Počas procesu extrúzie zliatiny hliníka extrudovaných materiálov, najmä hliníkových profilov, sa na povrchu často vyskytuje defekt „jamky“. Medzi konkrétne prejavy patrí veľmi malé nádory s rôznou hustotou, chvostom a zjavným pocitom rúk, s špičkovým pocitom. Po oxidácii alebo elektroforetickom povrchovom ošetrení sa často javia ako čierne granule, ktoré priľnú k povrchu produktu.
Pri extrúzii produkcie profilov veľkých častí sa táto defekt vyskytuje s väčšou pravdepodobnosťou v dôsledku vplyvu štruktúry ingotu, extrúznej teploty, rýchlosti extrúzie, zložitosti plesní atď. Proces predbežného ošetrenia profilu, najmä proces leptania alkálie, zatiaľ čo na povrchu profilu zostáva malý počet veľkých, pevne prilepených častíc, čo ovplyvňuje kvalitu vzhľadu konečného produktu.
V bežných výrobkoch pre budovy dverí a profilu okna zákazníci vo všeobecnosti prijímajú menšie vady, ale pre priemyselné profily, ktoré si vyžadujú rovnaký dôraz na mechanické vlastnosti a dekoratívny výkon alebo väčší dôraz na dekoratívny výkon V rozpore s rôznou farbou pozadia.
Aby sa analyzovala mechanizmus tvorby hrubých častíc, analyzovali sa morfológia a zloženie miest defektov v rôznych zliatinách a extrúznych procesoch a porovnali sa rozdiely medzi defektmi a matricou. Bolo predložené primerané riešenie na efektívne vyriešenie hrubých častíc a uskutočnil sa skúšobný test.
Na vyriešenie defektov profilov jamiek je potrebné pochopiť mechanizmus tvorby defektov jamiek. Počas procesu extrúzie je hliník, ktorý sa drží na pracovnom páse, hlavnou príčinou defektov jamiek na povrchu extrudovaných hliníkových materiálov. Je to preto, že proces extrúzie hliníka sa vykonáva pri vysokej teplote asi 450 ° C. Ak sa pridajú účinky deformačného tepla a tepelného tepla, teplota kovu bude vyššia, keď tečie z otvoru matrice. Keď produkt tečie z otvoru matrice, v dôsledku vysokej teploty sa medzi kovom a plesňou pracujúcom pásu prilepí jav hliníka.
Forma tohto spojenia je často: opakovaný proces spojenia - roztrhnutie - spojenie - znova a produkt tečie dopredu, čo vedie k mnohým malým jamám na povrchu produktu.
Tento fenomén viazania súvisí s faktormi, ako je kvalita ingotu, povrchový stav fungujúceho pásu plesne, extrúzna teplota, rýchlosť extrúzie, stupeň deformácie a deformačná odolnosť kovu.
1 testovacie materiály a metódy
Prostredníctvom predbežného výskumu sme sa dozvedeli, že faktory, ako je metalurgická čistota, stav plesní, proces extrúzie, zložky a výrobné podmienky, môžu ovplyvniť povrchovo drsné častice. V teste sa na extrudiu tú istú časť použili dve zliatinové tyče, 6005A a 6060. Morfológia a zloženie drsných pozícií častíc sa analyzovali pomocou metód priameho čítania a metód detekcie SEM a porovnané s okolitou normálnou matricou.
Aby sa jasne rozlíšila morfológia dvoch defektov pitted a častíc, sú definované takto:
(1) Pittované defekty alebo defekty ťahania sú druhom defektu, ktorý je nepravidelným defektom podobným škrabancom podobným škrabancom, ktorý sa objavuje na povrchu profilu. Defekt začína od škrabaného pruhu a končí, keď defekt vypadne a hromadí sa na kovové fazule na konci škriatkovej čiary. Veľkosť defektu pitch je zvyčajne 1-5 mm a po oxidačnom ošetrení sa tmavo čierna zmení, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje vzhľad profilu, ako je znázornené v červenom kruhu na obrázku 1.
(2) Povrchové častice sa tiež nazývajú kovové fazule alebo adsorpčné častice. Povrch profilu zliatiny hliníka je pripevnený sférickými šedo-čiernymi časticami tvrdého kovu a má voľnú štruktúru. Existujú dva typy profilov zliatiny hliníkovej zliatiny: tie, ktoré sa dajú vymazať a tie, ktoré nemožno zničiť. Veľkosť je vo všeobecnosti menšia ako 0,5 mm a je na dotyk drsná. V prednej časti nie je škrabanec. Po oxidácii sa to príliš nelíši od matrice, ako je to znázornené v žltom kruhu na obrázku 1.
