Durante o proceso de extrusión de materiais extruídos de aliaxe de aluminio, especialmente os perfís de aluminio, a miúdo ocorre un defecto "picante" na superficie. As manifestacións específicas inclúen tumores moi pequenos con diferentes densidades, cola e sensación de man evidente, cun sentimento picante. Despois da oxidación ou o tratamento da superficie electroforética, a miúdo aparecen como gránulos negros adheridos á superficie do produto.
Na produción de extrusión de perfís de sección grande, este defecto é máis probable que se produza debido á influencia da estrutura do lingote, a temperatura de extrusión, a velocidade de extrusión, a complexidade do molde, etc. A maioría das partículas finas de defectos encaixados pódense eliminar durante o Proceso de pretratamento da superficie do perfil, especialmente o proceso de gravado de álcali, mentres que un pequeno número de partículas de gran tamaño, firmemente adheridas permanecen na superficie do perfil, afectando a calidade de aparencia do produto final.
Nos produtos de perfil de portas e ventás comúns, os clientes xeralmente aceptan defectos menores, pero para os perfís industriais que requiren igual énfase nas propiedades mecánicas e no rendemento decorativo ou máis énfase no rendemento decorativo, os clientes xeralmente non aceptan este defecto, especialmente defectos que son inconsistente coa diferente cor de fondo.
Para analizar o mecanismo de formación de partículas rugosas, analizáronse a morfoloxía e a composición das localizacións de defectos baixo diferentes composicións de aliaxe e procesos de extrusión e comparáronse as diferenzas entre os defectos e a matriz. Presentouse unha solución razoable para resolver eficazmente as partículas rugosas e realizouse unha proba de proba.
Para resolver os defectos de perfís, é necesario comprender o mecanismo de formación de defectos. Durante o proceso de extrusión, o aluminio que se pega ao cinto de traballo é a principal causa de picar defectos na superficie de materiais de aluminio extruídos. Isto débese a que o proceso de extrusión de aluminio realízase a unha temperatura alta de aproximadamente 450 ° C. Se se engaden os efectos da calor de deformación e a calor de fricción, a temperatura do metal será maior cando flúa do burato. Cando o produto flúe do burato, debido á alta temperatura, hai un fenómeno de aluminio que se pega entre o metal e o cinto de traballo do molde.
A forma desta vinculación adoita ser: un proceso repetido de unión - rasgamento - unión - rasgar de novo e o produto flúe cara adiante, obtendo moitos pequenos fosos na superficie do produto.
Este fenómeno de unión está relacionado con factores como a calidade do lingote, o estado superficial do cinto de traballo do molde, a temperatura de extrusión, a velocidade de extrusión, o grao de deformación e a resistencia á deformación do metal.
1 materiais e métodos de proba
A través da investigación preliminar, aprendemos que factores como a pureza metalúrxica, o estado do molde, o proceso de extrusión, os ingredientes e as condicións de produción poden afectar as partículas de superficie. Na proba, empregáronse dúas barras de aliaxe, 6005A e 6060, para extrudir a mesma sección. Analizáronse a morfoloxía e a composición das posicións de partículas enroladas mediante métodos de detección de lectura directa e métodos de detección de SEM e en comparación coa matriz normal circundante.
Co fin de distinguir claramente a morfoloxía dos dous defectos de pitt e partículas, defínense do seguinte xeito:
(1) Os defectos encaixados ou os defectos de tirar é un tipo de defecto de punto que é un defecto de arañazo similar ao tadpole irregular ou ao punto que aparece na superficie do perfil. O defecto comeza desde a franxa de arañazos e remata co defecto caendo, acumulándose en feixóns metálicos ao final da liña de arañazos. O tamaño do defecto encaixado é xeralmente de 1-5 mm, e xira o negro escuro despois do tratamento de oxidación, o que en última instancia afecta á aparencia do perfil, como se mostra no círculo vermello na figura 1.
(2) As partículas de superficie tamén se chaman feixóns metálicos ou partículas de adsorción. A superficie do perfil de aliaxe de aluminio está unida con partículas de metal duro gris-negro esférico e ten unha estrutura solta. Hai dous tipos de perfís de aliaxe de aluminio: os que se poden borrar e os que non se poden borrar. O tamaño xeralmente é inferior a 0,5 mm, e séntese áspero ao tacto. Non hai arañazos na sección dianteira. Despois da oxidación, non é moi diferente da matriz, como se mostra no círculo amarelo da figura 1.
