Selama proses ekstrusi bahan yang diekstrusi paduan aluminium, terutama profil aluminium, cacat "pitting" sering terjadi di permukaan. Manifestasi spesifik termasuk tumor yang sangat kecil dengan kepadatan yang bervariasi, tailing, dan nuansa tangan yang jelas, dengan perasaan runcing. Setelah oksidasi atau perlakuan permukaan elektroforetik, mereka sering muncul sebagai butiran hitam yang melekat pada permukaan produk.
Dalam produksi ekstrusi profil bagian besar, cacat ini lebih mungkin terjadi karena pengaruh struktur ingot, suhu ekstrusi, kecepatan ekstrusi, kompleksitas cetakan, dll. Sebagian besar partikel halus cacat yang diadu dapat dihilangkan selama pada Proses pretreatment permukaan profil, terutama proses etsa alkali, sementara sejumlah kecil partikel berukuran besar dan kuat tetap di permukaan profil, mempengaruhi kualitas penampilan produk akhir.
Di pintu bangunan dan produk profil jendela biasa, pelanggan umumnya menerima cacat kecil diadu, tetapi untuk profil industri yang memerlukan penekanan yang sama pada sifat mekanik dan kinerja dekoratif atau lebih banyak penekanan pada kinerja dekoratif, pelanggan umumnya tidak menerima cacat ini, terutama cacat yang diancam yaitu Tidak konsisten dengan warna latar belakang yang berbeda.
Untuk menganalisis mekanisme pembentukan partikel kasar, morfologi dan komposisi lokasi cacat di bawah komposisi paduan yang berbeda dan proses ekstrusi dianalisis, dan perbedaan antara cacat dan matriks dibandingkan. Solusi yang masuk akal untuk menyelesaikan partikel kasar secara efektif diajukan, dan uji coba dilakukan.
Untuk menyelesaikan cacat pitting profil, perlu untuk memahami mekanisme pembentukan cacat pitting. Selama proses ekstrusi, aluminium yang menempel pada sabuk kerja die adalah penyebab utama cacat pitting pada permukaan bahan aluminium yang diekstrusi. Ini karena proses ekstrusi aluminium dilakukan pada suhu tinggi sekitar 450 ° C. Jika efek panas deformasi dan panas gesekan ditambahkan, suhu logam akan lebih tinggi ketika mengalir keluar dari lubang die. Ketika produk mengalir keluar dari lubang die, karena suhu tinggi, ada fenomena aluminium yang menempel di antara logam dan sabuk kerja cetakan.
Bentuk ikatan ini sering: proses berulang ikatan - merobek - mengikat - merobek lagi, dan produk mengalir ke depan, menghasilkan banyak lubang kecil di permukaan produk.
Fenomena ikatan ini terkait dengan faktor -faktor seperti kualitas ingot, kondisi permukaan sabuk kerja cetakan, suhu ekstrusi, kecepatan ekstrusi, tingkat deformasi, dan resistansi deformasi logam.
1 Bahan dan Metode Uji
Melalui penelitian pendahuluan, kami belajar bahwa faktor -faktor seperti kemurnian metalurgi, status cetakan, proses ekstrusi, bahan, dan kondisi produksi dapat mempengaruhi partikel permukaan yang kasar. Dalam tes, dua batang paduan, 6005a dan 6060, digunakan untuk mengekstrud bagian yang sama. Morfologi dan komposisi posisi partikel yang kasar dianalisis melalui spektrometer pembacaan langsung dan metode deteksi SEM, dan dibandingkan dengan matriks normal di sekitarnya.
Untuk membedakan morfologi dari dua cacat partikel yang diadu secara jelas, mereka didefinisikan sebagai berikut:
(1) Cacat yang diadu atau cacat menarik adalah semacam cacat titik yang merupakan cacat goresan seperti kecebong atau seperti titik yang muncul di permukaan profil. Cacat dimulai dari garis awal dan berakhir dengan cacat jatuh, menumpuk menjadi kacang logam di ujung garis awal. Ukuran cacat yang diadu umumnya 1-5mm, dan berubah menjadi hitam gelap setelah pengobatan oksidasi, yang pada akhirnya mempengaruhi penampilan profil, seperti yang ditunjukkan pada lingkaran merah pada Gambar 1.
