Під час процесу екструзії екструдованих матеріалів з алюмінієвого сплаву, особливо алюмінієвих профілів, на поверхні часто виникає дефект "піттінгу". Специфічні прояви включають дуже маленькі пухлини з різною щільністю, хвостиком та очевидним почуттям руки, з колючим почуттям. Після окислення або електрофоретичної поверхні поверхні вони часто виявляються як чорні гранули, що дотримуються поверхні продукту.
У випуску екструзії профілів великого секції цей дефект, швидше за все, виникає через вплив структури зливу, температури екструзії, швидкості екструзії, складності цвілі тощо. Більшість дрібних частинок дефектів можуть бути усунені під час Процес попередньої обробки поверхні профілю, особливо процес травлення лугу, в той час як невелика кількість великих розмірів, міцно прилипаних частинок залишається на поверхні профілю, що впливає на якість зовнішнього виду кінцевого продукту.
У звичайних продуктах будівельних дверних та віконних профілів клієнти, як правило, приймають незначні дефекти непослідовно з різним кольором фону.
Для аналізу механізму утворення грубих частинок морфологію та склад дефектних місць у різних композиціях сплавів та процеси екструзії були проаналізовані та порівнювали відмінності між дефектами та матрицею. Було висунуто розумне рішення для ефективного вирішення грубих частинок, і було проведено пробне випробування.
Для вирішення дефектів профілів профілів необхідно зрозуміти механізм формування дефектів піттінгу. Під час процесу екструзії алюміній, що прилипає до робочого ременя, є основною причиною дефектів піттінгу на поверхні екструдованих алюмінієвих матеріалів. Це пояснюється тим, що процес екструзії алюмінію проводиться при високій температурі близько 450 ° C. Якщо наслідки тепла деформації та тепла тертя будуть додані, температура металу буде вищою, коли він витікає з отвору штампу. Коли продукт витікає з отвору штампу, через високу температуру, існує явище алюмінієвого приклеювання між металевим та робочим ременем цвілі.
Форма цього склеювання часто: повторний процес скріплення - розриву - зв’язок - знову розриваючись, і продукт протікає вперед, внаслідок чого на поверхні продукту призводить до багатьох невеликих ям.
Це явище зв'язування пов'язане з такими факторами, як якість злиття, поверхневий стан робочого ременя, температури екструзії, швидкість екструзії, ступінь деформації та стійкість до деформації металу.
1 тестові матеріали та методи
Завдяки попереднім дослідженням ми дізналися, що такі фактори, як металургійна чистота, статус цвілі, процес екструзії, інгредієнти та умови виробництва, можуть впливати на поверхневі грубі частинки. У тесті було використано два сплави, 6005A та 6060, були використані для екструдування одного і того ж розділу. Морфологію та склад грубих положень частинок аналізували за допомогою спектрометра прямого зчитування та методів виявлення SEM та порівняно з навколишньою нормальною матрицею.
Для того, щоб чітко розрізнити морфологію двох дефектів піттезів та частинок, вони визначаються наступним чином:
(1) дефекти або дефекти, що витягують,-це своєрідний дефект точки, який є нерегулярним пульвером або точковим дефектом подряпин, який з’являється на поверхні профілю. Дефект починається з смужки подряпин і закінчується дефектом, що падає, накопичуючись у металеві квасолі в кінці лінії подряпин. Розмір дефекту піттеку, як правило, 1-5 мм, і після обробки окислення він стає темним чорним кольором, що в кінцевому підсумку впливає на зовнішній вигляд профілю, як показано на червоному колі на малюнку 1.
(2) Поверхневі частинки також називаються металевими квасолями або частинками адсорбції. Поверхня профілю алюмінієвого сплаву прикріплена сферичними сіро-чорними частинками жорсткого металу і має пухку структуру. Існує два типи профілів з алюмінієвого сплаву: ті, які можна витерти, і ті, які неможливо витерти. Розмір, як правило, менше 0,5 мм, і він відчуває себе грубим на дотик. У передній частині немає подряпин. Після окислення воно не сильно відрізняється від матриці, як показано на жовтому колі на малюнку 1.
