6063 aluminijska legura uglavnom se koristi za ekstrudiranje arhitektonskih profila. Metalurški nedostaci njegovih ingota uključuju pukotine, pukotine, uključke troske, poroznost, svijetla zrna, perasta zrna, gruba zrna itd. Ovi metalurški nedostaci u različitim stupnjevima utječu na prinos proizvodnje okruglih ingota i stopu gotovog proizvoda tijekom ekstruzije, uzrokujući značajne ekonomske gubitke tvrtki. Stoga je prijeko potrebno spriječiti pojavu navedenih metalurških grešaka.
Svijetla zrnca pronađena su tijekom pregleda makrostrukture 6063 ingota aluminijske legure. Na površini prijeloma uzorka pojavljuju se kao nepravilne svjetle-obojene svijetle točke, uglavnom koncentrirane u korijenu ingota. Karakterizirani grubom zrnastom strukturom, malim brojem unutarkristalnih otopljenih tvari i blijedobijelom bojom, značajno se razlikuju od normalne kristalne strukture i nastaju tijekom faze lijevanja.
1. Uzroci stvaranja svijetlih zrna
1.1 Kemijski sastav
6063 je nisko{1}}legirana Al-Mg-Si serija visoko-legure plastičnosti. Tijekom procesa šarže, dodan je otpad legure 6061 koji je sadržavao 0,24%-0,32% bakra (Cu) zbog pogrešnog rada, što je stvorilo uvjete za stvaranje svijetlih defekata zrna u ingotima aluminijske legure 6063, kao što je prikazano u tablici 1.
1.2 Niska temperatura lijevanja
Kako bi se poboljšala sposobnost kalupljenja i kvaliteta površine ingota, temperatura lijevanja se često održava relativno niskom. To rezultira nižom temperaturom u šupljini kalupa tijekom lijevanja, uzrokujući da se prehlađena zona u šupljini proteže do donjeg područja prijelazne ploče, gdje se dendriti prvi kristaliziraju. Ovi dendriti rastu tijekom dugog vremena u šupljini, tvoreći svijetla zrnca. Brzina rasta svijetlih zrnaca je vrlo spora, a budući da se okolni rastaljeni metal stalno osvježava, sastav tekućine u tom području ne mijenja se značajno tijekom kristalizacije. Koncentracijska razlika između svijetlih zrnaca i tekuće faze ostaje ista kao na početku kristalizacije, čineći svijetla zrnca otopljenom tvari-siromašnom čvrstom otopinom aluminija (1).
1.3 Niska temperatura posude za lijevanje
Zbog proizvodnih karakteristika okruglih ingota od aluminijske legure 6063, gdje postoje dugi intervali između serija peći i ciklusa lijevanja, ladice za lijevanje uvijek su u hladnom stanju. To rezultira nižom temperaturom taline u kalupu na početku lijevanja. Početno kristalizirana svijetla zrnca tada se lijepe za prijenosnu ploču i postupno rastu. Kada dostignu određenu veličinu, padaju u ingot, stvarajući svijetle defekte zrna na dnu ingota.
1.4 Kristalizator
Kristalizator koji se koristi pri lijevanju aluminijske legure 6063 je kratki kristalizator tipa vodeno oko. Voda koja cirkulira je prljava, temperatura vode je visoka, a koncentracije Ca²⁺ i Mg²⁺ iona su relativno visoke. Tijekom lijevanja to uzrokuje djelomičnu blokadu vodenog -oka, što rezultira nejednakim temperaturama taline oko ingota, što dovodi do fluktuacija u protoku metala i neravnomjerne raspodjele unutar kristalizatora. Pod lokalno nižim temperaturama lijevanja, brzina skrućivanja taline varira, stvarajući svijetla zrna.
2 Preventivne mjere
Na temelju gore navedene analize poduzeli smo sljedeće mjere:
(1) Temeljito očistite peć kada mijenjate vrstu proizvoda.
(2) Otpad legura različitih vrsta skladišti odvojeno, a pri pripremi taline dopušteno je dodavati samo otpad iste vrste ili sličnog sastava.
(3) Ojačati upravljanje procesima. Prije lijevanja, upotrijebite baklju na ukapljeni plin da zapečete kanale protoka, distribucijsku ploču, cijevi protoka i prijelazne ploče dok se ne užare.
(4) Modificirajte sustav za filtriranje i hlađenje cirkulirajuće vode, u potpunosti iskorištavajući stanicu za omekšanu vodu kako biste osigurali da kvaliteta i temperatura cirkulirajuće vode te koncentracije Ca, Mg i drugih iona zadovoljavaju zahtjeve za operacije lijevanja, čime se eliminiraju metalurški nedostaci uzrokovani cirkulirajućom vodom u lijevanim ingotima. Ovi nedostaci su uzrokovani visokim sadržajem Cu u šarži, niskom temperaturom taline u trenutku ulaska u kalupe, lošim predgrijavanjem razdjelne ploče i neadekvatnim hlađenjem ingota cirkulirajućom vodom.
(5) Podešavanjem sadržaja Cu u šarži, odgovarajućim povećanjem temperature i brzine lijevanja, predgrijavanjem i pečenjem alata za lijevanje prije lijevanja i jačanjem kontrole kvalitete cirkulirajuće vode, svijetle defekte zrna u ingotima od aluminijske legure 6063 mogu se potpuno eliminirati.