(2) Partikel permukaan juga disebut kacang logam atau partikel adsorpsi. Permukaan profil paduan aluminium terpasang dengan partikel logam keras abu-abu hitam dan memiliki struktur yang longgar. Ada dua jenis profil paduan aluminium: yang dapat dihapus dan yang tidak dapat dihapus. Ukurannya umumnya kurang dari 0,5mm, dan rasanya kasar saat disentuh. Tidak ada goresan di bagian depan. Setelah oksidasi, tidak jauh berbeda dari matriks, seperti yang ditunjukkan pada lingkaran kuning pada Gambar 1.
2 Hasil dan Analisis Tes
2.1 cacat penarik permukaan
Gambar 2 menunjukkan morfologi mikrostruktur dari cacat penarik pada permukaan paduan 6005A. Ada goresan seperti langkah di bagian depan penarikan, dan mereka berakhir dengan nodul yang ditumpuk. Setelah nodul muncul, permukaan kembali normal. Lokasi cacat kasar tidak halus saat disentuh, memiliki nuansa berduri yang tajam, dan melekat atau menumpuk di permukaan profil. Melalui uji ekstrusi, diamati bahwa morfologi penarik 6005a dan 6060 profil yang diekstrusi serupa, dan ujung ekor produk lebih dari ujung kepala; Perbedaannya adalah bahwa ukuran tarik keseluruhan 6005A lebih kecil dan kedalaman goresan melemah. Ini mungkin terkait dengan perubahan komposisi paduan, kondisi batang cor, dan kondisi cetakan. Diamati di bawah 100x, ada tanda awal yang jelas di ujung depan area penarikan, yang memanjang di sepanjang arah ekstrusi, dan bentuk partikel nodul terakhir tidak teratur. Pada 500X, ujung depan permukaan penarik memiliki goresan seperti langkah di sepanjang arah ekstrusi (ukuran cacat ini sekitar 120 μm), dan ada tanda penumpukan yang jelas pada partikel nodular di ujung ekor.
Untuk menganalisis penyebab penarikan, spektrometer pembacaan langsung dan EDX digunakan untuk melakukan analisis komponen pada lokasi cacat dan matriks dari tiga komponen paduan. Tabel 1 menunjukkan hasil tes profil 6005A. Hasil EDX menunjukkan bahwa komposisi posisi susun partikel penarik pada dasarnya mirip dengan matriks. Selain itu, beberapa partikel pengotor halus terakumulasi di dalam dan di sekitar cacat penarik, dan partikel pengotor mengandung C, O (atau CL), atau Fe, Si, dan S.
Analisis cacat kasar dari 6005A profil ekstrusi teroksidasi halus menunjukkan bahwa partikel penarik berukuran besar (1-5mm), permukaan sebagian besar ditumpuk, dan ada goresan seperti langkah di bagian depan; Komposisi dekat dengan matriks AL, dan akan ada fase heterogen yang mengandung Fe, Si, C, dan O yang didistribusikan di sekitarnya. Ini menunjukkan bahwa mekanisme formasi penarik dari tiga paduan adalah sama.
Selama proses ekstrusi, gesekan aliran logam akan menyebabkan suhu sabuk kerja cetakan naik, membentuk "lapisan aluminium lengket" di ujung tombak pintu masuk sabuk kerja. Pada saat yang sama, kelebihan SI dan elemen -elemen lain seperti MN dan CR dalam paduan aluminium mudah untuk membentuk solusi padat pengganti dengan FE, yang akan mempromosikan pembentukan "lapisan aluminium lengket" di pintu masuk zona kerja cetakan.
