Alüminyum alaşımlı ekstrüde malzemelerin, özellikle alüminyum profillerin ekstrüzyon işlemi sırasında, yüzeyde genellikle bir “çukur” kusuru meydana gelir. Spesifik tezahürler arasında değişen yoğunlukları olan çok küçük tümörler, kuyruklama ve belirgin bir el hissi, sivri bir hisle bulunur. Oksidasyon veya elektroforetik yüzey işleminden sonra, genellikle ürünün yüzeyine yapışan siyah granüller olarak görünürler.
Büyük kesit profillerinin ekstrüzyon üretiminde, bu kusurun, Ingot yapısının etkisi, ekstrüzyon sıcaklığı, ekstrüzyon hızı, küf karmaşıklığı vb. Dönüştürme olasılığı daha yüksektir. Profil yüzeyi ön tedavi işlemi, özellikle alkali aşınma işlemi, az sayıda büyük boyutlu, sıkı yapışmış parçacıklar profil yüzeyinde kalır ve nihai ürünün görünüm kalitesini etkiler.
Sıradan bina kapısında ve pencere profili ürünlerinde, müşteriler genellikle küçük çukurlu kusurları kabul ederler, ancak mekanik özelliklere ve dekoratif performansa eşit vurgu gerektiren endüstriyel profiller için veya dekoratif performansa daha fazla vurgu yapmak için, müşteriler genellikle bu kusuru kabul etmez, özellikle farklı arka plan rengi ile tutarsız.
Kaba parçacıkların oluşum mekanizmasını analiz etmek için, farklı alaşım bileşimleri ve ekstrüzyon süreçleri altındaki kusur konumlarının morfolojisi ve bileşimi analiz edildi ve kusurlar ve matris arasındaki farklar karşılaştırıldı. Kaba parçacıkları etkili bir şekilde çözmek için makul bir çözüm ortaya konuldu ve bir deneme testi yapıldı.
Profillerin çukurlu kusurlarını çözmek için, çukurlu kusurların oluşum mekanizmasını anlamak gerekir. Ekstrüzyon işlemi sırasında, kalıp çalışan kemerine yapışan alüminyum, ekstrüde edilmiş alüminyum malzemelerin yüzeyinde çukurlaşmanın ana nedenidir. Bunun nedeni, alüminyumun ekstrüzyon işleminin yaklaşık 450 ° C'lik bir yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilmesidir. Deformasyon ısısı ve sürtünme ısısının etkileri ilave edilirse, kalıp deliğinden akarken metalin sıcaklığı daha yüksek olacaktır. Ürün kalıp deliğinden aktığında, yüksek sıcaklık nedeniyle, metal ve kalıp çalışma kemeri arasında yapışan bir alüminyum olgusu vardır.
Bu bağın şekli sıklıkla: tekrarlanan bir bağlama işlemi - yırtılma - bağlama - tekrar yırtılma ve ürün ileri akar ve ürün yüzeyinde birçok küçük çukur ile sonuçlanır.
Bu bağlanma fenomeni, külçe kalitesi, kalıp çalışma kemerinin yüzey durumu, ekstrüzyon sıcaklığı, ekstrüzyon hızı, deformasyon derecesi ve metalin deformasyon direnci gibi faktörlerle ilişkilidir.
1 Test Malzemeleri ve Yöntemleri
Ön araştırma yoluyla, metalurjik saflık, küf durumu, ekstrüzyon süreci, bileşenler ve üretim koşulları gibi faktörlerin yüzey pürüzlü parçacıkları etkileyebileceğini öğrendik. Testte, aynı bölümü ekstrüde etmek için iki alaşım çubuğu, 6005a ve 6060 kullanıldı. Pürüzlü partikül pozisyonlarının morfolojisi ve bileşimi, doğrudan okuma spektrometresi ve SEM tespit yöntemleri ile analiz edildi ve çevredeki normal matrisle karşılaştırıldı.
Çekirdek ve parçacıkların iki kusurunun morfolojisini açıkça ayırt etmek için aşağıdaki gibi tanımlanır:
(1) Çukurlu kusurlar veya kusurları çekme, profilin yüzeyinde görünen düzensiz bir iribaş benzeri veya nokta benzeri çizik hatası olan bir tür nokta kusurudur. Kusur çizik çizgisinden başlar ve kusurun düşmesiyle biter ve çizik çizgisinin sonunda metal fasulyelere birikir. Çekim kusurunun boyutu genellikle 1-5 mm'dir ve oksidasyon tedavisinden sonra koyu döner, bu da sonuçta Şekil 1'deki kırmızı dairede gösterildiği gibi profilin görünümünü etkiler.
