Dum la eltruda procezo de eltruditaj materialoj el aluminio-alojo, precipe aluminio-profiloj, ofte aperas "kaviĝa" difekto sur la surfaco. La specifaj manifestiĝoj inkluzivas tre malgrandajn tumorojn kun variaj densecoj, vostformajn aspektojn, kaj evidentan tuŝsento, kun pika sento. Post oksidado aŭ elektroforeza surfactraktado, ili ofte aperas kiel nigraj granuloj algluiĝantaj al la surfaco de la produkto.
En la eltruda produktado de grand-sekciaj profiloj, ĉi tiu difekto pli verŝajne okazos pro la influo de la ingota strukturo, eltruda temperaturo, eltruda rapido, ŝima komplekseco, ktp. La plej multaj el la fajnaj eroj de kavetaj difektoj povas esti forigitaj dum la antaŭtraktada procezo de la profilsurfaco, precipe la alkala gravura procezo, dum malgranda nombro da grand-dimensiaj, firme algluiĝintaj eroj restas sur la profilsurfaco, influante la aspekton de la fina produkto.
En ordinaraj konstruaĵaj pordaj kaj fenestraj profiloj, klientoj ĝenerale akceptas negravajn kavetajn difektojn, sed por industriaj profiloj, kiuj postulas egalan emfazon al mekanikaj ecoj kaj dekoracia agado aŭ pli da emfazo al dekoracia agado, klientoj ĝenerale ne akceptas ĉi tiun difekton, precipe kavetajn difektojn, kiuj ne kongruas kun la malsama fonkoloro.
Por analizi la formiĝmekanismon de malglataj partikloj, oni analizis la morfologion kaj konsiston de la difektolokoj sub malsamaj alojkonsistoj kaj eltrudaj procezoj, kaj oni komparis la diferencojn inter la difektoj kaj la matrico. Oni proponis akcepteblan solvon por efike solvi la problemon de malglataj partikloj, kaj oni efektivigis provteston.
Por solvi la kaviĝajn difektojn de profiloj, necesas kompreni la formiĝmekanismon de kaviĝaj difektoj. Dum la eltruda procezo, aluminio algluiĝanta al la muldila laborbendo estas la ĉefa kaŭzo de kaviĝaj difektoj sur la surfaco de eltruditaj aluminio-materialoj. Ĉi tio estas ĉar la eltruda procezo de aluminio efektivigas je alta temperaturo de ĉirkaŭ 450 °C. Se la efikoj de deformada varmo kaj frota varmo estas aldonitaj, la temperaturo de la metalo estos pli alta kiam ĝi elfluas el la muldila truo. Kiam la produkto elfluas el la muldila truo, pro la alta temperaturo, okazas fenomeno de aluminio algluiĝanta inter la metalo kaj la muldila laborbendo.
La formo de ĉi tiu ligado ofte estas: ripeta procezo de ligado - ŝirado - ligado - denove ŝirado, kaj la produkto fluas antaŭen, rezultigante multajn malgrandajn kavetojn sur la surfaco de la produkto.
Ĉi tiu ligfenomeno rilatas al faktoroj kiel la kvalito de la orbriko, la surfaca stato de la muldila laborbendo, la eltruda temperaturo, la eltruda rapido, la grado de deformado kaj la deforma rezisto de la metalo.
1 Testmaterialoj kaj metodoj
Per prepara esplorado, ni lernis, ke faktoroj kiel metalurgia pureco, ŝimstato, eltruda procezo, ingrediencoj kaj produktadkondiĉoj povas influi la surfacajn malglatigitajn partiklojn. En la testo, du alojaj stangoj, 6005A kaj 6060, estis uzitaj por eltrudi la saman sekcion. La morfologio kaj konsisto de la malglatigitaj partiklaj pozicioj estis analizitaj per rekta legado de spektrometro kaj SEM-detektaj metodoj, kaj komparitaj kun la ĉirkaŭa normala matrico.