Ketika logam mengalir ke depan dan bergesekan dengan sabuk kerja, fenomena bolak-balik dari ikatan ikatan kontinu terjadi pada posisi tertentu, menyebabkan logam terus-menerus ditumpangkan pada posisi ini. Ketika partikel meningkat ke ukuran tertentu, itu akan ditarik oleh produk yang mengalir dan membentuk bekas goresan pada permukaan logam. Ini akan tetap di permukaan logam dan membentuk partikel penarik di ujung goresan. Karena itu, dapat dipertimbangkan bahwa pembentukan partikel yang kasar terutama terkait dengan aluminium yang menempel pada sabuk kerja cetakan. Fase heterogen yang didistribusikan di sekitarnya mungkin berasal dari minyak pelumas, oksida atau partikel debu, serta kotoran yang dibawa oleh permukaan kasar ingot.
Namun, jumlah tarikan dalam hasil tes 6005A lebih kecil dan derajatnya lebih ringan. Di satu sisi, itu disebabkan oleh talang di pintu keluar cetakan sabuk kerja dan pemolesan sabuk yang berfungsi dengan cermat untuk mengurangi ketebalan lapisan aluminium; Di sisi lain, ini terkait dengan kelebihan konten SI.
Menurut hasil komposisi spektral pembacaan langsung, dapat dilihat bahwa selain Si dikombinasikan dengan Mg Mg2si, SI yang tersisa muncul dalam bentuk zat sederhana.
2.2 partikel kecil di permukaan
Di bawah inspeksi visual yang menyempurnakan rendah, partikel-partikelnya kecil (≤0.5mm), tidak halus saat disentuh, memiliki perasaan yang tajam, dan melekat pada permukaan profil. Diamati di bawah 100x, partikel kecil di permukaan didistribusikan secara acak, dan ada partikel berukuran kecil yang melekat pada permukaan terlepas dari apakah ada goresan atau tidak;
Pada 500X, tidak peduli apakah ada goresan seperti langkah yang jelas di permukaan di sepanjang arah ekstrusi, banyak partikel masih melekat, dan ukuran partikel bervariasi. Ukuran partikel terbesar adalah sekitar 15 μm, dan partikel kecil sekitar 5 μm.
Melalui analisis komposisi partikel permukaan paduan 6060 dan matriks utuh, partikel -partikel tersebut terutama terdiri dari elemen O, C, Si, dan Fe, dan kandungan aluminium sangat rendah. Hampir semua partikel mengandung elemen O dan C. Komposisi masing -masing partikel sedikit berbeda. Di antara mereka, partikel A mendekati 10 μm, yang secara signifikan lebih tinggi dari matriks Si, Mg, dan O; Dalam partikel C, Si, O, dan CL jelas lebih tinggi; Partikel D dan F mengandung SI, O, dan NA yang tinggi; partikel E mengandung Si, Fe, dan O; Partikel H adalah senyawa yang mengandung Fe. Hasil 6060 partikel mirip dengan ini, tetapi karena kandungan Si dan Fe pada 6060 itu sendiri rendah, kandungan Si dan Fe yang sesuai dalam partikel permukaan juga rendah; Kandungan C dalam 6060 partikel relatif rendah.
Partikel permukaan mungkin bukan partikel kecil tunggal, tetapi mungkin juga ada dalam bentuk agregasi banyak partikel kecil dengan bentuk yang berbeda, dan persentase massa elemen yang berbeda dalam partikel yang berbeda bervariasi. Dipercayai bahwa partikel -partikel tersebut terutama terdiri dari dua jenis. Salah satunya adalah endapan seperti alfesi dan unsur SI, yang berasal dari fase pengotor titik peleburan tinggi seperti feal3 atau alfesi (Mn) dalam ingot, atau fase endapan selama proses ekstrusi. Yang lainnya adalah materi asing yang melekat.
2.3 Pengaruh kekasaran permukaan ingot
Selama pengujian, ditemukan bahwa permukaan belakang body batang batang 6005A kasar dan diwarnai dengan debu. Ada dua batang cor dengan tanda alat belok terdalam di lokasi lokal, yang sesuai dengan peningkatan yang signifikan dalam jumlah tarikan setelah ekstrusi, dan ukuran tarikan tunggal lebih besar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.