2 Resultados e análises das probas
2.1 Defectos de tirón de superficie
A figura 2 mostra a morfoloxía microestrutural do defecto de tirón na superficie da aleación 6005A. Hai arañazos como o paso na parte dianteira do tirón, e rematan con nódulos amoreados. Despois de aparecer os nódulos, a superficie volve á normalidade. A localización do defecto de engrosamento non é suave ao tacto, ten unha sensación de espiñento afiado e adhírese ou acumúlase na superficie do perfil. A través da proba de extrusión, observouse que a morfoloxía de tracción de perfís extruídos 6005A e 6060 é similar, e o extremo da cola do produto é máis que o extremo da cabeza; A diferenza é que o tamaño global de 6005A é menor e a profundidade de arañazos está debilitada. Isto pode estar relacionado cos cambios na composición de aliaxe, o estado de vara e as condicións do molde. Observado baixo 100X, hai marcas de arañazos evidentes no extremo frontal da área de tracción, que se alarga ao longo da dirección de extrusión, e a forma das partículas finais do nódulo é irregular. A 500X, o extremo frontal da superficie de tracción ten arañazos similares ao paso ao longo da dirección de extrusión (o tamaño deste defecto é de aproximadamente 120 μm), e hai marcas de empilhado evidentes nas partículas nodulares no extremo da cola.
Para analizar as causas de tirar, o espectrómetro de lectura directa e o EDX utilizáronse para realizar análises de compoñentes sobre as localizacións de defectos e a matriz dos tres compoñentes de aliaxe. A táboa 1 mostra os resultados da proba do perfil 6005A. Os resultados de EDX mostran que a composición da posición de apilamento das partículas de tracción é basicamente similar á da matriz. Ademais, algunhas partículas de impureza fina acumúlanse dentro e arredor do defecto de tirón, e as partículas de impureza conteñen C, O (ou CL), ou Fe, Si, e S.
A análise dos defectos de enrucos de perfís extruídos oxidados de 6005A demostra que as partículas de tirón teñen un tamaño grande (1-5 mm), a superficie está amontoada maioritariamente e hai arañazos como o paso na sección dianteira; A composición está preto da matriz de AL, e haberá fases heteroxéneas que conteñen Fe, Si, C e O distribuídas ao seu redor. Demostra que o mecanismo de formación de tracción das tres aliaxes é o mesmo.
Durante o proceso de extrusión, a fricción do fluxo metálico fará que a temperatura do cinto de traballo do molde aumente, formando unha "capa de aluminio pegajoso" na vangarda da entrada do cinto de traballo. Ao mesmo tempo, o exceso de Si e outros elementos como MN e CR na aleación de aluminio son fáciles de formar solucións sólidas de substitución por FE, o que promoverá a formación dunha "capa de aluminio pegajoso" na entrada da zona de traballo do molde.
A medida que o metal flúe cara a adiante e se frota contra o cinto de traballo, prodúcese un fenómeno recíproco de unión continua de conexión nunha determinada posición, facendo que o metal se superpoñese continuamente nesta posición. Cando as partículas aumenten ata un determinado tamaño, o produto que flúe e formará marcas de arañazos na superficie metálica. Permanecerá na superficie metálica e formará partículas ao final do rabuñado. Por iso, pódese considerar que a formación de partículas enroladas está relacionada principalmente co aluminio que se pega ao cinto de traballo do molde. As fases heteroxéneas distribuídas ao redor dela poden orixinarse en aceite lubricante, óxidos ou partículas de po, así como impurezas traídas pola superficie rugosa do lingote.
Non obstante, o número de tiróns nos resultados das probas 6005A é menor e o grao é máis lixeiro. Por unha banda, débese á chapa á saída do cinto de traballo do molde e ao coidado pulido do cinto de traballo para reducir o grosor da capa de aluminio; Por outra banda, está relacionado co exceso de contido de Si.
Segundo os resultados da composición espectral de lectura directa, pódese ver que ademais de Si combinado con Mg Mg2Si, o SI restante aparece en forma de sustancia sinxela.
