Алуминиевата сплав 6063 се използва главно за екструдиране на архитектурни профили. Металургичните дефекти на неговите слитъци включват пукнатини, дупки, включвания на шлака, порьозност, светли зърна, пернати зърна, едри зърна и т.н. Тези металургични дефекти влияят на добива на производството на кръгли слитъци и скоростта на крайния продукт по време на екструдиране в различна степен, причинявайки значителни икономически загуби на компанията. Ето защо е наложително да се предотврати появата на гореспоменатите металургични дефекти.
Ярки зърна се откриват по време на проверката на макроструктурата на 6063 слитъци от алуминиева сплав. На повърхността на счупване на пробата те се появяват като неправилни светло-оцветени ярки петна, концентрирани главно в основата на слитъка. Характеризиращи се с едра зърнеста структура, малко вътрешнокристални разтворени вещества и бледобял цвят, те се различават значително от нормалната кристална структура и се генерират по време на етапа на леене.
1. Причини за образуване на ярки зърна
1.1 Химичен състав
6063 е ниско{1}}легирана Al-Mg-Si сплав от серия с висока-пластичност. По време на процеса на дозиране на заряда беше добавен скрап от сплав 6061, съдържащ 0,24%-0,32% мед (Cu), поради неправилна работа, което създаде условия за образуване на ярки зърнести дефекти в слитъци от алуминиева сплав 6063, както е показано в таблица 1.
1.2 Ниска температура на леене
За да се подобри способността за формоване и качеството на повърхността на блока, температурата на леене често се поддържа относително ниска. Това води до по-ниска температура в кухината на матрицата по време на отливането, което кара преохладената зона в кухината да се простира до долната част на преходната плоча, където първо кристализират дендритите. Тези дендрити растат дълго време в кухината, образувайки ярки зърна. Скоростта на растеж на ярките зърна е много бавна и тъй като околният разтопен метал непрекъснато се обновява, съставът на течността в тази област не се променя значително по време на кристализацията. Разликата в концентрацията между светлите зърна и течната фаза остава такава, каквато е била в началото на кристализацията, като по този начин прави светлите зърна разтворено вещество-лош алуминиев твърд разтвор (1).
1.3 Ниска температура на тавата за отливане
Поради производствените характеристики на кръгли слитъци от алуминиева сплав 6063, където има дълги интервали между партидите в пещта и циклите на леене, леярските тави винаги са в студено състояние. Това води до по-ниска температура на стопилка във формата в началото на леенето. Първоначално кристализираните ярки зърна след това се придържат към трансферната плоча и постепенно растат. Когато достигнат определен размер, те падат в слитъка, образувайки ярки зърнести дефекти на дъното на слитъка.
1.4 Кристализатор
Кристализаторът, използван при отливането на алуминиева сплав 6063, е къс кристализатор тип водно{1}}око. Циркулиращата вода е мръсна, температурата на водата е висока и концентрациите на Ca²⁺ и Mg²⁺ йони са относително високи. По време на леене това причинява частично блокиране на водното -око, което води до неравномерни температури на стопилката около блока, което води до колебания в потока на метала и неравномерно разпределение в кристализатора. При локално по-ниски температури на леене, скоростта на втвърдяване на стопилката варира, произвеждайки ярки зърна.
2 Превантивни мерки
Въз основа на горния анализ предприехме следните мерки:
(1) Почистете старателно пещта, когато сменяте вида на продукта.
(2) Отделно се съхранява скрап от сплави от различни видове, като при подготовката на стопилката се допуска добавянето само на скрап от същия вид или подобен състав.
(3) Укрепване на управлението на процесите. Преди леене използвайте горелка за втечнен нефтен газ, за да изпечете каналите за потока, разпределителната плоча, тръбите за потока и преходните плочи, докато се нажежат до червено.
(4) Модифицирайте системата за филтриране и охлаждане на циркулираща вода, като използвате напълно станцията за омекотена вода, за да гарантирате, че качеството и температурата на циркулиращата вода и концентрациите на Ca, Mg и други йони отговарят на изискванията за леярски операции, като по този начин елиминират металургичните дефекти, причинени от циркулиращата вода в отливките. Тези дефекти са причинени от високото съдържание на Cu в заряда, ниската температура на стопилката по време на влизане във формите, лошото предварително загряване на разпределителната плоча и неадекватното охлаждане на блоковете чрез циркулираща вода.
(5) Чрез регулиране на съдържанието на Cu в заряда, подходящо повишаване на температурата и скоростта на леене, предварително загряване и изпичане на инструментите за леене преди леене и засилване на контрола на качеството на циркулиращата вода, ярките дефекти на зърната в слитъците от алуминиева сплав 6063 могат да бъдат напълно елиминирани.