2 Результати та аналіз тестів
2,1 дефекти витягування поверхні
На малюнку 2 показана мікроструктурна морфологія дефекту тягнення на поверхні сплаву 6005A. У передній частині тягання є ступінчасті подряпини, і вони закінчуються складеними вузликами. Після того, як з’являються вузлики, поверхня повертається до нормальної. Розташування дефекту груби не є гладким на дотик, має гостре тернисті відчуття, і накопичується або накопичується на поверхні профілю. Завдяки тесту на екструзію було помічено, що морфологія витяжної морфології 6005A та 6060 екструдованих профілів схожа, а кінець хвоста продукту більше, ніж кінець голови; Різниця полягає в тому, що загальний розмір витягування 6005A менший, а глибина подряпини ослаблена. Це може бути пов'язано зі змінами у складі сплаву, стану відлитого стрижня та умовами цвілі. Спостерігається під 100 разів, на передньому кінці потягнутої області є очевидні знаки подряпин, яка витягнута вздовж напрямку екструзії, а форма кінцевих частинок вузла є нерегулярною. При 500x передній кінець витягуючої поверхні має ступінчасті подряпини вздовж напрямку екструзії (розмір цього дефекту становить близько 120 мкм), і на вузлових частинках є очевидні позначки у вузлі на кінці хвоста.
Для аналізу причин витягування використовувались прямий спектрометр зчитування та EDX для проведення компонентів на місцях дефектів та матриці трьох компонентів сплаву. У таблиці 1 наведені результати тестів профілю 6005A. Результати EDX показують, що склад положення укладання витяжних частинок в основному схожий на матрицю. Крім того, деякі частинки тонкої домішки накопичуються в дефекті і навколо нього, а частинки домішки містять C, O (або CL), або Fe, Si та S.
Аналіз грубих дефектів 6005A тонких окислених екструдованих профілів показує, що витяжні частинки великі розміри (1-5 мм), поверхня в основному складена, а на передній частині є ступінчасті подряпини; Склад близький до матриці Al, і будуть гетерогенні фази, що містять навколо нього Fe, Si, C та O. Це показує, що механізм потягування трьох сплавів однаковий.
Під час процесу екструзії тертя металевого потоку призведе до підвищення температури робочого ременя форми, утворюючи «липкий алюмінієвий шар» на ріжучому краю входу робочого ременя. У той же час, надлишок СІ та інших елементів, таких як MN та CR в алюмінієвому сплаві, легко утворювати замінні тверді розчини з Fe, які сприятимуть утворенню «липкого алюмінієвого шару» біля входу робочої зони цвілі.
Коли метал протікає вперед і протирає робочий пояс, зворотно-поступальне явище безперервного зв’язування з покриттям відбувається в певному положенні, внаслідок чого метал постійно накладається в цьому положенні. Коли частинки збільшуються до певного розміру, він буде відтягнутий проточним продуктом і утворюватиме подряпини на металевій поверхні. Він залишатиметься на металевій поверхні і утворює витяжні частинки в кінці подряпини. Тому можна вважати, що утворення грубих частинок в основному пов'язане з алюмінієм, що прилипає до робочого ременя. Гетерогенні фази, розподілені навколо неї, можуть походити від змащувальної олії, оксидів або пилових частинок, а також домішок, що приносять грубу поверхню злиття.
Однак кількість тестів у результатах випробувань 6005A менша, а ступінь легший. З одного боку, це пов’язано з камерою на виході робочого пояса цвілі та ретельним поліруванням робочого пояса, щоб зменшити товщину алюмінієвого шару; З іншого боку, він пов'язаний із надлишком вмісту СІ.
Відповідно до результатів спектральної композиції прямого читання, видно, що крім СІ в поєднанні з Mg Mg2SI, решта СІ з’являється у вигляді простої речовини.
2,2 невеликі частинки на поверхні
При зоровому огляді з низьким рівнем магніфікації частинки невеликі (≤0,5 мм), а не гладкі на дотик, мають різке відчуття та прилипають до поверхні профілю. Спостерігається нижче 100 разів, дрібні частинки на поверхні розподіляються випадковим чином, і на поверхні є невеликі частинки, прикріплені незалежно від того, є подряпини чи ні;
При 500x, незалежно від того, чи є очевидні ступінчасті подряпини на поверхні вздовж напрямку екструзії, багато частинок все ще прикріплені, а розміри частинок змінюються. Найбільший розмір частинок становить близько 15 мкм, а дрібні частинки - близько 5 мкм.