2.2 Partículas pequenas na superficie
Baixo a inspección visual de baixa magnificación, as partículas son pequenas (≤0,5 mm), non suaves ao tacto, teñen unha sensación afiada e adhírense á superficie do perfil. Observados en 100 veces, as partículas pequenas na superficie distribúense aleatoriamente e hai partículas de pequeno tamaño unidas á superficie, independentemente de que haxa arañazos ou non;
A 500X, non importa se hai arañazos similares ao paso na superficie ao longo da dirección de extrusión, aínda están unidas moitas partículas e os tamaños de partículas varían. O tamaño de partícula máis grande é de aproximadamente 15 μm e as partículas pequenas son aproximadamente 5 μm.
A través da análise de composición das partículas de superficie de aliaxe 6060 e da matriz intacta, as partículas están compostas principalmente por elementos O, C, Si e Fe, e o contido de aluminio é moi baixo. Case todas as partículas conteñen elementos O e C. A composición de cada partícula é lixeiramente diferente. Entre elas, as partículas A están preto de 10 μm, o que é significativamente superior á matriz Si, Mg e O; En partículas C, Si, O e CL son obviamente maiores; As partículas d e f conteñen altas si, o e na; As partículas e conteñen Si, Fe e O; As partículas H son compostos que conteñen FE. Os resultados de partículas 6060 son similares a este, pero debido a que o contido de Si e Fe en 6060 é baixo, os contidos SI e Fe correspondentes nas partículas de superficie tamén son baixos; O contido C en partículas 6060 é relativamente baixo.
Pode que as partículas superficiais non sexan partículas pequenas, pero tamén poden existir en forma de agregacións de moitas partículas pequenas con diferentes formas, e as porcentaxes de masas de diferentes elementos en diferentes partículas varían. Crese que as partículas están compostas principalmente por dous tipos. Un é precipitado como Alfesi e SI elemental, que se orixinan en fases de impureza de alto punto de fusión como Feal3 ou Alfesi (Mn) no lingote ou precipitar fases durante o proceso de extrusión. A outra é a materia estranxeira adherente.
2.3 Efecto da rugosidade superficial do lingote
Durante a proba, descubriuse que a superficie traseira do torno de barras fundidas 6005A estaba áspero e manchado de po. Houbo dúas barras fundidas coas marcas de ferramentas de xiro máis profundas nos lugares locais, que correspondían a un aumento significativo do número de tiróns despois da extrusión, e o tamaño dun único tirón foi maior, como se mostra na figura 7.
A barra fundida de 6005A non ten torno, polo que a rugosidade superficial é baixa e o número de tiróns redúcese. Ademais, dado que non hai un exceso de fluído de corte unido ás marcas de torno da varilla fundida, o contido C nas partículas correspondentes é reducido. Está demostrado que as marcas de xiro na superficie da varilla de fundición agravarán ata certo punto a tirada e a formación de partículas.
3 Discusión
(1) Os compoñentes de tirar defectos son basicamente os mesmos que os da matriz. Son as partículas estranxeiras, a pel vella na superficie do lingote e outras impurezas acumuladas na parede do barril de extrusión ou na zona morta do molde durante o proceso de extrusión, que se levan á superficie metálica ou á capa de aluminio do molde traballando cinto. A medida que o produto flúe cara adiante, os arañazos superficiais son causados e cando o produto se acumula a un certo tamaño, o produto é sacado polo produto para que se forme. Despois da oxidación, o tirón foi corroído e debido ao seu gran tamaño, houbo defectos semellantes ao foso.
(2) As partículas superficiais ás veces aparecen como partículas pequenas e ás veces existen en forma agregada. A súa composición é obviamente diferente á da matriz e contén principalmente elementos O, C, Fe e SI. Algunhas das partículas están dominadas por elementos O e C, e algunhas partículas están dominadas por O, C, Fe e SI. Polo tanto, infírese que as partículas superficiais proceden de dúas fontes: unha é precipitada como Alfesi e SI elemental, e as impurezas como O e C adhírese á superficie; A outra é a materia estranxeira adherente. As partículas están corroídas despois da oxidación. Debido ao seu pequeno tamaño, non teñen ou pouco impacto na superficie.
(3) As partículas ricas en elementos C e O proceden principalmente do aceite lubricante, po, chan, aire, etc. adheridos á superficie do lingote. Os compoñentes principais do aceite lubricante son C, O, H, S, etc., e o compoñente principal do po e do solo é SIO2. O contido de O das partículas superficiais é xeralmente alto. Debido a que as partículas están en estado de alta temperatura inmediatamente despois de deixar o cinto de traballo e, debido á gran superficie específica das partículas, adsorben facilmente os átomos no aire e provocan oxidación despois do contacto co aire, obtendo un maior O contido que a matriz.