Por klare distingi la morfologion de la du difektoj, kavetoplenaj kaj partikloj, ili estas difinitaj jene:
(1) Kavetaj difektoj aŭ tiraj difektoj estas speco de punkta difekto, kiu estas neregula ranid-simila aŭ punkta gratdifekto, kiu aperas sur la surfaco de la profilo. La difekto komenciĝas de la gratstrio kaj finiĝas per tio, ke la difekto defalas, akumuliĝante en metalajn fabojn ĉe la fino de la gratlinio. La grandeco de la kaveta difekto estas ĝenerale 1-5 mm, kaj ĝi fariĝas malhelnigra post oksidiga traktado, kio finfine influas la aspekton de la profilo, kiel montrite en la ruĝa cirklo en Figuro 1.
(2) Surfacaj partikloj ankaŭ nomiĝas metalaj faboj aŭ adsorbaj partikloj. La surfaco de la aluminia aloja profilo estas ligita per sferaj griznigraj malmolaj metalaj partikloj kaj havas lozan strukturon. Ekzistas du tipoj de aluminiaj alojaj profiloj: tiuj, kiujn oni povas forviŝi, kaj tiuj, kiujn oni ne povas forviŝi. La grandeco estas ĝenerale malpli ol 0.5mm, kaj ĝi sentiĝas malglata al la tuŝo. Ne estas gratvundo en la antaŭa parto. Post oksidiĝo, ĝi ne multe diferencas de la matrico, kiel montrite en la flava cirklo en Figuro 1.
2 Testrezultoj kaj analizo
2.1 Surfacaj tiraj difektoj
Figuro 2 montras la mikrostrukturan morfologion de la tira difekto sur la surfaco de la alojo 6005A. Estas ŝtupoformaj gratvundoj en la antaŭa parto de la tirado, kaj ili finiĝas per stakigitaj noduloj. Post la apero de la noduloj, la surfaco revenas al normaleco. La loko de la malglatiga difekto ne estas glata al la tuŝo, havas akran dornan senton, kaj algluiĝas aŭ akumuliĝas sur la surfaco de la profilo. Per la eltruda testo, oni observis, ke la tira morfologio de la eltruditaj profiloj 6005A kaj 6060 estas simila, kaj la malantaŭa fino de la produkto estas pli granda ol la ĉefa fino; la diferenco estas, ke la totala tira grandeco de 6005A estas pli malgranda kaj la gratvunda profundo estas malfortigita. Ĉi tio povas esti rilata al ŝanĝoj en la aloja konsisto, la stato de la fandita stango kaj la kondiĉoj de la muldilo. Observite sub 100X, estas evidentaj gratvundaj markoj sur la antaŭa fino de la tira areo, kiu estas plilongigita laŭ la eltruda direkto, kaj la formo de la finaj nodpartikloj estas neregula. Je 500X, la antaŭa fino de la tiranta surfaco havas ŝtup-similajn gratvundetojn laŭ la eltruda direkto (la grandeco de ĉi tiu difekto estas ĉirkaŭ 120 μm), kaj estas evidentaj stakigaj markoj sur la nodecaj partikloj ĉe la fina fino.
Por analizi la kaŭzojn de tirado, oni uzis rektan legadospektrometron kaj EDX-analizon por fari komponentan analizon pri la difektolokoj kaj matrico de la tri alojkomponantoj. Tabelo 1 montras la testrezultojn de la 6005A-profilo. La EDX-rezultoj montras, ke la konsisto de la stakiga pozicio de la tiraj partikloj estas baze simila al tiu de la matrico. Krome, kelkaj fajnaj malpuraĵpartikloj akumuliĝas en kaj ĉirkaŭ la tira difekto, kaj la malpuraĵpartikloj enhavas C, O (aŭ Cl), aŭ Fe, Si, kaj S.
Analizo de la malglatiĝaj difektoj de 6005A fajne oksidigitaj eltruditaj profiloj montras, ke la tirantaj partikloj estas grandaj (1-5 mm), la surfaco estas plejparte stakigita, kaj estas ŝtupoformaj gratvundoj sur la antaŭa sekcio; La konsisto estas proksima al la Al-matrico, kaj estos heterogenaj fazoj enhavantaj Fe, Si, C kaj O distribuitaj ĉirkaŭ ĝi. Ĝi montras, ke la tirformiĝa mekanismo de la tri alojoj estas la sama.
Dum la eltruda procezo, la frikcio de la metalfluo kaŭzas altiĝon de la temperaturo de la muldila laborzono, formante "gluecan aluminian tavolon" ĉe la tranĉrando de la enirejo de la laborzono. Samtempe, troa Si kaj aliaj elementoj kiel Mn kaj Cr en la aluminia alojo facile formas anstataŭigajn solidajn solvaĵojn kun Fe, kio antaŭenigas la formadon de "glueca aluminia tavolo" ĉe la enirejo de la muldila laborzono.
