1. Makroskopaj Faktoroj Kontribuantaj al Fendformado
1.1 Dum duonkontinua gisado, malvarmiga akvo estas rekte ŝprucita sur la surfacon de la orbriko, kreante krutan temperaturgradienton ene de la orbriko. Tio rezultas en neegalan kuntiriĝon inter malsamaj regionoj, kaŭzante reciprokan limigon kaj generante termikajn streĉojn. Sub certaj streĉkampoj, ĉi tiuj streĉoj povas konduki al fendado de la orbriko.
1.2 En industria produktado, fendetoj de orbrikoj ofte okazas dum la komenca gisado aŭ originas kiel mikrofendoj, kiuj poste disvastiĝas dum malvarmigo, eble disvastiĝante tra la tuta orbriko. Aldone al fendetoj, aliaj difektoj kiel malvarmaj fermoj, varpiĝoj kaj pendumoj ankaŭ povas okazi dum la komenca gisado, igante ĝin kritika fazo en la tuta gisadoprocezo.
1.3 La malsaniĝemeco de rekta malvarmgisado al varma fendado estas signife influita de kemia konsisto, aldonoj de ĉefalojo, kaj la kvanto de uzitaj grenrafiniloj.
1.4 La sentemo de alojoj al varma fendado ŝuldiĝas ĉefe al internaj streĉoj, kiuj kaŭzas la formadon de malplenoj kaj fendetoj. Ilia formado kaj distribuo estas determinitaj de alojaj elementoj, fanditaj metalurgiaj kvalitoj kaj duonkontinuaj fandparametroj. Specife, grand-grandaj orbrikoj de aluminiaj alojoj de la 7xxx-serio estas aparte emaj al varma fendado pro multoblaj alojaj elementoj, larĝaj solidiĝaj gamoj, altaj fandstreĉoj, oksidiĝa apartigo de alojaj elementoj, relative malbona metalurgia kvalito kaj malalta formeblo je ĉambra temperaturo.
1.5 Studoj montris, ke elektromagnetaj kampoj kaj alojaj elementoj (inkluzive de grenrafinaĵoj, gravaj alojaj elementoj kaj spurelementoj) signife influas la mikrostrukturon kaj varmofendeblecon de duonkontinue fanditaj alojoj de la 7xxx-seriaj produktoj.
1.6 Plie, pro la kompleksa konsisto de la aluminia alojo 7050 kaj la ĉeesto de facile oksideblaj elementoj, la fandita materialo emas absorbi pli da hidrogeno. Ĉi tio, kombinita kun oksidaj enfermaĵoj, kondukas al la kunekzisto de gaso kaj enfermaĵoj, rezultante en alta hidrogena enhavo en la fandita materialo. La hidrogena enhavo fariĝis ŝlosila faktoro, kiu influas la rezultojn de inspektado, la konduton de rompoj kaj la lacecon de prilaboritaj ingotaj materialoj. Tial, surbaze de la mekanismo de hidrogena ĉeesto en la fandita materialo, necesas uzi adsorbajn mediojn kaj filtraĵ-rafinajn ekipaĵojn por forigi hidrogenon kaj aliajn enfermaĵojn el la fandita materialo por akiri altpurigitan alojfanditan materialon.
2. Mikroskopaj Kaŭzoj de Fendeta Formado
2.1 Varma fendado de orbrikoj estas ĉefe determinita de la rapido de solidiĝa ŝrumpado, la rapido de nutrado, kaj la kritika grandeco de la mola zono. Se la grandeco de la mola zono superas kritikan sojlon, varma fendado okazos.
2.2 Ĝenerale, la solidiĝa procezo de alojoj povas esti dividita en plurajn etapojn: amasa nutrado, interdendrita nutrado, dendrita apartigo kaj dendrita pontado.