(2) Yüzey partiküllerine metal fasulye veya adsorpsiyon partikülleri de denir. Alüminyum alaşım profilinin yüzeyi küresel gri-siyah sert metal parçacıkları ile tutturulmuştur ve gevşek bir yapıya sahiptir. İki tür alüminyum alaşım profili vardır: silinebilenler ve silinemeyenler. Boyut genellikle 0,5 mm'den azdır ve dokunuş için kaba hisseder. Ön bölümde çizik yok. Oksidasyondan sonra, Şekil 1'deki sarı dairede gösterildiği gibi matristen çok farklı değildir.
2 Test Sonuçları ve Analiz
2.1 Yüzey Çekme kusurları
Şekil 2, 6005A alaşımının yüzeyindeki çekme kusurunun mikroyapısal morfolojisini göstermektedir. Çekmenin ön kısmında adım benzeri çizikler vardır ve yığılmış nodüllerle biter. Nodüller göründükten sonra yüzey normale döner. Pürüzlendirme kusurunun yeri dokunuşa pürüzsüz değildir, keskin bir diken hissine sahiptir ve profilin yüzeyine yapışır veya birikir. Ekstrüzyon testi yoluyla, 6005A ve 6060 ekstrüde profillerin çekme morfolojisinin benzer olduğu ve ürünün kuyruk ucunun kafa ucundan daha fazla olduğu gözlenmiştir; Fark, 6005A genel çekme boyutunun daha küçük olması ve çizik derinliğinin zayıflamasıdır. Bu, alaşım bileşimi, dökme çubuk durumu ve kalıp koşullarındaki değişikliklerle ilişkili olabilir. 100x altında gözlemlenen, çekme alanının ön ucunda ekstrüzyon yönü boyunca uzayan belirgin çizik izleri vardır ve son nodül partiküllerinin şekli düzensizdir. 500X'te, çekme yüzeyinin ön ucu ekstrüzyon yönü boyunca adım benzeri çiziklere sahiptir (bu kusurun boyutu yaklaşık 120 μm'dir) ve kuyruk ucundaki nodüler parçacıklar üzerinde belirgin istifleme izleri vardır.
Çekmenin nedenlerini analiz etmek için, üç alaşım bileşeninin kusur konumları ve matrisi üzerinde bileşen analizi yapmak için doğrudan okuma spektrometresi ve EDX kullanılmıştır. Tablo 1, 6005A profilinin test sonuçlarını göstermektedir. EDX sonuçları, çekme parçacıklarının istifleme pozisyonunun bileşiminin temel olarak matrisinkine benzer olduğunu göstermektedir. Ek olarak, bazı ince safsızlık parçacıkları çekme kusurunun içinde ve çevresinde birikir ve safsızlık parçacıkları C, O (veya Cl) veya Fe, Si ve S'yi içerir.
6005A ince oksitlenmiş ekstrüde edilmiş profillerin pürüzlendirme kusurlarının analizi, çekme parçacıklarının büyük boyutta (1-5 mm), yüzeyin çoğunlukla istiflendiğini ve ön bölümde adım benzeri çizikler olduğunu göstermektedir; Kompozisyon Al matrisine yakındır ve etrafına dağıtılmış Fe, Si, C ve O içeren heterojen fazlar olacaktır. Üç alaşımın çekme oluşum mekanizmasının aynı olduğunu gösterir.
Ekstrüzyon işlemi sırasında, metal akış sürtünmesi, kalıp çalışma kemerinin sıcaklığının yükselmesine neden olacak ve çalışma kemeri girişinin son kenarında bir “yapışkan alüminyum tabaka” oluşturacaktır. Aynı zamanda, aşırı Si ve alüminyum alaşımdaki Mn ve Cr gibi diğer elemanların, kalıp çalışma bölgesinin girişinde bir “yapışkan alüminyum tabaka” oluşumunu teşvik edecek olan Fe ile yedek katı çözeltiler oluşturulması kolaydır.