Batang cor 6005A tidak memiliki mesin bubut, sehingga kekasaran permukaannya rendah dan jumlah tarikan berkurang. Selain itu, karena tidak ada kelebihan cairan pemotongan yang melekat pada bekas mesin bubut batang cor, kandungan C dalam partikel yang sesuai berkurang. Terbukti bahwa tanda belok pada permukaan batang cor akan memperburuk penarikan dan pembentukan partikel sampai batas tertentu.
3 Diskusi
(1) Komponen cacat menarik pada dasarnya sama dengan yang dari matriks. Ini adalah partikel asing, kulit tua di permukaan ingot dan kotoran lain yang terakumulasi di dinding barel ekstrusi atau area mati cetakan selama proses ekstrusi, yang dibawa ke permukaan logam atau lapisan aluminium dari cetakan yang bekerja dengan cetakan yang bekerja dengan cetakan yang bekerja dengan cetakan yang bekerja dengan cetakan yang bekerja dengan cetakan yang bekerja dengan cetakan yang bekerja dengan cetakan yang berfungsi dengan cetakan yang berfungsi dengan cetakan yang berfungsi, sabuk. Saat produk mengalir ke depan, goresan permukaan disebabkan, dan ketika produk menumpuk ke ukuran tertentu, ia diambil oleh produk untuk membentuk penarikan. Setelah oksidasi, penarikan terkorosi, dan karena ukurannya yang besar, ada cacat seperti lubang di sana.
(2) Partikel permukaan terkadang muncul sebagai partikel kecil tunggal, dan kadang -kadang ada dalam bentuk agregat. Komposisi mereka jelas berbeda dari matriks, dan terutama mengandung elemen O, C, Fe, dan SI. Beberapa partikel didominasi oleh elemen O dan C, dan beberapa partikel didominasi oleh O, C, Fe, dan SI. Oleh karena itu, disimpulkan bahwa partikel permukaan berasal dari dua sumber: satu adalah endapan seperti alfesi dan unsur SI, dan kotoran seperti O dan C dipatuhi ke permukaan; Yang lainnya adalah materi asing yang melekat. Partikel -partikel terkorosi setelah oksidasi. Karena ukurannya yang kecil, mereka tidak memiliki atau sedikit dampak pada permukaan.
(3) Partikel yang kaya akan elemen C dan O terutama berasal dari minyak pelumas, debu, tanah, udara, dll. Dipasang pada permukaan ingot. Komponen utama minyak pelumas adalah C, O, H, S, dll., Dan komponen utama debu dan tanah adalah SiO2. Kandungan O dari partikel permukaan umumnya tinggi. Karena partikel berada dalam keadaan suhu tinggi segera setelah meninggalkan sabuk yang bekerja, dan karena luas permukaan spesifik partikel, mereka dengan mudah menyerap atom O di udara dan menyebabkan oksidasi setelah kontak dengan udara, menghasilkan O yang lebih tinggi konten dari matriks.
(4) Fe, SI, dll. Terutama berasal dari oksida, skala lama dan fase pengotor dalam ingot (titik leleh tinggi atau fase kedua yang tidak sepenuhnya dihilangkan dengan homogenisasi). Elemen Fe berasal dari Fe dalam ingot aluminium, membentuk fase pengotor titik lebur tinggi seperti Feal3 atau Alfesi (Mn), yang tidak dapat dilarutkan dalam larutan padat selama proses homogenisasi, atau tidak sepenuhnya dikonversi; SI ada dalam matriks aluminium dalam bentuk MG2SI atau larutan SI yang sangat jenuh selama proses pengecoran. Selama proses ekstrusi panas batang cor, kelebihan Si dapat mengendap. Kelarutan SI dalam aluminium adalah 0,48% pada 450 ° C dan 0,8% (% berat) pada 500 ° C. Kelebihan kandungan Si di 6005 adalah sekitar 0,41%, dan Si yang diendapkan dapat menjadi agregasi dan presipitasi yang disebabkan oleh fluktuasi konsentrasi.
