Tijekom procesa ekstruzije ekstrudiranih materijala aluminijske legure, posebno aluminijskih profila, na površini se često pojavljuje oštećenje "pitting". Specifične manifestacije uključuju vrlo male tumore s različitim gustoćama, repovima i očiglednim osjećajem ruku, s šiljastim osjećajem. Nakon oksidacije ili elektroforetskog površinskog tretmana, često se pojavljuju kao crne granule koje se pridržavaju površine proizvoda.
U proizvodnji profila velikih presjeka, ovaj nedostatak je vjerojatnije da će se dogoditi zbog utjecaja ingotske strukture, temperature ekstruzije, brzine ekstruzije, složenosti kalupa itd. Većina sitnih čestica spuštenih oštećenja može se ukloniti tijekom Proces prethodne obrade profila, posebno postupak alkalnog jetkanja, dok mali broj velikih, čvrsto pridržanih čestica ostaje na površini profila, što utječe na kvalitetu izgleda konačnog proizvoda.
U običnim proizvodima vrata i profila na vratima, kupci općenito prihvaćaju manje oštećene nedostatke, ali za industrijske profile koji zahtijevaju jednak naglasak na mehaničkim svojstvima i dekorativnim performansama ili više naglaska na dekorativnim performansama, kupci općenito ne prihvaćaju ovaj nedostatak, posebno spuštene nedostatke koji su koji su upleteni oštećenja u neskladu s različitom bojom pozadine.
Da bi se analizirao mehanizam formiranja grubih čestica, analizirani su morfologija i sastav mjesta oštećenja u različitim sastavama legure i procesima ekstruzije, a uspoređene su razlike između oštećenja i matrice. Razumno rješenje za učinkovito rješavanje grubih čestica je izneseno i proveden je ispitivanje.
Da bi se riješili oštećenja profila, potrebno je razumjeti mehanizam formiranja oštećenja. Tijekom postupka ekstruzije, aluminij koji se drži na radnom pojasu glavni je uzrok oštećenja na površini ekstrudiranih aluminijskih materijala. To je zato što se postupak ekstruzije aluminija provodi na visokoj temperaturi od oko 450 ° C. Ako se dodaju učinci deformacije topline i topline trenja, temperatura metala bit će veća kada izlazi iz rupe za matrice. Kad proizvod izvire iz rupe za matricu, zbog visoke temperature, postoji fenomen aluminija koji se zalijepi između metala i kalupa.
Oblik ovog vezivanja često je: ponovljeni postupak vezanja - suza - vezanje - ponovno su se suzao, a proizvod teče naprijed, što rezultira mnogim malim jamama na površini proizvoda.
Ovaj fenomen vezanja povezan je s čimbenicima kao što su kvaliteta ingota, površinsko stanje radnog pojasa plijesni, temperatura ekstruzije, brzina ekstruzije, stupanj deformacije i otpornost na deformaciju metala.
1 Test materijali i metode
Preliminarnim istraživanjima saznali smo da čimbenici poput metalurške čistoće, statusa plijesni, procesa ekstruzije, sastojaka i uvjetima proizvodnje mogu utjecati na površinske čestice. U testu su za istiskivanje istog dijela korištene dvije šipke od legura, 6005A i 6060. Morfologija i sastav položaja grubog čestica analizirani su pomoću izravnog spektrometra čitanja i metoda otkrivanja SEM -a, a uspoređivali su s okolnom normalnom matricom.
Da bi se jasno razlikovale morfologiju dviju oštećenja i čestica, definirane su na sljedeći način:
(1) Ogromne oštećenja ili povučene nedostatke vrsta je točke oštećenja koja je nepravilna oštećenja ogrebotine slična tadpole ili točke koja se pojavljuje na površini profila. Defekt započinje od trake ogrebotine i završava s defektom koji je pao, nakupljajući se u metalni grah na kraju linije ogrebotine. Veličina oštećenog oštećenja općenito je 1-5 mm, a nakon oksidacijskog tretmana postaje tamno crna, što u konačnici utječe na pojavu profila, kao što je prikazano u crvenom krugu na slici 1.
(2) Površinske čestice nazivaju se i metalnim grahom ili adsorpcijskim česticama. Površina profila aluminijske legure pričvršćena je sfernim sivo-crnim česticama tvrdog metala i ima labavu strukturu. Postoje dvije vrste profila aluminijskih legura: one koje se mogu obrisati i one koje se ne mogu obrisati. Veličina je uglavnom manja od 0,5 mm, a osjeća se grubo prema dodiru. U prednjem dijelu nema ogrebotine. Nakon oksidacije, ne razlikuje se puno od matrice, kao što je prikazano u žutom krugu na slici 1.