2 výsledky a analýza testov
2.1 Defekty na ťahanie povrchu
Obrázok 2 zobrazuje mikroštrukturálnu morfológiu defektu ťahania na povrchu zliatiny 6005A. V prednej časti ťahania sú kroky podobné škrabancom a končia naskladanými uzlami. Po objavení uzlov sa povrch vráti do normálu. Umiestnenie defektu drsnosti nie je hladké na dotyk, má ostrý tŕndle pocit a priľne alebo sa hromadí na povrchu profilu. Prostredníctvom extrúzneho testu sa zistilo, že ťahacia morfológia 6005A a 6060 extrudovaných profilov je podobná a chvostový koniec produktu je viac ako koniec hlavy; Rozdiel je v tom, že celková veľkosť ťahania 6005A je menšia a hĺbka škrabanca je oslabená. Môže to súvisieť so zmenami v zložení zliatiny, stavom liateho prútu a podmienkami plesní. Pozorované pod 100x, na prednom konci plochy ťahania sú zjavné poškriabané značky, ktoré sú predĺžené pozdĺž smeru extrúzie, a tvar konečných častíc uzlov je nepravidelný. Pri 500x má predný koniec ťahacej plochy krokové škrabance pozdĺž smeru extrúzie (veľkosť tohto defektu je asi 120 μm) a na nodulárnych častiach na konci konca sú zjavné stohovacie značky.
Aby sa analyzovali príčiny ťahania, spektrometer priameho čítania a EDX sa použili na vykonanie analýzy komponentov na miestach defektov a matice troch zliatinových komponentov. Tabuľka 1 ukazuje výsledky testu profilu 6005A. Výsledky EDX ukazujú, že zloženie stohovacej polohy ťahacích častíc je v podstate podobné zloženiu matrice. Okrem toho sa niektoré jemné častice nečistoty akumulujú v defekte ťahania a okolo nej a častice nečistoty obsahujú C, O (alebo Cl) alebo Fe, Si a S.
Analýza hrubých defektov 6005A jemne oxidovaných extrudovaných profilov ukazuje, že ťahacie častice sú veľké (1-5 mm), povrch je väčšinou naskladaný a na prednej časti sú kroky podobné škrabancom; Zloženie je blízko matrice Al a budú okolo nej distribuované heterogénne fázy obsahujúce Fe, Si, C a O. Ukazuje, že mechanizmus tvorby ťahania troch zliatin je rovnaký.
Počas procesu extrúzie spôsobí, že trenie toku kovov spôsobí stúpanie teploty fungujúceho pásu formy, čím sa vytvorí „lepkavá hliníková vrstva“ na rezaní vchodu do pracovného pásu. Zároveň sa prebytok SI a ďalšie prvky, ako napríklad MN a CR v zliatine hliníka, ľahko vytvárajú náhradné solídne roztoky FE, ktoré podporia tvorbu „lepkavej hliníkovej vrstvy“ pri vstupe do pracovnej zóny formy.
Keď kov tečie vpred a trieva sa o pracovný pás, v určitej polohe sa vyskytuje recipročný jav nepretržitého väzby, ktorý spôsobuje neustále prekrývanie kovu v tejto polohe. Keď sa častice zväčšujú na určitú veľkosť, odtiahne sa od prúdiaceho produktu a na kovovom povrchu vytvorí značky škrabancov. Zostane na kovovom povrchu a na konci škrabance sa vytvorí ťahanie častíc. Preto sa dá uvažovať o tom, že tvorba hrubých častíc súvisí hlavne s hliníkom, ktorý sa prilepí na pásový pás. Heterogénne fázy distribuované okolo nej môžu pochádzať z mazacieho oleja, oxidov alebo prachových častíc, ako aj z nečistôt priložených drsným povrchom ingotu.
Počet ťahov vo výsledkoch testov 6005A je však menší a stupeň je ľahší. Na jednej strane je to kvôli skoseniu pri výstupe z fungujúceho pásu formy a starostlivého leštenia pracovného pásu na zníženie hrúbky hliníkovej vrstvy; Na druhej strane to súvisí s prebytkom obsahu SI.
Podľa výsledkov spektrálneho zloženia priameho čítania je zrejmé, že okrem SI v kombinácii s Mg Mg2SI sa zostávajúca SI objavuje vo forme jednoduchej látky.
2.2 Malé častice na povrchu
Pri vizuálnej inšpekcii s nízkym zvukom sú častice malé (≤0,5 mm), nie hladké na dotyk, majú ostrý pocit a priľnú sa k povrchu profilu. Pozorované pod 100x, malé častice na povrchu sú náhodne rozložené a na povrch sú pripevnené malé častice veľkosti bez ohľadu na to, či sú škrabance alebo nie;
Pri 500x, bez ohľadu na to, či sú na povrchu zrejmé kroky podobné škrabancom pozdĺž smeru extrúzie, stále je pripevnených veľa častíc a veľkosti častíc sa menia. Najväčšia veľkosť častíc je asi 15 μm a malé častice sú asi 5 μm.