Metal ileri akarken ve iş kemerine ovalarken, belirli bir konumda sürekli bağlanma-telif bağlama olgusu meydana gelir ve metalin bu pozisyonda sürekli olarak üst üste binmesine neden olur. Parçacıklar belirli bir boyuta yükseldiğinde, akan ürün tarafından çekilecek ve metal yüzeyde çizik izleri oluşturulacaktır. Metal yüzeyde kalacak ve çizikin ucundaki çekme parçacıkları oluşturacaktır. Bu nedenle, pürüzlü parçacıkların oluşumunun esas olarak kalıp çalışma kemerine yapışan alüminyum ile ilişkili olduğu düşünülebilir. Çevresinde dağıtılan heterojen fazlar, yağlama yağı, oksitler veya toz parçacıklarının yanı sıra Ingot'un pürüzlü yüzeyi tarafından getirilen safsızlıklardan kaynaklanabilir.
Bununla birlikte, 6005A test sonuçlarındaki çekme sayısı daha küçüktür ve derece daha hafiftir. Bir yandan, kalıp çalışma kemerinin çıkışındaki pahife ve alüminyum tabakanın kalınlığını azaltmak için çalışma kemerinin dikkatli bir şekilde parlatılmasından kaynaklanmaktadır; Öte yandan, fazla SI içeriği ile ilgilidir.
Doğrudan okuma spektral kompozisyon sonuçlarına göre, Si'ye ek olarak Mg Mg2SI ile birleştirildiğinde, geri kalan Si'nin basit bir madde şeklinde göründüğü görülebilir.
2.2 Yüzeydeki küçük parçacıklar
Düşük büyütülmüş görsel incelemenin altında, parçacıklar küçüktür (≤0.5mm), dokunuşta pürüzsüz değil, keskin bir his var ve profilin yüzeyine yapışır. 100x altında gözlemlenen, yüzeydeki küçük parçacıklar rastgele dağıtılır ve çizikler olup olmadığına bakılmaksızın yüzeye bağlı küçük boyutlu parçacıklar vardır;
500X'te, ekstrüzyon yönü boyunca yüzeyde belirgin adım benzeri çizikler olursa olsun, birçok parçacık hala bağlıdır ve parçacık boyutları değişir. En büyük parçacık boyutu yaklaşık 15 μm'dir ve küçük parçacıklar yaklaşık 5 um'dir.
6060 alaşım yüzey parçacıklarının ve bozulmamış matrisin bileşim analizi yoluyla, parçacıklar esas olarak O, C, Si ve Fe elementlerinden oluşur ve alüminyum içeriği çok düşüktür. Hemen hemen tüm parçacıklar O ve C elemanları içerir. Her parçacığın bileşimi biraz farklıdır. Bunlar arasında, A parçacıkları 10 uM'ye yakındır, bu da Matrix Si, Mg ve O'dan önemli ölçüde daha yüksektir; C parçacıklarında, Si, O ve Cl açıkça daha yüksektir; D ve F parçacıkları yüksek Si, O ve Na içerir; E parçacıkları Si, Fe ve O içerir; H parçacıkları Fe içeren bileşiklerdir. 6060 parçacığının sonuçları buna benzer, ancak 6060'ın kendisindeki Si ve Fe içeriği düşük olduğundan, yüzey parçacıklarındaki karşılık gelen Si ve Fe içeriği de düşüktür; 6060 parçacıklardaki C içeriği nispeten düşüktür.
Yüzey parçacıkları tek küçük parçacıklar olmayabilir, ancak farklı şekillere sahip birçok küçük parçacığın agregasyonları şeklinde de bulunabilir ve farklı parçacıklardaki farklı elementlerin kütle yüzdeleri değişir. Parçacıkların esas olarak iki tipten oluştuğuna inanılmaktadır. Bunlardan biri, ALFESI ve elemental SI gibi, INGOT'ta FEAL3 veya Alfesi (Mn) gibi yüksek erime noktası safsızlık fazlarından veya ekstrüzyon işlemi sırasında fazları çökelten çökeltilerdir. Diğeri yapışkan yabancı konudur.
