paplāte vienmēr ir aukstā stāvoklī. Tas izraisa to, ka izkausētā metāla temperatūra veidnē liešanas sākumā ir salīdzinoši zema. Sākotnēji kristalizētie spilgti graudi pielīp pie pārneses plāksnes un pakāpeniski aug. Sasniedzot noteiktu izmēru, tie iekrīt lietnē, veidojot spožus graudu defektus lietņa pamatnē.
1.4 Kristalizators
6063. alumīnija sakausējuma liešanai izmantotais kristalizators ir ūdens-īsais kristalizators. Cirkulējošais ūdens ir netīrs un ūdens temperatūra ir augsta, ar paaugstinātu Ca²⁺ un Mg²⁺ jonu koncentrāciju. Liešanas laikā tas daļēji aizsprosto ūdens-acs, kā rezultātā izkausētā metāla temperatūra ap lietni ir nevienmērīga, izraisot metāla plūsmas svārstības un nevienmērīgu plūsmas sadalījumu kristalizatorā. Lokāli zemākās liešanas temperatūrās izkausētā metāla sacietēšanas ātrums mainās, veidojot spilgtus graudus.
2 Preventīvie pasākumi
Pamatojoties uz iepriekš minēto analīzi, mēs esam ieviesuši šādus pasākumus:
(1) Rūpīgi notīriet krāsni, mainot ražošanas sakausējumus.
(2) Uzglabājiet dažāda veida sakausējumu lūžņus atsevišķi un ļaujiet tikai tāda paša veida vai līdzīga sastāva lūžņus pievienot sakausējuma sagatavošanas laikā.
(4) Pastipriniet procesa darbības pārvaldību un pirms liešanas uzkarsējiet sliedes, sadales plāksnes, plūsmas kanālus un pārejas plāksnes līdz sarkanā-karstā stāvoklī, izmantojot naftas sašķidrinātās gāzes degli.
(5) Pārveidot cirkulējošā ūdens filtrēšanas sistēmu un dzesēšanas sistēmu, pilnībā izmantot mīkstinātā ūdens staciju un nodrošināt cirkulējošā ūdens kvalitāti un temperatūru, kā arī Ca, Mg un citu jonu koncentrāciju, kas atbilst liešanas darbību prasībām. Tas novērš metalurģiskos defektus lietņos, ko izraisa cirkulējošais ūdens. Šo problēmu izraisīja augsts Cu saturs lādiņā, zemā kausējuma temperatūra, kas iekļūst veidnē, nepietiekama sadales plāksnes priekšsildīšana un slikta lietņa dzesēšana ar cirkulējošo ūdeni.
(6) Pielāgojot Cu saturu lādiņā, atbilstoši paaugstinot liešanas temperatūru un liešanas ātrumu, uzsildot un apcepot liešanas instrumentus pirms liešanas, kā arī pastiprinot kontroli pār cirkulējošā ūdens kvalitāti, ir iespējams pilnībā novērst spilgtos graudainības defektus 6063 alumīnija sakausējuma lietņos.