Prostredníctvom analýzy kompozície častíc povrchu zliatiny 6060 a neporušenej matrice sa častice skladajú hlavne z prvkov O, C, SI a FE a obsah hliníka je veľmi nízky. Takmer všetky častice obsahujú prvky O a C. Zloženie každej častice sa mierne líši. Medzi nimi sú častice A takmer 10 um, čo je výrazne vyššie ako matrica Si, Mg a O; V častice C sú SI, O a Cl zjavne vyššie; Častice D a F obsahujú vysoké Si, O a Na; Častice E obsahujú Si, Fe a O; H častice sú zlúčeniny obsahujúce FE. Výsledky 6060 častíc sú podobné tomuto, ale pretože obsah SI a FE v 6060 je nízky, zodpovedajúci obsah SI a FE v povrchových častiach je tiež nízky; Obsah C v 6060 častíc je relatívne nízky.
Povrchové častice nemusia byť jednotlivé malé častice, ale môžu existovať aj vo forme agregácií mnohých malých častíc s rôznymi tvarmi a hmotnostné percentá rôznych prvkov v rôznych častiach sa menia. Predpokladá sa, že častice sa skladajú hlavne z dvoch typov. Jedným z nich sú zrazeniny, ako je Alfesi a Elemental SI, ktoré pochádzajú z fáz vysokej nečistoty topenia, ako je FEAL3 alebo Alfesi (MN) v ingot, alebo zráža fázy počas extrúzneho procesu. Druhou je adherentná cudzia hmota.
2.3 Vplyv drsnosti povrchu ingot
Počas testu sa zistilo, že zadný povrch sústruhu liateho prútu 6005A bol drsný a zafarbený prachom. Na miestnych lokalitách boli dve liate tyče s najhlbšími značkami otáčania, ktoré zodpovedali výraznému zvýšeniu počtu ťahov po extrúzii a veľkosť jediného ťahu bola väčšia, ako je znázornené na obrázku 7.
Obsadená tyč 6005A nemá sústruh, takže drsnosť povrchu je nízka a počet ťahov sa zníži. Okrem toho, pretože na sústruhové značky liatej tyče nie je pripevnená žiadna nadmerná rezanie tekutiny, obsah C v zodpovedajúcich častiach sa zníži. Dokázalo sa, že otáčkové značky na povrchu liatej tyče do istej miery zhoršia ťahanie a tvorbu častíc.
3 Diskusia
(1) Komponenty sťahovacích defektov sú v podstate rovnaké ako zložky matrice. Sú to cudzie častice, stará pokožka na povrchu ingotu a iné nečistoty nahromadené v stene extrúzneho hlave alebo odumretej plochy formy počas procesu extrúzie, ktoré sa privádzajú na kovový povrch alebo do hliníkovej vrstvy plesne fungujúcej formy opasok. Keď produkt tečie vpred, sú spôsobené škrabancami povrchu a keď sa produkt hromadí do určitej veľkosti, produkt ho vyberie, aby sa vytvorilo ťahanie. Po oxidácii bolo ťahanie korodované a vďaka svojej veľkej veľkosti boli tu defekty podobné jamám.
(2) Povrchové častice sa niekedy javia ako jednotlivé malé častice a niekedy existujú v agregovanej forme. Ich zloženie sa evidentne líši od zloženia matrice a obsahuje hlavne prvky O, C, Fe a SI. V niektorých častiach dominujú O a C prvky a niektoré častice dominujú O, C, Fe a SI. Preto sa odvodzuje, že povrchové častice pochádzajú z dvoch zdrojov: jedným sú precipitáty, ako je Alfesi a Elemental SI, a nečistoty, ako je O a C, sú priľnavé na povrch; Druhou je adherentná cudzia hmota. Častice sú po oxidácii korodované preč. Kvôli svojej malej veľkosti nemajú na povrch žiadny alebo malý vplyv.
(3) Častice bohaté na prvky C a O pochádzajú hlavne z mazacieho oleja, prachu, pôdy, vzduchu atď. Hlavnými komponentmi mazacieho oleja sú C, O, H, S atď. A hlavnou zložkou prachu a pôdy je SIO2. O obsah povrchových častíc je všeobecne vysoký. Pretože častice sú v stave vysokej teploty bezprostredne po opustení pracovného pásu a kvôli veľkej špecifickej ploche častíc, ľahko adsorbujú atómy O vo vzduchu a spôsobujú oxidáciu po kontakte so vzduchom, čo vedie k vyššej O Obsah ako matica.