2.3 Ingot'un yüzey pürüzlülüğünün etkisi
Test sırasında, 6005A dökme çubuk tornasının arka yüzeyinin pürüzlü olduğu ve tozla lekeli olduğu bulunmuştur. Yerel konumlarda en derin dönüş aracı işaretlerine sahip iki dökme çubuk vardı, bu da ekstrüzyondan sonraki çekme sayısında önemli bir artışa karşılık geldi ve Şekil 7'de gösterildiği gibi tek bir çekimin boyutu daha büyüktü.
6005A dökme çubuğun torna tezgahı yoktur, bu nedenle yüzey pürüzlülüğü düşüktür ve çekme sayısı azalır. Ek olarak, dökme çubuğun torna işaretlerine bağlı fazla kesme sıvısı olmadığından, karşılık gelen parçacıklardaki C içeriği azalır. Dökme çubuğunun yüzeyindeki dönüş izlerinin, bir dereceye kadar çekme ve partikül oluşumunu ağırlaştıracağı kanıtlanmıştır.
3 Tartışma
(1) Çekme kusurlarının bileşenleri temel olarak matrisinkilerle aynıdır. Yabancı parçacıklar, iç içi yüzeydeki eski cilt ve ekstrüzyon namlu duvarında biriken diğer safsızlıklar veya ekstrüzyon işlemi sırasında kalıbın ölü bölgesi, metal yüzeye veya kalıbın alüminyum tabakası getirilen kemer. Ürün ileriye doğru akarken, yüzey çiziklerine neden olur ve ürün belirli bir boyuta biriktiğinde, ürün tarafından çekme oluşturmak için çıkarılır. Oksidasyondan sonra, çekme korozyona uğradı ve büyük boyutu nedeniyle orada çukur benzeri kusurlar vardı.
(2) Yüzey parçacıkları bazen tek küçük parçacıklar olarak ortaya çıkar ve bazen toplu formda bulunur. Kompozisyonları, matrisin bileşiminden farklıdır ve esas olarak O, C, Fe ve Si elemanlarını içerir. Bazı parçacıklara O ve C elementleri hakimdir ve bazı parçacıklara O, C, Fe ve Si hakimdir. Bu nedenle, yüzey parçacıklarının iki kaynaktan geldiği anlaşılmaktadır: biri Alfesi ve element Si gibi çökeltiler ve O ve C gibi safsızlıklar yüzeye yapışır; Diğeri yapışkan yabancı konudur. Parçacıklar oksidasyondan sonra aşınır. Küçük boyutları nedeniyle, yüzey üzerinde veya çok az etkisi yoktur.
(3) C ve O elementleri açısından zengin parçacıklar esas olarak yağlama yağı, toz, toprak, hava vb. Yağlama yağının ana bileşenleri C, O, H, S, vb. Ve toz ve toprağın ana bileşeni SIO2'dir. Yüzey parçacıklarının O içeriği genellikle yüksektir. Parçacıklar, çalışan kemeri terk ettikten hemen sonra yüksek sıcaklık durumunda olduğundan ve partiküllerin geniş spesifik yüzey alanı nedeniyle, havada kolayca atomları adsorbe ederler ve hava ile temas ettikten sonra oksidasyona neden olurlar, bu da daha yüksek O ile sonuçlanırlar. Matrix'ten daha içerik.
(4) Fe, Si, vb. Esas olarak Ingot'taki oksitler, eski ölçek ve safsızlık aşamalarından (yüksek erime noktası veya homojenleştirme ile tam olarak ortadan kaldırılmayan ikinci faz) gelir. Fe elemanı, homojenleştirme işlemi sırasında katı çözelti içinde çözülemeyen veya tam olarak dönüştürülmeyen FEAL3 veya Alfesi (Mn) gibi yüksek erime noktası safsızlık fazları oluşturan alüminyum külçelerdeki Fe'den kaynaklanır; Si, alüminyum matrisinde Mg2SI şeklinde veya döküm işlemi sırasında Si'nin süper doymuş bir katı çözeltisi vardır. Dökme çubuğunun sıcak ekstrüzyon işlemi sırasında, fazla SI çökebilir. Alüminyumdaki Si'nin çözünürlüğü 450 ° C'de% 0.48 ve 500 ° C'de% 0.8'dir (ağırlıkça% 0.8 (ağırlıkça% 0.8 (ağırlık 6005'teki fazla SI içeriği yaklaşık%0.41'dir ve çökeltilmiş SI, konsantrasyon dalgalanmalarının neden olduğu toplama ve yağış olabilir.
