Durante il processo di estrusione dei materiali estrusi in lega di alluminio, in particolare i profili di alluminio, spesso si verifica un difetto di "vaiolatura" sulla superficie. Le manifestazioni specifiche includono tumori molto piccoli con densità variabili, code e una sensazione ovvia, con una sensazione appuntita. Dopo il trattamento della superficie di ossidazione o elettroforetica, appaiono spesso come granuli neri che aderiscono alla superficie del prodotto.
Nella produzione di estrusione di profili di grandi sezioni, è più probabile che si verifichi questo difetto a causa dell'influenza della struttura del lingotto, della temperatura di estrusione, della velocità di estrusione, della complessità dello stampo, ecc. Processo di pretrattamento della superficie del profilo, in particolare il processo di attacco alcalino, mentre un piccolo numero di particelle di grandi dimensioni e addebitate rimane sulla superficie del profilo, influenzando la qualità dell'aspetto del prodotto finale.
Nei prodotti ordinari sul profilo delle porte e della finestra, i clienti generalmente accettano difetti ridotti minori, ma per i profili industriali che richiedono la pari enfasi sulle proprietà meccaniche e le prestazioni decorative o più enfasi sulle prestazioni decorative, i clienti generalmente non accettano questo difetto, in particolare difetti contrapposti che sono Intrappotto con il diverso colore di sfondo.
Al fine di analizzare il meccanismo di formazione delle particelle ruvide, sono state analizzate la morfologia e la composizione delle posizioni dei difetti in diverse composizioni in lega e processi di estrusione e sono state confrontate le differenze tra i difetti e la matrice. È stata presentata una soluzione ragionevole per risolvere efficacemente le particelle ruvide ed è stato eseguito un test di prova.
Per risolvere i difetti di avvolgimento dei profili, è necessario comprendere il meccanismo di formazione dei difetti di detenzione. Durante il processo di estrusione, l'alluminio che si attacca alla cintura di lavoro è la causa principale dei difetti di avvolgimento sulla superficie dei materiali in alluminio estruso. Questo perché il processo di estrusione dell'alluminio viene eseguito ad alta temperatura di circa 450 ° C. Se vengono aggiunti gli effetti del calore del calore e dell'attrito di deformazione, la temperatura del metallo sarà più elevata quando scorre fuori dal foro. Quando il prodotto fuoriesce dal foro, a causa dell'alta temperatura, c'è un fenomeno di alluminio che si attacca tra il metallo e la cintura di lavoro dello stampo.
La forma di questo legame è spesso: un ripetuto processo di legame - lacerazione - legame - lo strappo e il prodotto scorre in avanti, risultando in molti piccoli fosse sulla superficie del prodotto.
Questo fenomeno di legame è correlato a fattori come la qualità del lingotto, le condizioni superficiali della cintura di lavoro dello stampo, la temperatura di estrusione, la velocità di estrusione, il grado di deformazione e la resistenza di deformazione del metallo.
1 Test Materiali e metodi
Attraverso la ricerca preliminare, abbiamo appreso che fattori come la purezza metallurgica, lo stato della muffa, il processo di estrusione, gli ingredienti e le condizioni di produzione possono influire sulle particelle di superficie agitate. Nel test, due aste in lega, 6005a e 6060, sono state utilizzate per estricare la stessa sezione. La morfologia e la composizione delle posizioni delle particelle ruvide sono state analizzate attraverso lo spettrometro di lettura diretta e i metodi di rilevamento SEM e confrontate con la matrice normale circostante.
Al fine di distinguere chiaramente la morfologia dei due difetti di pette e particelle, sono definiti come segue:
(1) Difetti o difetti di trazione è una sorta di difetto del punto che è un difetto di graffio a forma di girina irregolare o simile a un punto che appare sulla superficie del profilo. Il difetto inizia dalla striscia di scratch e termina con il difetto che cade, accumulando in fagioli metallici all'estremità della linea di graffi. La dimensione del difetto contrapposto è generalmente 1-5 mm e diventa nero scuro dopo il trattamento di ossidazione, che alla fine influisce sull'aspetto del profilo, come mostrato nel cerchio rosso nella Figura 1.
(2) Le particelle di superficie sono anche chiamate fagioli metallici o particelle di adsorbimento. La superficie del profilo in lega di alluminio è attaccata con particelle sferiche di metallo duro nero e grigio e ha una struttura sciolta. Esistono due tipi di profili in lega di alluminio: quelli che possono essere spazzati via e quelli che non possono essere spazzati via. La dimensione è generalmente inferiore a 0,5 mm e sembra ruvida al tatto. Non c'è graffio nella sezione anteriore. Dopo l'ossidazione, non è molto diverso dalla matrice, come mostrato nel cerchio giallo nella Figura 1.
