6063 aluminiumslegering brukes hovedsakelig til ekstrudering av arkitektoniske profiler. Dens barrer har metallurgiske defekter som sprekker, porøsitet, slagginneslutninger, løshet, lyse korn, fjær-lignende korn og grove korn. Disse metallurgiske defektene påvirker utbyttet av rund ingotproduksjon og materialutbyttet under ekstrudering i varierende grad, og forårsaker betydelige økonomiske tap for selskapet. Derfor er det nødvendig å forhindre forekomsten av de ovennevnte metallurgiske defektene.
Lyse korn ble oppdaget under inspeksjonen med lav-forstørrelse av 6063 aluminiumslegeringsblokker. De vises som uregelmessige lyse-fargede lyse flekker på tverrsnittet av prøven, hovedsakelig konsentrert ved roten av barren. Kornstrukturen er grov, med relativt få intragranulære oppløste stoffer, og fargen er lys hvit, noe som viser en betydelig forskjell fra den normale krystallinske strukturen. Disse kornene dannes under støpefasen.
1 årsaker til lys korndannelse
1.1 Kjemisk sammensetning
6063 er en lav-legering A1-Mg-Si høyplastisitetslegering. Under ladeprosessen, på grunn av feiloperasjon, ble 0,24%-0,32% av 6061 legeringsskrap inneholdende Cu tilsatt, noe som skapte forhold for lyse korndefekter i 6063 aluminiumslegeringsblokker, som vist i tabell 1.
1.2 Lav støpetemperatur
For å forbedre formbarheten og overflatekvaliteten til barren holdes ofte støpetemperaturen relativt lav. Ved slike temperaturer er temperaturen i formhulen lavere, og den underkjølte sonen strekker seg til bunnområdet av overgangsplaten. Som et resultat krystalliserer dendritter først ved bunnen av overgangsplaten; disse dendrittene vokser i lang tid i mugghulen og danner lyse korn. Siden veksthastigheten til lyse korn er veldig langsom, og det omkringliggende smeltede metallet hele tiden oppdateres, endres ikke sammensetningen av væskefasen i dette området vesentlig under krystallisering. Konsentrasjonsforskjellen mellom de lyse kornene og væskefasen forblir som den var ved starten av krystalliseringen, noe som resulterer i at de lyse kornene blir en fast aluminiumløsning fattig på oppløst stoff (1).
1.3 Lav temperatur på støpebrettet
På grunn av produksjonsegenskapene til 6063 rundstøping av aluminiumslegering, hvor det er lange intervaller mellom ovns- og støpekjøringer, er støpebrettet alltid i kald tilstand. Dette fører til at det smeltede metallet i formen har relativt lav temperatur ved begynnelsen av støpingen. De opprinnelig krystalliserte lyse kornene fester seg til overføringsplaten og vokser gradvis. Når de når en viss størrelse, faller de ned i barren, og danner lyse korndefekter ved bunnen av barren.
1.4 Krystallisator
Krystallisatoren som brukes til å støpe 6063 aluminiumslegering er en kort krystallisator av vann-øyetype. Det sirkulerende vannet er skittent og vanntemperaturen er høy, med forhøyede konsentrasjoner av Ca²⁺ og Mg²⁺ ioner. Under støping forårsaker dette delvis blokkering av vann-øyet, noe som resulterer i ujevn temperatur på det smeltede metallet rundt barren, noe som fører til fluktuasjoner i metallstrømmen og ujevn strømningsfordeling i krystallisatoren. Under lokalt lavere støpetemperaturer varierer størkningshastigheten til det smeltede metallet, noe som gir lyse korn.
2 Forebyggende tiltak
Basert på analysen ovenfor har vi iverksatt følgende tiltak:
(1) Rengjør ovnen grundig når du bytter produksjonslegeringer.
(2) Oppbevar forskjellige typer legeringsskrap separat, og la kun skrap av samme type eller lignende sammensetning tilsettes under legeringsfremstilling.
(4) Styrk prosessdriftsstyringen, og forvarm løperne, fordelingsplatene, strømningskanalene og overgangsplatene til en rød-varm tilstand ved å bruke en brenner for flytende petroleumsgass før støping.
(5) Endre det sirkulerende vannfiltreringssystemet og kjølesystemet, dra full nytte av myknetvannstasjonen, og sørg for at kvaliteten og temperaturen på sirkulerende vann, samt konsentrasjonene av Ca, Mg og andre ioner, oppfyller kravene til støpeoperasjoner. Dette eliminerer metallurgiske defekter i ingots forårsaket av sirkulerende vann. Dette problemet var forårsaket av høyt Cu-innhold i ladningen, lav temperatur på smelten som kommer inn i formen, utilstrekkelig forvarming av fordelingsplaten og dårlig kjøling av barren ved sirkulerende vann.
(6) Ved å justere Cu-innholdet i ladningen, øke støpetemperaturen og støpehastigheten på passende måte, forvarme og bake støpeverktøyene før støping, og styrke kontrollen over sirkulerende vannkvalitet, er det mulig å fullstendig eliminere de lyse korndefektene i 6063 aluminiumslegeringsblokker.