2.3 Dum la dendrita apartigfazo, dendritaj brakoj pli dense kuniĝas kaj la likva fluo estas limigita de surfaca tensio. La permeablo de la mola zono reduktiĝas, kaj sufiĉa solidiĝa ŝrumpado kaj termika streso povas konduki al mikroporeco aŭ eĉ varmaj fendetoj.
2.4 En la dendrita ponta stadio, nur malgranda kvanto da likvaĵo restas ĉe la trioblaj kuniĝoj. Ĉe tiu punkto, la duonsolida materialo havas konsiderindan forton kaj plastikecon, kaj solidstata fluado estas la sola mekanismo por kompensi solidiĝan ŝrumpadon kaj varman streĉon. Ĉi tiuj du stadioj plej verŝajne formas ŝrumpajn malplenojn aŭ varmajn fendetojn.
3. Preparado de altkvalitaj slabaj orbrikoj bazitaj sur fendformaj mekanismoj
3.1 Grandgrandaj slabaj orbrikoj ofte montras surfacajn fendetojn, internan porecon kaj enfermaĵojn, kiuj grave influas la mekanikan konduton dum alojsolidiĝo.
3.2 La mekanikaj ecoj de la alojo dum solidiĝo plejparte dependas de internaj strukturaj trajtoj, inkluzive de grenograndeco, hidrogenenhavo kaj inkludniveloj.
3.3 Por aluminiaj alojoj kun dendritaj strukturoj, la interspaco inter sekundaraj dendritaj brakoj (SDAS) signife influas kaj la mekanikajn ecojn kaj la solidiĝprocezon. Pli fajna SDAS kondukas al pli frua poreco-formado kaj pli altaj poreco-frakcioj, reduktante la kritikan streĉon por varma fendado.
3.4 Difektoj kiel interdendritaj ŝrumpiĝaj malplenoj kaj enfermaĵoj grave malfortigas la durecon de la solida skeleto kaj signife reduktas la kritikan streĉon bezonatan por varma fendado.
3.5 Grena morfologio estas alia kritika mikrostruktura faktoro influanta la konduton de varma fendado. Kiam grenoj transiras de kolonecaj dendritoj al globecaj egalaksaj grenoj, la alojo montras pli malaltan rigidectemperaturon kaj plibonigitan interdendritan likvan permeablon, kiu subpremas porkreskon. Krome, pli fajnaj grenoj povas akomodi pli grandajn deformajn kaj deformajn rapidojn kaj prezenti pli kompleksajn fenddisvastiĝajn vojojn, tiel reduktante la ĝeneralan tendencon de varma fendado.
3.6 En praktika produktado, optimumigo de fandmanipulado kaj gisadoteknikoj — kiel ekzemple strikta kontrolado de inkludo kaj hidrogenenhavo, same kiel grenostrukturo — povas plibonigi la internan reziston de slabaj orbrikoj al varma fendado. Kombinite kun optimumigita ildezajno kaj prilaboraj metodoj, ĉi tiuj mezuroj povas konduki al la produktado de altrendimentaj, grandskalaj, altkvalitaj slabaj orbrikoj.
4. Grena Rafinado de Orbriko
7050 aluminio-alojo ĉefe uzas du tipojn de grenrafiniloj: Al-5Ti-1B kaj Al-3Ti-0.15C. Komparaj studoj pri la enlinia apliko de ĉi tiuj rafiniloj montras:
4.1 Orbrikoj rafinitaj per Al-5Ti-1B montras signife pli malgrandajn grengrandecojn kaj pli unuforman transiron de la orbrika rando al la centro. La krudgrajna tavolo estas pli maldika, kaj la ĝenerala grena rafina efiko estas pli forta trans la orbriko.
4.2 Kiam oni uzas krudmaterialojn antaŭe rafinitajn per Al-3Ti-0.15C, la efiko de grenrafineco de Al-5Ti-1B malpliiĝas. Krome, pligrandigi la aldonon de Al-Ti-B preter certa punkto ne proporcie plibonigas la grenrafinecon. Tial, aldonoj de Al-Ti-B devus esti limigitaj al ne pli ol 2 kg/t.