(5) Aluminium menempel pada sabuk kerja cetakan adalah penyebab utama penarikan. Die ekstrusi adalah lingkungan suhu tinggi dan bertekanan tinggi. Gesekan aliran logam akan meningkatkan suhu sabuk kerja cetakan, membentuk "lapisan aluminium lengket" di ujung tombak pintu masuk sabuk kerja.
Pada saat yang sama, kelebihan SI dan elemen -elemen lain seperti MN dan CR dalam paduan aluminium mudah untuk membentuk solusi padat pengganti dengan FE, yang akan mempromosikan pembentukan "lapisan aluminium lengket" di pintu masuk zona kerja cetakan. Logam yang mengalir melalui "lapisan aluminium lengket" milik gesekan internal (geser geser di dalam logam). Logam berubah bentuk dan mengeras karena gesekan internal, yang mempromosikan logam yang mendasarinya dan cetakan untuk tetap bersatu. Pada saat yang sama, sabuk kerja cetakan dideformasi menjadi bentuk terompet karena tekanan, dan aluminium lengket yang dibentuk oleh bagian ujung tombak dari sabuk kerja yang menghubungi profil mirip dengan ujung tombak alat belok.
Pembentukan aluminium lengket adalah proses pertumbuhan dan penumpahan yang dinamis. Partikel terus -menerus dibawa oleh profil. Tepat di mana ke permukaan profil, membentuk cacat penarik. Jika mengalir langsung dari sabuk kerja dan langsung teradsorpsi pada permukaan profil, partikel -partikel kecil yang secara termal dipatuhi permukaan disebut "partikel adsorpsi". Jika beberapa partikel akan dipatahkan oleh paduan aluminium yang diekstrusi, beberapa partikel akan menempel pada permukaan sabuk kerja saat melewati sabuk kerja, menyebabkan goresan pada permukaan profil. Ujung ekor adalah matriks aluminium bertumpuk. Ketika ada banyak aluminium yang macet di tengah sabuk kerja (ikatannya kuat), itu akan memperburuk goresan permukaan.
(6) Kecepatan ekstrusi memiliki pengaruh besar pada penarikan. Pengaruh kecepatan ekstrusi. Sejauh menyangkut paduan 6005 yang dilacak, kecepatan ekstrusi meningkat dalam kisaran uji, suhu outlet meningkat, dan jumlah partikel penarik permukaan meningkat dan menjadi lebih berat seiring dengan meningkatnya garis mekanis. Kecepatan ekstrusi harus dijaga stabil mungkin untuk menghindari perubahan kecepatan mendadak. Kecepatan ekstrusi yang berlebihan dan suhu outlet tinggi akan menyebabkan peningkatan gesekan dan penarikan partikel yang serius. Mekanisme spesifik dari dampak kecepatan ekstrusi pada fenomena penarikan membutuhkan tindak lanjut dan verifikasi selanjutnya.
(7) Kualitas permukaan batang cor juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi partikel penarik. Permukaan batang cor kasar, dengan gergaji gergaji, noda minyak, debu, korosi, dll., Yang semuanya meningkatkan kecenderungan partikel menarik.
4 Kesimpulan
(1) Komposisi cacat penarik konsisten dengan matriks; Komposisi posisi partikel jelas berbeda dari matriks, terutama yang mengandung elemen O, C, Fe, dan SI.
(2) Menarik cacat partikel terutama disebabkan oleh aluminium yang menempel pada sabuk kerja cetakan. Setiap faktor yang mempromosikan aluminium yang menempel pada sabuk kerja cetakan akan menyebabkan cacat menarik. Dengan premis memastikan kualitas batang cor, generasi partikel penarik tidak memiliki dampak langsung pada komposisi paduan.
(3) Perlakuan kebakaran seragam yang tepat bermanfaat untuk mengurangi penarikan permukaan.
Waktu posting: Sep-10-2024