2 rezultati ispitivanja i analiza
2.1 Povratno povlačenje oštećenja
Na slici 2 prikazana je mikrostrukturna morfologija povlačenja na površini legure 6005A. U prednjem dijelu povlačenja nalaze se ogrebotine poput očuvanja, a oni završavaju složenim čvorovima. Nakon što se pojave čvorovi, površina se vraća u normalu. Položaj grubog oštećenja nije gladak na dodir, ima oštar trnovit osjećaj, i pridržava se ili nakuplja na površini profila. Kroz ekstruzijski test primijećeno je da je morfologija povlačenja 6005A i 6060 ekstrudiranih profila slična, a repni kraj proizvoda veći od kraja glave; Razlika je u tome što je ukupna veličina povlačenja od 6005a manja i dubina ogrebotine je oslabljena. To može biti povezano s promjenama u sastavama legura, stanju lijevanog šipki i uvjetima plijesni. Uočeni ispod 100x, na prednjem kraju povlačenja postoje očigledne tragove ogrebotina, koje je izduženo duž smjera ekstruzije, a oblik čestica konačnih čvorova je nepravilan. Na 500x, prednji kraj površine za povlačenje ima ogrebotine poput ogrebotina duž smjera ekstruzije (veličina ovog oštećenja je oko 120 µm), a očigledne su tragove slaganja na nodularnim česticama na kraju.
Da bi se analizirali uzroci povlačenja, za provođenje analize komponenata na mjestima oštećenja i matrice triju legura komponenti su korišteni izravno čitanje spektrometra i EDX. Tablica 1 prikazuje rezultate ispitivanja profila 6005A. Rezultati EDX pokazuju da je sastav položaja slaganja čestica povlačenja u osnovi sličan onome u matrici. Pored toga, neke sitne čestice nečistoće akumuliraju se u i oko defekta povlačenja, a čestice nečistoće sadrže C, O (ili Cl), ili Fe, Si i S.
Analiza grubog oštećenja od 6005A fino oksidiranih ekstrudiranih profila pokazuje da su čestice za povlačenje velike veličine (1-5 mm), površina je uglavnom složena, a na prednjem dijelu postoje ogrebotine slične koracima; Sastav je blizu AL matrice i postojat će heterogene faze koje sadrže Fe, SI, C i O raspodijeljene oko nje. Pokazuje da je mehanizam stvaranja triju tri legure isti.
Tijekom postupka ekstruzije, trenje protoka metala uzrokovat će porast temperature radnog pojasa, formirajući "ljepljivi aluminijski sloj" na sjeni na rubu ulaza radnog pojasa. Istodobno, višak SI i ostali elementi poput MN i CR u aluminijskoj leguri lako su formirati zamjenske čvrste otopine s Fe, što će promovirati stvaranje "ljepljivog aluminijskog sloja" na ulazu radne zone kalupa.
Dok metal teče naprijed i trlja se o radnom pojasu, na određenom položaju javlja se ponavljajući fenomen kontinuiranog vezanja vezanja, zbog čega se metal kontinuirano nadmašuje na ovom položaju. Kad se čestice povećaju na određenu veličinu, to će se izvući tekući proizvod i formirati tragove ogrebotine na metalnoj površini. Ostat će na metalnoj površini i formirati povlačenje čestica na kraju ogrebotine. Stoga se može uzeti u obzir da je stvaranje grubih čestica uglavnom povezano s aluminijem koji se drži na radnom pojasu kalupa. Heterogene faze raspoređene oko njega mogu potjecati od podmazivanja ulja, oksida ili čestica prašine, kao i nečistoća koje donosi gruba površina ingota.
Međutim, broj povlačenja u rezultatima ispitivanja 6005A je manji, a stupanj lakši. S jedne strane, to je posljedica probijanja na izlazu radnog pojasa i pažljivog poliranja radnog pojasa kako bi se smanjila debljina aluminijskog sloja; S druge strane, to je povezano s viškom SI sadržaja.
Prema rezultatima spektralnog sastava izravnog čitanja, može se vidjeti da se, osim SI u kombinaciji s Mg Mg2Si, preostali SI pojavljuje u obliku jednostavne tvari.