4.3 Orbrikoj rafinitaj per Al-3Ti-0.15C konsistas ĉefe el fajnaj, globecaj egalaksaj grajnoj. La grajngrandeco estas relative uniforma tra la larĝo de la slabo. Aldono de 3–4 kg/t da Al-3Ti-0.15C efikas por stabiligi la produktokvaliton.
4.4 Rimarkinde, kiam Al-5Ti-1B estas uzata en 7050-alojo, TiB₂-partikloj emas disiĝi al la oksida filmo sur la orbrika surfaco sub rapidaj malvarmiĝaj kondiĉoj, formante aretojn kiuj kondukas al ŝlakformado. Dum orbrika solidiĝo, ĉi tiuj aretoj ŝrumpas internen por formi kanel-similajn faldojn, ŝanĝante la surfacan tension de la fandita materialo. Ĉi tio pliigas la fanditan viskozecon kaj reduktas fluecon, kiu siavice antaŭenigas fendetformadon ĉe la bazo de la muldilo kaj la anguloj de la larĝaj kaj mallarĝaj facoj de la orbriko. Ĉi tio signife pliigas la fendetiĝan tendencon kaj negative influas la orbrikan rendimenton.
4.5 Konsiderante la forman konduton de la alojo 7050, la grenstrukturon de similaj hejmaj kaj internaciaj orbrikoj, kaj la kvaliton de la finaj prilaboritaj produktoj, Al-3Ti-0.15C estas preferata kiel la enlinia grenrafinilo por fandado de la alojo 7050 — krom se specifaj kondiĉoj postulas alie.
5. Konduto de Grena Rafinado de Al-3Ti-0.15C
5.1 Kiam la grenrafinilo estas aldonita je 720 °C, la grajnoj konsistas ĉefe el egalaksaj strukturoj kun kelkaj substrukturoj kaj estas la plej fajnaj laŭ grandeco.
5.2 Se la fandaĵo estas tenata tro longe post aldono de la rafinilo (ekz., pli ol 10 minutojn), kruda dendrita kresko dominas, rezultante en pli krudaj grajnoj.
5.3 Kiam la aldona kvanto de grenrafinilo estas 0,010% ĝis 0,015%, oni atingas fajnajn egalaksajn grajnojn.
5.4 Surbaze de la industria procezo de la alojo 7050, la optimumaj kondiĉoj por rafinado de la greno estas: aldona temperaturo ĉirkaŭ 720 °C, tempo de aldono ĝis fina solidiĝo kontrolita ene de 20 minutoj, kaj kvanto de rafinilo je proksimume 0,01–0,015% (3–4 kg/t da Al-3Ti-0,15C).
5.5 Malgraŭ varioj en orbrika grandeco, la tuta tempo de aldono de la grenrafinilo post eliro de la fandaĵo, tra la enlinia sistemo, trogo kaj muldilo, ĝis fina solidiĝo estas tipe 15-20 minutoj.
5.6 En industriaj kontekstoj, pliigo de la kvanto de grenrafinilo preter Ti-enhavo de 0.01% ne signife plibonigas grenrafinadon. Anstataŭe, troa aldono kondukas al Ti- kaj C-riĉigo, pliigante la probablecon de materialaj difektoj.
5.7 Testoj ĉe malsamaj punktoj — sengasa enirejo, sengasa elirejo kaj fandada trogo — montras minimumajn diferencojn en grajngrandeco. Tamen, aldoni la rafinilon rekte ĉe la fandada trogo sen filtrado pliigas la riskon de difektoj dum ultrasona inspektado de prilaboritaj materialoj.
5.8 Por certigi unuforman grenrafinadon kaj malhelpi amasiĝon de rafinilo, la grenrafinilo devus esti aldonita ĉe la enirejo de la sengasiga sistemo.
Afiŝtempo: 16-a de Julio, 2025