Dum la metalo fluas antaŭen kaj frotas kontraŭ la laborbendo, okazas reciproka fenomeno de kontinua ligado-ŝirado-ligado ĉe certa pozicio, kaŭzante la metalon kontinue supermetiĝi ĉe tiu pozicio. Kiam la partikloj kreskas ĝis certa grandeco, ili estos fortiritaj de la fluanta produkto kaj formos gratmarkojn sur la metalsurfaco. Ili restos sur la metalsurfaco kaj formos tirpartiklojn ĉe la fino de la gratiĝo. Tial, oni povas konsideri, ke la formado de malglataj partikloj rilatas ĉefe al la algluiĝo de aluminio al la laborbendo de la muldilo. La heterogenaj fazoj distribuitaj ĉirkaŭ ĝi povas origini de lubrika oleo, oksidoj aŭ polvopartikloj, same kiel malpuraĵoj alportitaj de la malglata surfaco de la orbriko.
Tamen, la nombro da tiroj en la testrezultoj de 6005A estas pli malgranda kaj la grado estas pli malpeza. Unuflanke, tio ŝuldiĝas al la bevelado ĉe la eliro de la muldila laborbendo kaj la zorgema polurado de la laborbendo por redukti la dikecon de la aluminiotavolo; aliflanke, tio rilatas al la troa Si-enhavo.
Laŭ la rezultoj de rekta legado de la spektra konsisto, oni povas vidi, ke krom Si kombinita kun MgMg2Si, la restanta Si aperas en la formo de simpla substanco.
2.2 Malgrandaj partikloj sur la surfaco
Sub malalt-pligrandiga vida inspektado, la partikloj estas malgrandaj (≤0.5mm), ne glataj al la tuŝo, havas akran senton, kaj algluiĝas al la surfaco de la profilo. Observate sub 100X, malgrandaj partikloj sur la surfaco estas hazarde distribuitaj, kaj estas malgrand-grandaj partikloj algluiĝintaj al la surfaco sendepende de ĉu estas gratvundoj aŭ ne;
Je 500X, sendepende de ĉu estas evidentaj ŝtup-similaj gratvundoj sur la surfaco laŭ la eltruda direkto, multaj partikloj ankoraŭ estas alkroĉitaj, kaj la partiklaj grandecoj varias. La plej granda partikla grandeco estas ĉirkaŭ 15 μm, kaj la malgrandaj partikloj estas ĉirkaŭ 5 μm.
Per la konsisto-analizo de la surfacaj partikloj de la alojo 6060 kaj la sendifekta matrico, la partikloj konsistas ĉefe el O, C, Si kaj Fe-elementoj, kaj la aluminia enhavo estas tre malalta. Preskaŭ ĉiuj partikloj enhavas O kaj C-elementojn. La konsisto de ĉiu partiklo estas iomete malsama. Inter ili, la a-partikloj estas proksimaj al 10 μm, kio estas signife pli alta ol la matricaj Si, Mg kaj O; en c-partikloj, Si, O kaj Cl estas evidente pli altaj; partikloj d kaj f enhavas altan Si, O kaj Na; partikloj e enhavas Si, Fe kaj O; h-partikloj estas Fe-entenantaj kombinaĵoj. La rezultoj de 6060-partikloj similas al ĉi tio, sed ĉar la Si kaj Fe-enhavo en 6060 mem estas malalta, la respondaj Si kaj Fe-enhavoj en la surfacaj partikloj ankaŭ estas malaltaj; la C-enhavo en 6060-partikloj estas relative malalta.
Surfacaj partikloj eble ne estas unuopaj malgrandaj partikloj, sed ankaŭ povas ekzisti en la formo de agregaĵoj de multaj malgrandaj partikloj kun malsamaj formoj, kaj la masaj procentoj de malsamaj elementoj en malsamaj partikloj varias. Oni kredas, ke la partikloj konsistas ĉefe el du tipoj. Unu estas precipitaĵoj kiel AlFeSi kaj elementa Si, kiuj originas de altfandopunktaj malpuraĵfazoj kiel FeAl3 aŭ AlFeSi(Mn) en la orbriko, aŭ precipitaĵfazoj dum la eltruda procezo. La alia estas algluiĝinta fremda materio.