2.2 Male čestice na površini
Pod vizualnim pregledom niskog magnifikacije, čestice su male (≤0,5 mm), ne glatke na dodir, imaju oštar osjećaj i pridržavaju se površine profila. Uočene ispod 100x, male čestice na površini su nasumično raspoređene, a na površini su pričvršćene čestice male veličine bez obzira na to postoje li ogrebotine ili ne;
Na 500x, bez obzira na to postoje li očigledne ogrebotine na površini duž smjera ekstruzije, mnoge su čestice i dalje pričvršćene, a veličine čestica variraju. Najveća veličina čestica je oko 15 µm, a male čestice oko 5 µm.
Kroz kompozicijsku analizu površinskih čestica legure 6060 i netaknute matrice, čestice su uglavnom sastoje od O, C, Si i Fe elemenata, a sadržaj aluminija je vrlo nizak. Gotovo sve čestice sadrže O i C elemente. Sastav svake čestice je malo drugačiji. Među njima su čestice blizu 10 µM, što je značajno veće od matrice Si, Mg i O; U C čestica su Si, O i Cl očito viši; Čestice D i F sadrže visoke Si, O i Na; Čestice E sadrže Si, Fe i O; H čestice su spojevi koji sadrže Fe. Rezultati 6060 čestica slični su ovome, ali zato što je sadržaj SI i Fe u samom 6060 nizak, odgovarajući sadržaji SI i Fe u površinskim česticama su također niski; Sadržaj C u 6060 čestica je relativno nizak.
Površinske čestice možda nisu pojedinačne male čestice, ali mogu postojati i u obliku agregacija mnogih malih čestica s različitim oblicima, a maseni postoci različitih elemenata u različitim česticama variraju. Vjeruje se da su čestice uglavnom sastavljene od dvije vrste. Jedan je taloženje kao što su alfesi i elementarni SI, koji potječu iz faza nečistoće visoke točke tališta poput Feal3 ili Alfesi (MN) u ingotu ili talosnih faza tijekom procesa ekstruzije. Druga je privržena strana materiji.
2.3 Učinak površinske hrapavosti ingota
Tijekom ispitivanja ustanovljeno je da je stražnja površina tokarilice za lijevanje 6005A bila gruba i obojena prašinom. Na lokalnim lokacijama bile su dvije lijevane šipke s najdubljim oznakama alata za okretanje, što je odgovaralo značajnom povećanju broja povlačenja nakon ekstruzije, a veličina jednog povlačenja bila je veća, kao što je prikazano na slici 7.
Šipka od 6005A nema tokarilica, tako da je hrapavost površine niska, a broj povlačenja smanjen. Pored toga, budući da ne postoji višak tekućine za rezanje pričvršćena na tragove lijevane šipke, smanjuje se sadržaj C u odgovarajućim česticama. Dokazano je da će tragovi okretanja na površini lijevane šipke pogoršati povlačenje i stvaranje čestica u određenoj mjeri.
3 rasprava
(1) Komponente povlačenja oštećenja u osnovi su iste kao i matrice. To su strane čestice, stara koža na površini ingota i ostale nečistoće akumulirane u zidu ekstruzijske cijevi ili mrtvom području kalupa tijekom postupka ekstruzije, koje se dovode na metalnu površinu ili aluminijski sloj kalupa koji radi pojas. Kako proizvod teče naprijed, uzrokovane su površinske ogrebotine, a kada se proizvod nakuplja do određene veličine, proizvod ga izvadi da bi se stvorio povlačenje. Nakon oksidacije, povlačenje je korodirano, a zbog velike veličine, tamo su bile nedostatke u obliku jame.
(2) Površinske čestice ponekad se pojavljuju kao pojedinačne male čestice, a ponekad postoje u agregiranom obliku. Njihov se sastav očito razlikuje od matrice, a uglavnom sadrži O, C, Fe i Si elemente. Nekim česticama dominiraju O i C elementi, a nekim česticama dominiraju O, C, Fe i Si. Stoga se zaključuje da površinske čestice dolaze iz dva izvora: jedan je taloženje poput alfesi i elementarnih si, a nečistoće poput O i C pridržavaju se površine; Druga je privržena strana materiji. Čestice se korodiraju nakon oksidacije. Zbog svoje male veličine, oni nemaju ili malo utjecaja na površinu.
(3) Čestice bogate C i O elementima uglavnom potječu iz podmazivanja ulja, prašine, tla, zraka itd. Pridržane na površini ingota. Glavne komponente podmazivanja ulja su C, O, H, S itd., A glavna komponenta prašine i tla je SiO2. Sadržaj O površinskih čestica je općenito visok. Budući da su čestice u visoko temperaturnom stanju odmah nakon napuštanja radnog pojasa, a zbog velike specifične površine čestica, lako adsorbiraju atome u zraku i uzrokuju oksidaciju nakon kontakta s zrakom, što rezultira većim O sadržaj od matrice.