(4) Fe, SI atď. Pochádzajú hlavne z oxidov, starej stupnice a fázy nečistôt v ingote (vysoký bod topenia alebo druhá fáza, ktorá nie je úplne eliminovaná homogenizáciou). Prvok FE pochádza z Fe v hliníkových ingotách, ktoré tvorí fázy nečistoty s vysokým roztavením, ako je FEAL3 alebo alfesi (Mn), ktoré sa nedajú rozpustiť v tuhom roztoku počas procesu homogenizácie alebo sa úplne neprekonajú; SI existuje v hliníkovej matrici vo forme MG2SI alebo presýteného tuhého roztoku Si počas procesu odlievania. Počas procesu vytláčania horúceho vytláčania liatej tyče sa môže precipitovať nadbytok SI. Rozpustnosť Si v hliníku je 0,48% pri 450 ° C a 0,8% (hm.%) Pri 500 ° C. Prebytok SI v roku 6005 je asi 0,41%a vyzrážanou SI môže byť agregácia a zrážanie spôsobené kolísaním koncentrácie.
(5) Hliník, ktorý sa drží na pracovnom pásme plesne, je hlavnou príčinou ťahu. Extrúzia Die je vysokoteplotné a vysokotlakové prostredie. Trenie prietoku kovu zvýši teplotu pracovného pásu formy a vytvorí „lepkavú hliníkovú vrstvu“ na rezaní vchodu do pracovného pásu.
Zároveň sa prebytok SI a ďalšie prvky, ako napríklad MN a CR v zliatine hliníka, ľahko vytvárajú náhradné solídne roztoky FE, ktoré podporia tvorbu „lepkavej hliníkovej vrstvy“ pri vstupe do pracovnej zóny formy. Kov preteká „lepkavou hliníkovou vrstvou“ patrí do vnútorného trenia (posuvný strih vo vnútri kovu). Kov sa deformuje a stvrdne v dôsledku vnútorného trenia, ktoré propaguje podkladový kov a pleseň, aby sa držia spolu. Zároveň je fungujúci pás plesnia deformovaný do tvaru trúbky v dôsledku tlaku a lepkavý hliník tvorený špičkovou časťou pracovného pásu, ktorý kontaktuje profil, je podobný strihaniu nástroja na otáčanie.
Tvorba lepkavého hliníka je dynamický proces rastu a vylučovania. Častice sú neustále prinášané profilom. Na povrchu profilu sa vytvárajú defekty ťahania. Ak tečie priamo z pracovného pásu a je okamžite adsorbované na povrchu profilu, malé častice tepelne prilepené na povrch sa nazývajú „adsorpčné častice“. Ak budú niektoré častice porušené extrudovanou zliatinou hliníka, niektoré častice sa pri prechode cez pracovný pás držia na povrchu pracovného pásu, čo spôsobí škrabance na povrchu profilu. Koniec chvosta je naskladaná hliníková matica. Ak je v strede pracovného pásu zaseknutá veľa hliníka (väzba je silná), zhorší sa škrabance na povrch.
(6) Rýchlosť vytláčania má veľký vplyv na ťahanie. Vplyv rýchlosti extrúzie. Pokiaľ ide o sledovanú zliatinu 6005, zvyšuje sa rýchlosť extrúzie v testovacom rozsahu, zvyšuje sa teplota výstupu a počet častíc ťahania povrchu sa zvyšuje a so zvyšovaním mechanických čiary sa stáva ťažším. Rýchlosť extrúzie by sa mala udržiavať čo najstabilnejšia, aby sa predišlo náhlym zmenám v rýchlosti. Nadmerná extrúzna rýchlosť a vysoká teplota výstupu povedú k zvýšenému treniu a vážnym ťahaniu častíc. Špecifický mechanizmus vplyvu rýchlosti extrúzie na fenomén ťahania si vyžaduje následné sledovanie a overenie.
(7) Kvalita povrchu liatej tyče je tiež dôležitým faktorom ovplyvňujúcim ťahacie častice. Povrch liateho tyče je drsný, s pílami, olejovými škvrnami, prachom, koróziou atď., Ktoré zvyšujú tendenciu ťahať častice.
4 Záver
(1) Zloženie defektov ťahania je v súlade so zložením matrice; Zloženie polohy častíc sa očividne líši od zloženia matrice, hlavne obsahujúce prvky O, C, Fe a SI.
(2) Defekty ťahania častíc sú spôsobené hlavne hliníkom prilepujúcim sa na pásový pás. Akékoľvek faktory, ktoré podporujú hliník, ktorý sa drží na pracovnom pásme plesne, spôsobia chyby ťahania. Na základe predpokladu zabezpečenia kvality obsadenej tyče nemá generovanie ťahovných častíc priamy vplyv na zloženie zliatiny.
(3) Správne rovnomerné ošetrenie požiaru je prospešné pre zníženie ťahania povrchu.
Čas príspevku: 10. september 2014
