6063 aluminijska legura se uglavnom koristi za ekstruziju arhitektonskih profila. Njegovi ingoti imaju metalurške defekte kao što su pukotine, poroznost, inkluzije šljake, labavost, svijetla zrna, zrna-slična perju i krupna zrna. Ovi metalurški nedostaci utiču na prinos proizvodnje okruglih ingota i prinos materijala tokom ekstruzije u različitom stepenu, uzrokujući značajne ekonomske gubitke za kompaniju. Stoga je potrebno spriječiti pojavu navedenih metalurških defekata.
Svijetla zrna su otkrivena tokom inspekcije sa malim-malim uvećanjem 6063 ingota od legure aluminijuma. Pojavljuju se kao nepravilne svijetle-svijetle mrlje na poprečnom-presjeku uzorka, uglavnom koncentrisane u korijenu ingota. Struktura zrna je gruba, sa relativno malo intragranularnih otopljenih tvari, a boja je svijetlo bijela, što pokazuje značajnu razliku od normalne kristalne strukture. Ova zrna se formiraju tokom faze livenja.
1 Uzroci formiranja svijetlog zrna
1.1 Hemijski sastav
6063 je nisko{1}}legura A1-Mg-Si visokoplastična legura. Tokom procesa punjenja, zbog pogrešnog rada, dodato je 0,24%-0,32% otpada legure 6061 koji sadrži Cu, što je stvorilo uslove za pojavu svetlih defekata u 6063 ingota legure aluminijuma, kao što je prikazano u tabeli 1.
1.2 Niska temperatura livenja
Da bi se poboljšala sposobnost oblikovanja i kvalitet površine ingota, temperatura livenja se često održava relativno niskom. Pri takvim temperaturama temperatura u šupljini kalupa je niža, a prehlađena zona se proteže do donjeg područja prijelazne ploče. Kao rezultat, dendriti prvo kristaliziraju na dnu prijelazne ploče; ovi dendriti rastu dugo u kalupnoj šupljini, formirajući svijetla zrna. Budući da je brzina rasta svijetlih zrna vrlo spora, a okolni rastopljeni metal se stalno osvježava, sastav tečne faze u ovom području se ne mijenja značajno tokom kristalizacije. Razlika u koncentraciji između svijetlih zrna i tekuće faze ostaje onakva kakva je bila na početku kristalizacije, što dovodi do toga da svijetla zrna postaju čvrsta aluminijska otopina siromašna otopljenom tvari (1).
1.3 Niska temperatura posude za livenje
Zbog proizvodnih karakteristika livenja okruglih ingota od legure aluminijuma 6063, gde postoje dugi intervali između peći i ciklusa livenja, posuda za livenje je uvek u hladnom stanju. To uzrokuje da rastopljeni metal u kalupu ima relativno nisku temperaturu na početku livenja. Prvotno kristalizirana svijetla zrna prianjaju na ploču za prijenos i postepeno rastu. Kada dostignu određenu veličinu, padaju u ingot, formirajući svijetle defekte zrna na dnu ingota.
1.4 Kristalizator
Kristalizator koji se koristi za livenje legure aluminijuma 6063 je kratki kristalizator tipa vodeno{1}}oka. Cirkulirajuća voda je prljava i temperatura vode je visoka, sa povišenim koncentracijama jona Ca²⁺ i Mg²⁺. Tokom livenja, ovo uzrokuje djelomičnu blokadu vodenog-oka, što rezultira neujednačenim temperaturama rastopljenog metala oko ingota, što dovodi do fluktuacija u protoku metala i neravnomjerne raspodjele toka unutar kristalizatora. Pod lokalno nižim temperaturama livenja, brzina očvršćavanja rastopljenog metala varira, stvarajući sjajna zrna.
2 Preventivne mjere
Na osnovu gornje analize, implementirali smo sljedeće mjere:
(1) Temeljno očistite peć kada mijenjate proizvodne legure.
(2) Čuvajte različite vrste otpada od legure odvojeno i dozvolite da se doda samo otpad istog tipa ili sličnog sastava tokom pripreme legure.
(4) Ojačati upravljanje procesnim operacijama i prethodno zagrijati kliznike, distribucijske ploče, protočne kanale i prijelazne ploče do crveno-vrućeg stanja pomoću baklje na tečni plin prije livenja.
(5) Modificirati sistem za filtriranje cirkulirajuće vode i sistem za hlađenje, u potpunosti iskoristiti stanicu za omekšanu vodu i osigurati da kvalitet i temperatura cirkulirajuće vode, kao i koncentracije Ca, Mg i drugih jona, ispunjavaju zahtjeve za operacije livenja. Time se eliminišu metalurški defekti u ingotima uzrokovani cirkulacijom vode. Ovaj problem je uzrokovan visokim sadržajem Cu u punjenju, niskom temperaturom taline koja ulazi u kalup, nedovoljnim predgrijavanjem razdjelne ploče i slabim hlađenjem ingota cirkulirajućom vodom.
(6) Podešavanjem sadržaja Cu u punjenju, odgovarajućim povećanjem temperature livenja i brzine livenja, predgrijavanjem i pečenjem alata za livenje pre livenja i jačanjem kontrole nad kvalitetom vode koja cirkuliše, moguće je potpuno eliminisati defekte svetle zrna u ingotima od legure aluminijuma 6063.