(4) Fe, SI, itd. Uglavnom potječu iz faza oksida, stare ljestvice i nečistoće u ingotu (visoka tališta ili druga faza koja nije u potpunosti eliminirana homogenizacijom). Fe element potječe iz Fe u aluminijskim ingotima, formirajući visoke faze nečistoće tališta kao što su FEAL3 ili Alfesi (MN), koje se ne mogu otopiti u čvrstoj otopini tijekom postupka homogenizacije ili nisu u potpunosti pretvoreni; Si postoji u aluminijskoj matrici u obliku MG2SI ili prenasićene čvrste otopine SI tijekom postupka lijevanja. Tijekom postupka vruće ekstruzije lijevane šipke, višak Si može se taložiti. Topljivost SI u aluminiji je 0,48% na 450 ° C i 0,8% (tež.%) Na 500 ° C. Višak SI sadržaja u 6005 iznosi oko 0,41%, a taložen SI može biti agregacija i oborine uzrokovane fluktuacijama koncentracije.
(5) Aluminij koji se drži na radnom pojasu glavni je uzrok povlačenja. Estruzijska matrica je okruženje visoke temperature i visokog pritiska. Trenje metalnog protoka povećat će temperaturu radnog pojasa kalupa, formirajući "ljepljivi aluminijski sloj" na reznom rubu ulaza radnog pojasa.
Istodobno, višak SI i ostali elementi poput MN i CR u aluminijskoj leguri lako su formirati zamjenske čvrste otopine s Fe, što će promovirati stvaranje "ljepljivog aluminijskog sloja" na ulazu radne zone kalupa. Metal koji teče kroz "ljepljivi aluminijski sloj" pripada unutarnjem trenju (kliznu smicanje unutar metala). Metal se deformira i stvrdne zbog unutarnjeg trenja, što potiče podložni metal i kalup da se zalijepi. Istodobno, radni pojas kalupa deformiran je u oblik trube zbog tlaka, a ljepljivi aluminij formiran od strane reznog dijela radnog pojasa koji kontaktira profil sličan je vrhunskom rubu alata za okretanje.
Formiranje ljepljivog aluminija dinamičan je proces rasta i prolijevanja. Čestice se stalno izvlače profilom. Na površinu profila, formirajući povučene nedostatke. Ako teče izravno iz radnog pojasa i odmah se adsorbira na površini profila, male čestice koje se termički pridržavaju površine nazivaju se "adsorpcijske čestice". Ako će neke čestice biti slomljene ekstrudiranom aluminijskom legurom, neke će se čestice držati na površini radnog pojasa prilikom prolaska kroz radni pojas, uzrokujući ogrebotine na površini profila. Repni kraj je složena aluminijska matrica. Kad se u sredini radnog pojasa zaglavi puno aluminija (veza je jaka), pogoršat će ogrebotine na površini.
(6) Brzina ekstruzije ima veliki utjecaj na povlačenje. Utjecaj brzine ekstruzije. Što se tiče praćenih 6005 legura, brzina ekstruzije raste unutar raspona ispitivanja, temperatura izlaza raste, a broj čestica povlačenja površine povećava se i postaje teži kako mehanički linija raste. Brzina ekstruzije treba držati što stabilnije kako bi se izbjegle nagle promjene brzine. Prekomjerna brzina ekstruzije i visoka temperatura izlaza dovest će do povećanog trenja i ozbiljnog povlačenja čestica. Specifični mehanizam utjecaja brzine ekstruzije na pojavu povlačenja zahtijeva naknadno praćenje i provjeru.
(7) Površinska kvaliteta lijevane šipke također je važan faktor koji utječe na čestice povlačenja. Površina lijevane šipke je gruba, s pilama, mrljama ulja, prašinom, korozijom itd., Sve to povećavaju tendenciju povlačenja čestica.
4 Zaključak
(1) sastav povlačenja oštećenja u skladu je s matricom; Sastav položaja čestica očito se razlikuje od položaja matrice, uglavnom koji sadrži O, C, Fe i Si elemente.
(2) Povlačenje oštećenja čestica uglavnom je uzrokovano aluminom koji se pridržava radnog pojasa kalupa. Svi čimbenici koji promiču aluminij koji se drži na radnom pojasu kalupa uzrokovat će povlačenje. Na pretpostavku osiguranja kvalitete lijevanog štapa, stvaranje povlačenja čestica nema izravan utjecaj na sastav legure.
(3) Pravilan ujednačeni tretman požara korisno je za smanjenje površinskog povlačenja.
Post Vrijeme: SEP-10-2024
