Se la mekanikaj ecoj de elstaraĵoj ne estas kiel atenditaj, atento kutime fokusiĝas al la komenca konsisto de la peco aŭ la kondiĉoj de elstaraĵo/maljuniĝo. Malmultaj homoj pridubas ĉu homogenigo mem povus esti problemo. Fakte, la homogeniga etapo estas decida por produkti altkvalitajn elstaraĵojn. Malsukceso ĝuste kontroli la homogenigan paŝon povas konduki al:
● Pliigita trarompa premo
●Pli da difektoj
●Striaj teksturoj post anodigo
● Pli malalta eltruda rapido
●Malbonaj mekanikaj ecoj
La homogeniga stadio havas du ĉefajn celojn: rafini fer-entenantajn intermetalajn kombinaĵojn, kaj redistribui magnezion (Mg) kaj silicion (Si). Ekzamenante la mikrostrukturon de la peco antaŭ kaj post homogenigo, oni povas antaŭdiri ĉu la peco bone funkcios dum eltrudado.
Efiko de Billet-Homogenigo sur Hardiĝo
En 6XXX-eltrudadoj, forto venas de Mg- kaj Si-riĉaj fazoj formitaj dum maljuniĝo. La kapablo formi ĉi tiujn fazojn dependas de metado de la elementoj en solidan solvaĵon antaŭ ol la maljuniĝo komenciĝas. Por ke Mg kaj Si poste fariĝu parto de la solida solvaĵo, la metalo devas esti rapide malvarmigita de pli ol 530 °C. Ĉe temperaturoj super ĉi tiu punkto, Mg kaj Si nature dissolviĝas en aluminion. Tamen, dum eltrudado, la metalo restas super ĉi tiu temperaturo nur dum mallonga tempo. Por certigi, ke ĉiu Mg kaj Si dissolviĝas, la Mg kaj Si-partikloj devas esti relative malgrandaj. Bedaŭrinde, dum gisado, Mg kaj Si precipitas kiel relative grandaj Mg₂Si-blokoj (Fig. 1a).
Tipa homogeniga ciklo por 6060-aj pecoj estas je 560 °C dum 2 horoj. Dum ĉi tiu procezo, ĉar la peco restas super 530 °C dum longa periodo, Mg₂Si dissolviĝas. Post malvarmiĝo, ĝi reprecipitiĝas en multe pli fajna distribuo (Fig. 1c). Se la homogeniga temperaturo ne estas sufiĉe alta, aŭ la tempo estas tro mallonga, kelkaj grandaj Mg₂Si-partikloj restos. Kiam tio okazas, la solida solvaĵo post eltrudado enhavas malpli da Mg kaj Si, kio malebligas formi altan densecon de malmoligantaj precipitaĵoj - kondukante al reduktitaj mekanikaj ecoj.
Fig. 1. Optikaj mikrofotoj de poluritaj kaj 2% HF-gratitaj 6060-blokoj: (a) ĵus fanditaj, (b) parte homogenigitaj, (c) plene homogenigitaj.
Rolo de Homogenigo sur Fer-entenantaj Intermetalaj Materialoj
Fero (Fe) havas pli grandan efikon sur romporezistecon ol sur forton. En 6XXX-alojoj, Fe-fazoj emas formi β-fazon (Al₅(FeMn)Si aŭ Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) dum gisado. Ĉi tiuj fazoj estas grandaj, angulaj, kaj malhelpas eltrudadon (elstarigita en Fig. 2a). Dum homogenigo, pezaj elementoj (Fe, Mn, ktp.) difuziĝas, kaj grandaj angulaj fazoj fariĝas pli malgrandaj kaj pli rondaj (Fig. 2b).
Nur per optikaj bildoj, malfacilas distingi la diversajn fazojn, kaj ne eblas fidinde kvantigi ilin. Ĉe Innoval, ni kvantigas homogenigon de blokiloj uzante nian internan metodon de trajta detekto kaj klasifiko (FDC), kiu provizas %α valoron por blokiloj. Ĉi tio ebligas al ni taksi la kvaliton de homogenigo.
Fig. 2. Optikaj mikrofotoj de pecoj (a) antaŭ kaj (b) post homogenigo.
Metodo de Trajtoj-Detekto kaj Klasifikado (FDC)
Figuro 3a montras poluritan specimenon analizitan per skana elektrona mikroskopio (SEM). Grizskala sojlotekniko estas poste aplikata por apartigi kaj identigi intermetalikaĵojn, kiuj aperas blankaj en Figuro 3b. Ĉi tiu tekniko permesas analizon de areoj ĝis 1 mm², kio signifas, ke pli ol 1000 individuaj trajtoj povas esti analizitaj samtempe.
Fig. 3. (a) Retrodisĵetita elektrona bildo de homogenigita 6060-blokilo, (b) identigitaj individuaj trajtoj de (a).
Partikla Konsisto
La sistemo Innoval estas ekipita per energi-dispersa rentgena (EDX) detektilo Oxford Instruments Xplore 30. Ĉi tio ebligas rapidan aŭtomatan kolekton de EDX-spektroj de ĉiu identigita punkto. El ĉi tiuj spektroj, la partikla konsisto povas esti determinita, kaj la relativa Fe:Si-proporcio deduktita.
Depende de la Mn- aŭ Cr-enhavo de la alojo, aliaj pezaj elementoj ankaŭ povas esti inkluditaj. Por iuj 6XXX-alojoj (foje kun signifa Mn), la proporcio (Fe+Mn):Si estas uzata kiel referenco. Ĉi tiuj proporcioj povas esti komparitaj kun tiuj de konataj Fe-entenantaj intermetalaj substancoj.
β-fazo (Al₅(FeMn)Si aŭ Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si-proporcio ≈ 2. α-fazo (Al₁₂(FeMn)₃Si aŭ Al₈.₃(FeMn)₂Si): proporcio ≈ 4–6, depende de la konsisto. Nia kutima programaro permesas al ni agordi sojlon kaj klasifiki ĉiun partiklon kiel α aŭ β, poste mapi iliajn poziciojn ene de la mikrostrukturo (Fig. 4). Ĉi tio donas proksimuman procenton de transformita α en la homogenigita peco.
Fig. 4. (a) Mapo montranta α- kaj β-klasifikitajn partiklojn, (b) dispersa diagramo de (Fe+Mn):Si proporcioj.
Kion la Datumoj Povas Diri al Ni
Figuro 5 montras ekzemplon pri kiel ĉi tiu informo estas uzata. En ĉi tiu kazo, la rezultoj indikas neunuforman varmiĝon ene de specifa forno, aŭ eble ke la agordita temperaturo ne estis atingita. Por ĝuste taksi tiajn kazojn, necesas kaj la testa peco kaj la referencaj pecoj de konata kvalito. Sen ĉi tiuj, la atendata %α intervalo por tiu alojkonsisto ne povas esti establita.
Fig. 5. Komparo de %α en malsamaj sekcioj de malbone funkcianta homogeniga forno.
Afiŝtempo: 30-a de aŭgusto 2025