2 Risultati e analisi dei test
2.1 difetti di trazione della superficie
La Figura 2 mostra la morfologia microstrutturale del difetto di trazione sulla superficie della lega 6005A. Ci sono graffi a gradini nella parte anteriore della trazione e finiscono con noduli impilati. Dopo la comparsa dei noduli, la superficie ritorna alla normalità. La posizione del difetto irruvidente non è liscia al tatto, ha una sensazione spinosa e aderisce o si accumula sulla superficie del profilo. Attraverso il test di estrusione, è stato osservato che la morfologia tirata di 6005a e 6060 profili estrusi è simile e l'estremità della coda del prodotto è più della testa della testa; La differenza è che la dimensione di trazione complessiva di 6005A è più piccola e la profondità di graffio è indebolita. Ciò può essere correlato a cambiamenti nella composizione in lega, nello stato della canna del fusione e nelle condizioni della muffa. Osservati sotto 100 volte, ci sono evidenti segni di graffi sull'estremità anteriore dell'area di trazione, che è allungata lungo la direzione di estrusione e la forma delle particelle finali del nodulo è irregolare. A 500x, l'estremità anteriore della superficie di trazione ha graffi a gradini lungo la direzione di estrusione (la dimensione di questo difetto è di circa 120 μm) e ci sono evidenti segni di impilamento sulle particelle nodulari all'estremità della coda.
Al fine di analizzare le cause della trazione, sono stati utilizzati spettrometri di lettura diretta ed EDX per condurre l'analisi dei componenti sulle posizioni dei difetti e la matrice dei tre componenti in lega. La tabella 1 mostra i risultati del test del profilo 6005A. I risultati EDX mostrano che la composizione della posizione di impilamento delle particelle di trazione è sostanzialmente simile a quella della matrice. Inoltre, alcune particelle di impurità sono accumulate dentro e intorno al difetto di trazione e le particelle di impurità contengono C, O (o Cl) o Fe, Si e S.
L'analisi dei difetti irruvidenti di profili estrusi ossidati a 6005A mostra che le particelle di trazione sono di dimensioni grandi (1-5 mm), la superficie è per lo più impilata e ci sono graffi a gradini nella sezione anteriore; La composizione è vicina alla matrice AL e ci saranno fasi eterogenee contenenti Fe, Si, C e O distribuite attorno ad essa. Mostra che il meccanismo di formazione di trazione delle tre leghe è lo stesso.
Durante il processo di estrusione, l'attrito del flusso metallico causerà l'innalzamento della temperatura della cintura di lavoro dello stampo, formando uno "strato di alluminio appiccicoso" sul tagliente dell'ingresso della cintura di lavoro. Allo stesso tempo, l'eccesso di SI e altri elementi come Mn e CR nella lega di alluminio sono facili da formare soluzioni solide sostitutive con Fe, che promuoveranno la formazione di uno "strato di alluminio appiccicoso" all'ingresso della zona di lavoro dello stampo.
Mentre il metallo scorre in avanti e si strofina contro la cintura di lavoro, un fenomeno alternativo del legame di legame continuo si verifica in una certa posizione, causando il sovrapposizione del metallo in questa posizione. Quando le particelle aumentano a una certa dimensione, verranno estratte dal prodotto fluente e forma i segni di graffi sulla superficie del metallo. Rimarrà sulla superficie metallica e formerà particelle di tiro all'estremità del graffio. Pertanto, si può prendere in considerazione che la formazione di particelle ruvide è principalmente correlata all'alluminio che si attacca alla cintura di lavoro dello stampo. Le fasi eterogenee distribuite attorno a esso possono provenire da olio lubrificante, ossidi o particelle di polvere, nonché impurità portate dalla superficie ruvida del lingotto.
Tuttavia, il numero di tiri nei risultati del test 6005A è più piccolo e il grado è più leggero. Da un lato, è dovuto alla smussatura all'uscita della cintura di lavoro dello stampo e all'attenta lucidatura della cintura di lavoro per ridurre lo spessore dello strato di alluminio; D'altra parte, è correlato al contenuto di SI in eccesso.
Secondo i risultati della composizione spettrale di lettura diretta, si può vedere che oltre a SI combinato con Mg MG2SI, il SI rimanente appare sotto forma di una sostanza semplice.
2.2 Piccole particelle sulla superficie
Sotto l'ispezione visiva a bassa magnificazione, le particelle sono piccole (≤0,5 mm), non liscia al tatto, hanno una sensazione acuta e aderiscono alla superficie del profilo. Osservate sotto 100 volte, piccole particelle sulla superficie sono distribuite in modo casuale e ci sono particelle di piccole dimensioni attaccate alla superficie indipendentemente dal fatto che ci siano graffi o meno;
A 500x, indipendentemente dal fatto che ci siano evidenti graffi a gradini sulla superficie lungo la direzione di estrusione, molte particelle sono ancora attaccate e le dimensioni delle particelle variano. La dimensione delle particelle più grandi è di circa 15 μm e le piccole particelle sono di circa 5 μm.