(4) Fe, SI, etc. proceden principalmente dos óxidos, das fases da escala antiga e da impureza no lingote (alto punto de fusión ou segunda fase que non se elimina completamente pola homoxeneización). O elemento Fe ten a súa orixe en lingotes de aluminio, formando fases de impureza de alto punto de fusión como Feal3 ou Alfesi (Mn), que non se poden disolver en solución sólida durante o proceso de homoxeneización ou non se converten completamente; A SI existe na matriz de aluminio en forma de MG2SI ou unha solución sólida supersaturada de SI durante o proceso de fundición. Durante o proceso de extrusión en quente da varilla fundida, o exceso de Si pode precipitarse. A solubilidade de SI en aluminio é do 0,48% a 450 ° C e un 0,8% (% en peso) a 500 ° C. O exceso de contido de SI en 6005 é de aproximadamente o 0,41%, e o Si precipitado pode ser agregación e precipitación causada por flutuacións de concentración.
(5) O aluminio pegado ao cinto de traballo do molde é a principal causa de tirar. A matriz de extrusión é un ambiente de alta temperatura e de alta presión. A fricción do fluxo metálico aumentará a temperatura do cinto de traballo do molde, formando unha "capa de aluminio pegajoso" na vangarda da entrada do cinto de traballo.
Ao mesmo tempo, o exceso de Si e outros elementos como MN e CR na aleación de aluminio son fáciles de formar solucións sólidas de substitución por FE, o que promoverá a formación dunha "capa de aluminio pegajoso" na entrada da zona de traballo do molde. O metal que flúe a través da "capa de aluminio pegajoso" pertence á fricción interna (cizalladura deslizante dentro do metal). O metal deforma e endurece debido á fricción interna, que promove o metal subxacente e o molde para unirse. Ao mesmo tempo, o cinto de traballo do molde está deformado nunha forma de trompeta debido á presión, e o aluminio pegajoso formado pola parte de punta do cinto de traballo que contacte co perfil é similar ao borde dunha ferramenta de xiro.
A formación de aluminio pegajoso é un proceso dinámico de crecemento e derramamento. As partículas están a ser traídas constantemente polo perfil. Engadera á superficie do perfil, formando defectos de tira. Se flúe directamente fóra do cinto de traballo e é adsorbido ao instante na superficie do perfil, as pequenas partículas adheridas térmicamente á superficie chámanse "partículas de adsorción". Se algunhas partículas serán rotas pola aleación de aluminio extruído, algunhas partículas quedarán na superficie do cinto de traballo ao pasar polo cinto de traballo, provocando arañazos na superficie do perfil. O extremo da cola é a matriz de aluminio amoreado. Cando hai moito aluminio pegado no medio do cinto de traballo (o enlace é forte), agravará os arañazos da superficie.
(6) A velocidade de extrusión ten unha gran influencia na tirada. A influencia da velocidade de extrusión. No que se refire á aliaxe de 6005 rastrexados, a velocidade de extrusión aumenta dentro do rango de proba, a temperatura de saída aumenta e o número de partículas de tirada da superficie aumenta e faise máis pesado a medida que aumentan as liñas mecánicas. A velocidade de extrusión debe manterse o máis estable posible para evitar cambios súbitos de velocidade. A velocidade de extrusión excesiva e a alta temperatura de saída levarán a un aumento da fricción e un grave tiro de partículas. O mecanismo específico do impacto da velocidade de extrusión no fenómeno de tracción require un seguimento e verificación posterior.
(7) A calidade superficial da varilla fundida tamén é un factor importante que afecta ás partículas de tracción. A superficie da varilla fundida é rugosa, con canóns, manchas de aceite, po, corrosión, etc., que aumentan a tendencia de tirar partículas.
4 Conclusión
(1) A composición de tirar defectos é consistente coa da matriz; A composición da posición de partícula é obviamente diferente á da matriz, que contén principalmente elementos O, C, Fe e SI.
(2) Tirar defectos de partículas son causados principalmente por aluminio que se pega ao cinto de traballo do molde. Todos os factores que promovan o aluminio que se peguen ao cinto de traballo do molde provocarán defectos. Na premisa de garantir a calidade da vara de fundición, a xeración de partículas de tira non ten impacto directo na composición de aliaxe.
(3) O tratamento dun incendio uniforme adecuado é beneficioso para reducir o tracción da superficie.
Tempo de publicación: 10-2024 de setembro