2.3 Efiko de surfaca malglateco de orbriko
Dum la testo, oni trovis, ke la malantaŭa surfaco de la tornilo por gisitaj stangoj 6005A estis malglata kaj makulita de polvo. Estis du gisitaj stangoj kun la plej profundaj spuroj de torniloj je lokaj lokoj, kio korespondis al signifa pliiĝo en la nombro da tiroj post eltrudado, kaj la grandeco de unuopa tiro estis pli granda, kiel montrite en Figuro 7.
La fandita stango 6005A ne havas tornilon, do la surfaca malglateco estas malalta kaj la nombro da tiradoj estas reduktita. Krome, ĉar ne estas troa tranĉfluido ligita al la tornilmarkoj de la fandita stango, la C-enhavo en la respondaj partikloj estas reduktita. Estas pruvite, ke la turniĝantaj markoj sur la surfaco de la fandita stango iom plimalbonigos tiradon kaj partiklan formadon.
3 Diskuto
(1) La komponantoj de tiraj difektoj estas baze la samaj kiel tiuj de la matrico. Temas pri la fremdaj partikloj, malnova ŝelo sur la surfaco de la orbriko kaj aliaj malpuraĵoj akumulitaj en la eltruda barela muro aŭ la morta areo de la muldilo dum la eltruda procezo, kiuj estas alportitaj al la metala surfaco aŭ la aluminia tavolo de la muldila laborbendo. Dum la produkto fluas antaŭen, surfacaj gratvundoj estas kaŭzitaj, kaj kiam la produkto akumuliĝas ĝis certa grandeco, ĝi estas elprenita de la produkto por formi tiradon. Post oksidiĝo, la tirado estis korodita, kaj pro ĝia granda grandeco, tie estis kavaĵ-similaj difektoj.
(2) Surfacaj partikloj foje aperas kiel unuopaj malgrandaj partikloj, kaj foje ekzistas en agregita formo. Ilia konsisto estas evidente malsama ol tiu de la matrico, kaj ĉefe enhavas O, C, Fe, kaj Si elementojn. Kelkaj el la partikloj estas dominitaj de O kaj C elementoj, kaj kelkaj partikloj estas dominitaj de O, C, Fe, kaj Si. Tial, oni konkludas, ke la surfacaj partikloj devenas de du fontoj: unu estas precipitaĵoj kiel AlFeSi kaj elementa Si, kaj malpuraĵoj kiel O kaj C estas algluitaj al la surfaco; La alia estas algluiĝinta fremda materio. La partikloj estas koroditaj post oksidiĝo. Pro ilia eta grandeco, ili havas neniun aŭ malmultan efikon sur la surfacon.
(3) Partikloj riĉaj je C kaj O elementoj ĉefe devenas de lubrika oleo, polvo, grundo, aero, ktp., algluiĝintaj al la surfaco de la orbriko. La ĉefaj komponantoj de lubrika oleo estas C, O, H, S, ktp., kaj la ĉefa komponanto de polvo kaj grundo estas SiO2. La O-enhavo de surfacaj partikloj estas ĝenerale alta. Ĉar la partikloj estas en alta temperaturo tuj post forlaso de la laborbendo, kaj pro la granda specifa surfacareo de la partikloj, ili facile adsorbas O-atomojn en la aero kaj kaŭzas oksidiĝon post kontakto kun la aero, rezultante en pli alta O-enhavo ol la matrico.
(4) Fe, Si, ktp. ĉefe devenas de la oksidoj, malnova skalo kaj malpuraĵaj fazoj en la orbriko (alta fandopunkto aŭ dua fazo kiu ne estas plene forigita per homogenigo). La Fe-elemento originas de Fe en aluminio-orbrikoj, formante altfandopunktajn malpuraĵajn fazojn kiel FeAl3 aŭ AlFeSi(Mn), kiuj ne povas esti solvitaj en solida solvaĵo dum la homogeniga procezo, aŭ ne estas plene konvertitaj; Si ekzistas en la aluminio-matrico en la formo de Mg2Si aŭ supersaturita solida solvaĵo de Si dum la fanda procezo. Dum la varma eltruda procezo de la fandita stango, troa Si povas precipiti. La solvebleco de Si en aluminio estas 0.48% je 450°C kaj 0.8% (pez%) je 500°C. La troa Si-enhavo en 6005 estas ĉirkaŭ 0.41%, kaj la precipitita Si povas esti agrego kaj precipitiĝo kaŭzita de koncentriĝaj fluktuoj.