Attraverso l'analisi della composizione delle particelle di superficie in lega 6060 e della matrice intatta, le particelle sono principalmente composte da elementi O, C, Si e Fe e il contenuto di alluminio è molto basso. Quasi tutte le particelle contengono elementi O e C. La composizione di ciascuna particella è leggermente diversa. Tra questi, le particelle A sono vicine a 10 μm, che è significativamente più alto della matrice Si, Mg e O; Nelle particelle C, SI, O e CL sono ovviamente più alti; Le particelle D e F contengono alte Si, O e Na; Le particelle E contengono Si, Fe e O; Le particelle H sono composti contenenti Fe. I risultati di 6060 particelle sono simili a questo, ma poiché il contenuto di Si e Fe nella stessa 6060 è basso, anche il contenuto corrispondente di Si e Fe nelle particelle di superficie è basso; Il contenuto di C in 6060 particelle è relativamente basso.
Le particelle di superficie potrebbero non essere singole particelle di piccole dimensioni, ma possono anche esistere sotto forma di aggregazioni di molte piccole particelle con forme diverse e le percentuali di massa di diversi elementi in diverse particelle variano. Si ritiene che le particelle siano principalmente composte da due tipi. Uno è precipitato come Alfesi e SI elementare, che provengono da elevate fasi di impurità del punto di fusione come Feal3 o Alfesi (Mn) nel lingotto o fasi precipitate durante il processo di estrusione. L'altro è una questione straniera aderente.
2.3 Effetto della rugosità superficiale del lingotto
Durante il test, è stato scoperto che la superficie posteriore del tornio a canna da ginnastica 6005A era ruvida e macchiata di polvere. C'erano due aste di fusione con i segni più profondi dello strumento di rotazione nelle posizioni locali, che corrispondevano a un aumento significativo del numero di tiri dopo l'estrusione e la dimensione di un singolo tiro era più grande, come mostrato nella Figura 7.
L'asta di fusione 6005a non ha tornio, quindi la rugosità superficiale è bassa e il numero di tiri è ridotto. Inoltre, poiché non esiste un fluido di taglio in eccesso attaccato ai segni del tornio dell'asta di fusione, il contenuto di C nelle particelle corrispondenti viene ridotto. È dimostrato che i segni di rotazione sulla superficie dell'asta di fusione aggraverà la formazione di tiri e particelle in una certa misura.
3 discussione
(1) I componenti del tiro difetti sono sostanzialmente gli stessi di quelli della matrice. Sono le particelle estranee, la vecchia pelle sulla superficie del lingotto e altre impurità accumulate nella parete del barile di estrusione o nell'area morta dello stampo durante il processo di estrusione, che vengono portati sulla superficie metallica o sullo strato di alluminio dello stampo che funziona cintura. Man mano che il prodotto scorre in avanti, vengono causati graffi di superficie e quando il prodotto si accumula a una certa dimensione, viene eliminato dal prodotto per formare la trazione. Dopo l'ossidazione, la trazione era corrosa e, a causa delle sue grandi dimensioni, c'erano difetti simili a fossa lì.
(2) Le particelle di superficie a volte appaiono come singole piccole particelle e talvolta esistono in forma aggregata. La loro composizione è ovviamente diversa da quella della matrice e contiene principalmente elementi O, C, Fe e SI. Alcune particelle sono dominate da elementi O e C e alcune particelle sono dominate da O, C, Fe e Si. Pertanto, si deduce che le particelle di superficie provengono da due fonti: una è precipitata come Alfesi e SI elementale e impurità come O e C sono aderite alla superficie; L'altro è una questione straniera aderente. Le particelle sono corrose dopo l'ossidazione. A causa delle loro dimensioni ridotte, non hanno un impatto o scarso sulla superficie.
(3) Le particelle ricche di elementi C e O provengono principalmente da olio lubrificante, polvere, terreno, aria, ecc. Adesi alla superficie del lingotto. I componenti principali dell'olio lubrificante sono C, O, H, S, ecc. E il componente principale della polvere e del suolo è SIO2. Il contenuto O delle particelle di superficie è generalmente elevato. Poiché le particelle sono in uno stato ad alta temperatura immediatamente dopo aver lasciato la cintura di lavoro e, a causa della grande superficie specifica delle particelle, adsorbiranno facilmente gli atomi di O nell'aria e causano ossidazione dopo il contatto con l'aria, risultando in un O più elevato contenuto rispetto alla matrice.
