อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 ใช้เป็นหลักในการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์สถาปัตยกรรม ข้อบกพร่องด้านโลหะวิทยาของแท่งโลหะ ได้แก่ รอยแตก ช่องลม ตะกรันรวมอยู่ ความพรุน เมล็ดสีสดใส เมล็ดขนนก เมล็ดหยาบ ฯลฯ ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาเหล่านี้ส่งผลต่อผลผลิตของการผลิตแท่งโลหะทรงกลมและอัตราผลิตภัณฑ์สำเร็จรูประหว่างการอัดขึ้นรูปในองศาที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญต่อบริษัท ดังนั้นจึงจำเป็นต้องป้องกันไม่ให้เกิดข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาดังกล่าวข้างต้น
พบเกรนสีสว่างในระหว่างการตรวจสอบโครงสร้างมหภาคของแท่งอะลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 บนพื้นผิวที่แตกหักของตัวอย่าง พวกมันจะปรากฏเป็นจุดสว่างที่มีสีไม่สม่ำเสมอ- ซึ่งส่วนใหญ่กระจุกอยู่ที่รากของแท่งโลหะ โดดเด่นด้วยโครงสร้างเกรนหยาบ มีตัวถูกละลายในคริสตัลไลน์เพียงไม่กี่ตัวและมีสีขาวซีด ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากโครงสร้างผลึกปกติ และถูกสร้างขึ้นในระหว่างขั้นตอนการหล่อ
1. สาเหตุของการเกิดเกรนสีสดใส
1.1 องค์ประกอบทางเคมี
6063 เป็นโลหะผสมอัล-Mg-Si อัลลอยด์ต่ำ-ที่มีความเป็นพลาสติกสูง- ในระหว่างกระบวนการอัดประจุ เศษโลหะผสม 6061 ที่มีทองแดง (Cu) 0.24%-0.32% ถูกเติมเข้าไปเนื่องจากการทำงานผิดพลาด ซึ่งทำให้เกิดเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของข้อบกพร่องเกรนสว่างในแท่งโลหะผสมอลูมิเนียม 6063 ดังแสดงในตารางที่ 1
1.2 อุณหภูมิการหล่อต่ำ
เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปและคุณภาพพื้นผิวของแท่งโลหะ อุณหภูมิในการหล่อมักจะค่อนข้างต่ำ ส่งผลให้อุณหภูมิในโพรงแม่พิมพ์ลดลงในระหว่างการหล่อ ส่งผลให้โซนเย็นยิ่งยวดในโพรงขยายไปยังพื้นที่ด้านล่างของแผ่นทรานซิชัน ซึ่งเดนไดรต์จะตกผลึกก่อน เดนไดรต์เหล่านี้จะเติบโตในโพรงเป็นเวลานาน ทำให้เกิดเป็นเมล็ดสีสดใส อัตราการเติบโตของเมล็ดสีสว่างนั้นช้ามากและเนื่องจากโลหะหลอมเหลวที่อยู่รอบๆ ได้รับการทำให้สดชื่นอยู่ตลอดเวลา องค์ประกอบของของเหลวในบริเวณนั้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการตกผลึก ความแตกต่างของความเข้มข้นระหว่างเกรนสว่างและเฟสของเหลวยังคงอยู่เหมือนเดิมที่จุดเริ่มต้นของการตกผลึก ซึ่งทำให้เกรนสว่างกลายเป็นตัวถูกละลาย-สารละลายของแข็งอะลูมิเนียมที่ไม่ดี (1)
1.3 อุณหภูมิถาดหล่อต่ำ
เนื่องจากลักษณะการผลิตของแท่งอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 ทรงกลม ซึ่งมีช่วงเวลาที่ยาวนานระหว่างชุดเตาเผาและรอบการหล่อ ถาดหล่อจึงอยู่ในสภาพเย็นอยู่เสมอ ส่งผลให้อุณหภูมิหลอมเหลวในแม่พิมพ์ลดลงเมื่อเริ่มการหล่อ เมล็ดสีสว่างที่ตกผลึกเริ่มแรกจะเกาะติดกับแผ่นถ่ายโอนและค่อยๆ เติบโต เมื่อถึงขนาดที่กำหนด มันจะตกลงไปในแท่งโลหะ ทำให้เกิดข้อบกพร่องของเกรนสีสดใสที่ก้นแท่งโลหะ
1.4 เครื่องตกผลึก
เครื่องตกผลึกที่ใช้ในการหล่ออลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 นั้นเป็นเครื่องตกผลึกแบบตาน้ำ-แบบสั้น น้ำที่หมุนเวียนสกปรก อุณหภูมิของน้ำสูง และความเข้มข้นของไอออน Ca²⁺ และ Mg²⁺ ค่อนข้างสูง ในระหว่างการหล่อ สิ่งนี้ทำให้เกิดการอุดตันบางส่วนของดวงตาน้ำ- ส่งผลให้อุณหภูมิที่หลอมละลายรอบๆ แท่งโลหะมีอุณหภูมิไม่สม่ำเสมอ ซึ่งนำไปสู่ความผันผวนในการไหลของโลหะและการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอภายในเครื่องตกผลึก ภายใต้อุณหภูมิการหล่อที่ต่ำกว่าในแต่ละท้องถิ่น อัตราการแข็งตัวของการหลอมจะแตกต่างกันไป ทำให้เกิดเม็ดสีสดใส
2 มาตรการป้องกัน
จากการวิเคราะห์ข้างต้น เราได้ดำเนินมาตรการดังต่อไปนี้:
(1) ทำความสะอาดเตาเผาอย่างทั่วถึงเมื่อเปลี่ยนประเภทผลิตภัณฑ์
(2) เก็บเศษโลหะผสมประเภทต่างๆ แยกกัน และเมื่อเตรียมการหลอม จะอนุญาตให้เติมเฉพาะเศษประเภทเดียวกันหรือองค์ประกอบที่คล้ายกันเท่านั้น
(3) เสริมสร้างการจัดการการดำเนินงานกระบวนการ ก่อนการหล่อ ให้ใช้คบไฟก๊าซเหลวเพื่ออบช่องการไหล แผ่นจ่าย ท่อไหล และแผ่นเปลี่ยนผ่านจนกระทั่งร้อนแดง
(4) ปรับเปลี่ยนระบบกรองน้ำหมุนเวียนและระบบทำความเย็น โดยใช้สถานีน้ำอ่อนตัวอย่างเต็มที่เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและอุณหภูมิของน้ำหมุนเวียนและความเข้มข้นของ Ca, Mg และไอออนอื่น ๆ ตรงตามข้อกำหนดสำหรับการดำเนินการหล่อ ซึ่งจะช่วยขจัดข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาที่เกิดจากการไหลเวียนของน้ำในแท่งหล่อ ข้อบกพร่องเหล่านี้มีสาเหตุมาจากปริมาณ Cu สูงในประจุ อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำในขณะที่เข้าสู่แม่พิมพ์ การอุ่นแผ่นกระจายความร้อนไม่ดีพอ และการระบายความร้อนของแท่งโลหะไม่เพียงพอโดยการหมุนเวียนของน้ำ
(5) ด้วยการปรับปริมาณ Cu ในประจุ เพิ่มอุณหภูมิและความเร็วการหล่ออย่างเหมาะสม การอุ่นและการอบเครื่องมือหล่อก่อนการหล่อ และการเสริมสร้างการควบคุมคุณภาพน้ำหมุนเวียน ข้อบกพร่องของเกรนสว่างในแท่งโลหะผสมอลูมิเนียม 6063 สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์