(5) Aluminio algluiĝanta al la muldila laborbendo estas la ĉefa kaŭzo de tirado. La eltruda ŝimo estas en alttemperatura kaj altprema medio. Metalflua frotado pliigos la temperaturon de la laborbendo de la muldilo, formante "gluecan aluminiotavolon" ĉe la tranĉrando de la enirejo de la laborbendo.
Samtempe, troa Si kaj aliaj elementoj kiel Mn kaj Cr en la aluminia alojo facile formas anstataŭigajn solidajn solvaĵojn kun Fe, kio antaŭenigas la formadon de "glueca aluminia tavolo" ĉe la enirejo de la muldila laborzono. La metalo fluanta tra la "glueca aluminia tavolo" apartenas al interna frotado (glita tondado ene de la metalo). La metalo deformiĝas kaj malmoliĝas pro interna frotado, kiu antaŭenigas la subestan metalon kaj la muldilon algluiĝi kune. Samtempe, la muldila laborbendo deformiĝas en trumpetformon pro la premo, kaj la glueca aluminio formita per la tranĉrando de la laborbendo kontaktanta la profilon similas al la tranĉrando de tornilo.
La formado de glueca aluminio estas dinamika procezo de kresko kaj defalo. Partikloj konstante estas eltiritaj de la profilo. Ili algluiĝas al la surfaco de la profilo, formante tirajn difektojn. Se ĝi fluas rekte el la laborbendo kaj estas tuj adsorbita sur la surfaco de la profilo, la malgrandaj partikloj termike algluiĝintaj al la surfaco nomiĝas "adsorbaj partikloj". Se iuj partikloj estas rompitaj de la elstarita aluminia alojo, aliaj partikloj algluiĝos al la surfaco de la laborbendo dum pasado tra la laborbendo, kaŭzante gratvundojn sur la surfaco de la profilo. La fina parto estas la staplita aluminia matrico. Kiam multe da aluminio estas algluiĝinta meze de la laborbendo (la ligo estas forta), ĝi plimalbonigos surfacajn gratvundojn.
(6) La eltruda rapido havas grandan influon sur la tiradon. La influo de la eltruda rapido. Rilate al la spurita alojo 6005, la eltruda rapido pliiĝas ene de la testintervalo, la elira temperaturo pliiĝas, kaj la nombro de surfacaj tirantaj partikloj pliiĝas kaj fariĝas pli peza dum la mekanikaj linioj pliiĝas. La eltruda rapido devas esti tenata kiel eble plej stabila por eviti subitajn ŝanĝojn en rapido. Troa eltruda rapido kaj alta elira temperaturo kondukos al pliigita frotado kaj grava partikla tirado. La specifa mekanismo de la efiko de la eltruda rapido sur la tira fenomeno postulas postan sekvadon kaj konfirmon.
(7) La surfaca kvalito de la fandita stango ankaŭ estas grava faktoro, kiu influas la tirantajn partiklojn. La surfaco de la fandita stango estas malglata, kun segaj lapoj, oleaj makuloj, polvo, korodo, ktp., kiuj ĉiuj pliigas la tendencon tiri partiklojn.
4 Konkludo
(1) La konsisto de la tiraj difektoj kongruas kun tiu de la matrico; la konsisto de la partikla pozicio estas evidente malsama ol tiu de la matrico, ĉefe enhavanta O, C, Fe, kaj Si elementojn.
(2) Difektoj de tirpartikloj estas ĉefe kaŭzitaj de aluminio algluiĝanta al la muldila laborbendo. Ĉiuj faktoroj, kiuj antaŭenigas aluminio-algluiĝon al la muldila laborbendo, kaŭzos tirdifektojn. Por certigi la kvaliton de la fandita stango, la generado de tirpartikloj ne havas rektan efikon sur la alojkonsiston.
(3) Taŭga unuforma fajrotraktado utilas por redukti surfacan tiradon.
Afiŝtempo: 10 septembro 2024