(4) Fe, Si, ecc. Provengono principalmente dagli ossidi, dalle fasi di vecchia scala e di impurità nel lingotto (punto di fusione elevato o seconda fase che non è completamente eliminato dall'omogeneizzazione). L'elemento FE proviene da Fe nei lingotti di alluminio, formando elevate fasi di impurità del punto di fusione come Feal3 o Alfesi (MN), che non possono essere sciolte in soluzione solida durante il processo di omogeneizzazione o non sono completamente convertite; SI esiste nella matrice di alluminio sotto forma di MG2SI o una soluzione solida supersaturata di SI durante il processo di fusione. Durante il processo di estrusione calda dell'asta di fusione, l'eccesso di Si può precipitare. La solubilità di SI in alluminio è dello 0,48% a 450 ° C e dello 0,8% (% in peso) a 500 ° C. Il contenuto di SI in eccesso nel 6005 è di circa lo 0,41%e il SI precipitato può essere aggregazione e precipitazione causata da fluttuazioni di concentrazione.
(5) L'alluminio che si attacca alla cintura di lavoro dello stampo è la causa principale della trazione. La matrice di estrusione è un ambiente ad alta temperatura e ad alta pressione. L'attrito del flusso metallico aumenterà la temperatura della cintura di lavoro dello stampo, formando uno "strato di alluminio appiccicoso" all'avanguardia dell'ingresso della cintura di lavoro.
Allo stesso tempo, l'eccesso di SI e altri elementi come Mn e CR nella lega di alluminio sono facili da formare soluzioni solide sostitutive con Fe, che promuoveranno la formazione di uno "strato di alluminio appiccicoso" all'ingresso della zona di lavoro dello stampo. Il metallo che scorre attraverso lo "strato di alluminio appiccicoso" appartiene all'attrito interno (taglio scorrevole all'interno del metallo). Il metallo si deforma e si indurisce a causa dell'attrito interno, che promuove il metallo sottostante e lo stampo per rimanere uniti. Allo stesso tempo, la cintura di lavoro dello stampo viene deformata in una forma di tromba a causa della pressione e l'alluminio appiccicoso formato dalla parte all'avanguardia della cintura di lavoro che contatta il profilo è simile al tagliente di uno strumento di svolta.
La formazione di alluminio appiccicoso è un processo dinamico di crescita e spargimento. Le particelle vengono costantemente messe in evidenza dal profilo. Si addice alla superficie del profilo, formando tiramenti di difetti. Se scorre direttamente fuori dalla cintura di lavoro ed è immediatamente adsorbito sulla superficie del profilo, le piccole particelle aderite termicamente alla superficie sono chiamate "particelle di adsorbimento". Se alcune particelle verranno spezzate dalla lega di alluminio estrusa, alcune particelle si attaccheranno alla superficie della cintura di lavoro quando si passa attraverso la cintura di lavoro, causando graffi sulla superficie del profilo. L'estremità della coda è la matrice in alluminio impilato. Quando c'è molto alluminio bloccato nel mezzo della cintura di lavoro (il legame è forte), aggraverà i graffi superficiali.
(6) La velocità di estrusione ha una grande influenza sul tiro. L'influenza della velocità di estrusione. Per quanto riguarda la lega 6005 tracciata, la velocità di estrusione aumenta all'interno dell'intervallo di test, la temperatura di uscita aumenta e il numero di particelle di trazione superficiale aumenta e diventa più pesante all'aumentare delle linee meccaniche. La velocità di estrusione dovrebbe essere mantenuta il più stabile possibile per evitare improvvisi cambiamenti di velocità. Eccessiva velocità di estrusione e alta temperatura di uscita porteranno ad un aumento dell'attrito e del grave trazione delle particelle. Il meccanismo specifico dell'impatto della velocità di estrusione sul fenomeno di trazione richiede successivi follow-up e verifica.
(7) La qualità della superficie dell'asta di fusione è anche un fattore importante che colpisce le particelle di trazione. La superficie dell'asta di fusione è ruvida, con baratte, macchie di olio, polvere, corrosione, ecc., Che aumentano la tendenza della tiro di particelle.
4 Conclusione
(1) la composizione dei difetti di trazione è coerente con quella della matrice; La composizione della posizione delle particelle è ovviamente diversa da quella della matrice, contenente principalmente elementi O, C, Fe e SI.
(2) Tiro i difetti delle particelle sono principalmente causati dall'alluminio che si attacca alla cintura di lavoro dello stampo. Tutti i fattori che promuovono l'alluminio che si attaccano alla cintura di lavoro dello stampo causerà difetti di trazione. Sulla premessa di garantire la qualità dell'asta di fusione, la generazione di particelle di trazione non ha alcun impatto diretto sulla composizione in lega.
(3) Il trattamento antincendio uniforme adeguato è benefico per ridurre la trazione superficiale.
Tempo post: settembre-10-2024