(5) Kalıp çalışan kemerine yapışan alüminyum, çekmenin ana nedenidir. Ekstrüzyon kalıbı yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı bir ortamdır. Metal akış sürtünmesi, kalıbın çalışma kemerinin sıcaklığını artıracak ve çalışma kemeri girişinin son kenarında “yapışkan alüminyum tabaka” oluşturacaktır.
Aynı zamanda, aşırı Si ve alüminyum alaşımdaki Mn ve Cr gibi diğer elemanların, kalıp çalışma bölgesinin girişinde bir “yapışkan alüminyum tabaka” oluşumunu teşvik edecek olan Fe ile yedek katı çözeltiler oluşturulması kolaydır. “Yapışkan alüminyum tabakadan” akan metal, iç sürtünmeye (metalin içinde kayar kesme) aittir. Metal, altta yatan metali ve kalıbın birbirine yapışmasını teşvik eden iç sürtünme nedeniyle deforme olur ve sertleşir. Aynı zamanda, kalıp çalışma kemeri, basınç nedeniyle trompet şekline dökülür ve profilin temas eden çalışma kemerinin en son kenarı kısmı tarafından oluşturulan yapışkan alüminyum, bir dönme aracının son kenarına benzer.
Yapışkan alüminyum oluşumu dinamik bir büyüme ve dökülme sürecidir. Parçacıklar sürekli olarak profil tarafından ortaya çıkarılmaktadır. Profilin yüzeyine ekleyerek çekme kusurları oluşturun. Doğrudan çalışma kemerinden akar ve anında profilin yüzeyine adsorbe edilirse, yüzeye termal olarak yapışan küçük parçacıklara “adsorpsiyon partikülleri” denir. Bazı parçacıklar ekstrüde edilmiş alüminyum alaşımı ile kırılacaksa, bazı parçacıklar çalışma kemerinden geçerken çalışma kemerinin yüzeyine yapışacak ve profilin yüzeyinde çiziklere neden olacaktır. Kuyruk ucu yığılmış alüminyum matrisidir. İş kemerinin ortasında çok fazla alüminyum sıkıştığında (bağ güçlüdür), yüzey çiziklerini ağırlaştıracaktır.
(6) Ekstrüzyon hızı çekme üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Ekstrüzyon hızının etkisi. İzlenen 6005 alaşımı söz konusu olduğunda, test aralığı içinde ekstrüzyon hızı artar, çıkış sıcaklığı artar ve mekanik çizgiler arttıkça yüzey çekme parçacıklarının sayısı artar ve daha ağır hale gelir. Ani hız değişikliklerini önlemek için ekstrüzyon hızı mümkün olduğunca sabit tutulmalıdır. Aşırı ekstrüzyon hızı ve yüksek çıkış sıcaklığı, artan sürtünme ve ciddi partikül çekmeye yol açacaktır. Ekstrüzyon hızının çekme fenomeni üzerindeki etkisinin spesifik mekanizması, sonraki takip ve doğrulamayı gerektirir.
(7) Dökme çubuğunun yüzey kalitesi de çekme parçacıklarını etkileyen önemli bir faktördür. Dökme çubuğunun yüzeyi, hepsi partikülleri çekme eğilimini artıran see çapkaları, yağ lekeleri, toz, korozyon vb. İle pürüzlüdür.
4 Sonuç
(1) çekme kusurlarının bileşimi matrisinkiyle tutarlıdır; Parçacık konumunun bileşimi, esas olarak O, C, Fe ve Si elementlerini içeren matrisinkinden farklıdır.
(2) Çekme parçacık kusurları esas olarak kalıp çalışma kemerine yapışan alüminyum neden olur. Kalıp çalışan kayışa yapışan alüminumu teşvik eden herhangi bir faktör, çekişin çekilmesine neden olacaktır. Dökme çubuğunun kalitesini sağlama öncülünde, çekme parçacıklarının üretilmesinin alaşım bileşimi üzerinde doğrudan bir etkisi yoktur.
(3) Uygun üniforma yangın tedavisi, yüzey çekmeyi azaltmak için faydalıdır.
Gönderme Zamanı: Eylül-10-2024