Завдяки композиційному аналізу частинок поверхні сплаву 6060 та інтактної матриці частинки в основному складаються з елементів O, C, Si та Fe, а вміст алюмінію дуже низький. Майже всі частинки містять елементи O і C. Склад кожної частинки дещо відрізняється. Серед них частинки А близькі до 10 мкм, що значно вище, ніж матриця Si, Mg та O; У частинках С, Si, O і CL, очевидно, вищі; Частинки D і F містять високі Si, O і Na; Частинки e містять Si, Fe та o; Частинки H-це Fe-містять сполуки. Результати частинок 6060 схожі на це, але оскільки вміст Si та Fe у самому 6060 є низьким, відповідний вміст Si та Fe у поверхневих частинках також низький; Вміст С у частинках 6060 відносно низький.
Поверхневі частинки можуть бути не поодинокими дрібними частинками, але також можуть існувати у вигляді агрегації багатьох дрібних частинок з різними формами, а масові відсотки різних елементів у різних частинках різняться. Вважається, що частинки в основному складаються з двох типів. Один - це осади, такі як Alfesi та Elemental Si, які походять з фаз домішки високої точки плавлення, таких як Feal3 або Alfesi (Mn) у злитті, або осадження фаз під час процесу екструзії. Інший - це прихильна іноземна речовина.
2.3 Вплив шорсткості поверхні злиття
Під час випробування було встановлено, що задня поверхня токарного верстата 6005A критого стрижня була шорсткою і заплямована пилом. У локальних місцях було два литі стрижні з найглибшими позначками інструменту, що відповідало значному збільшенню кількості потягів після екструзії, а розмір одного потягу був більшим, як показано на малюнку 7.
У литій палиці 6005A немає токарного верстата, тому шорсткість поверхні низька, а кількість потягів зменшується. Крім того, оскільки не існує надлишкового різання рідини, прикріпленої до токарних значків литового стрижня, вміст С у відповідних частинках зменшується. Доведено, що позначки повороту на поверхні литнього стрижня будуть погіршити тягання та формування частинок певною мірою.
3 Обговорення
(1) Компоненти витяжних дефектів в основному такі ж, як у матриці. Саме сторонні частинки, стара шкіра на поверхні злиття та інші домішки, накопичені в стінці екструзійної бочки, або в мертву ділянку форми під час процесу екструзії, які виводяться на металеву поверхню або алюмінієвий шар форми, що працює пояс. По мірі того, як продукт протікає вперед, поверхневі подряпини спричиняються, і коли продукт накопичується до певного розміру, його вивозять продукт, щоб утворити витягування. Після окислення тягнення було розіграно, і завдяки великому розміру там були дефекти, що нагадують ями.
(2) Поверхневі частинки іноді з'являються як поодинокі дрібні частинки, а іноді існують у агрегованій формі. Їх склад, очевидно, відрізняється від матриці, і в основному містить елементи O, C, Fe та Si. Деякі частинки переважають елементи O і C, а деякі частинки переважають O, C, Fe та Si. Тому висновок про те, що поверхневі частинки походять з двох джерел: один є осадженням, таким як Alfesi та Elemental Si, і домішки, такі як O і C, прилягають до поверхні; Інший - це прихильна іноземна речовина. Частинки кородовані після окислення. Через їх невеликий розмір вони не мають або мало впливу на поверхню.
(3) Частинки, багаті елементами C і O, в основному походять від мастила, пилу, ґрунту, повітря тощо. Основними компонентами мастильної олії є C, O, H, S тощо, а основна складова пилу та ґрунту - SiO2. Вміст O поверхневих частинок, як правило, високий. Оскільки частинки знаходяться у високотемпературному стані відразу після виходу з робочого пояса, і завдяки великій специфічній площі поверхні частинок вони легко адсорбують атоми O у повітрі і викликають окислення після контакту з повітрям, що призводить до більш високого О вміст, ніж матриця.
(4) Fe, Si тощо, головним чином, походить з оксидів, старих фаз та фаз домішок у злитті (висока температура плавлення або друга фаза, яка не повністю усувається гомогенізацією). Елемент Fe походить від Fe в алюмінієвих злитках, утворюючи фази домішки високої плавлення, такі як Feal3 або Alfesi (Mn), які не можуть бути розчинені в твердому розчині під час процесу гомогенізації або не повністю перетворені; Si існує в алюмінієвій матриці у вигляді MG2SI або перенасиченого твердого розчину СІ в процесі лиття. Під час процесу гарячої екструзії литого стрижня надлишок СІ може осадити. Розчинність СІ в алюмінієві становить 0,48% при 450 ° С і 0,8% (мас.%) При 500 ° С. Надлишок вмісту СІ в 6005 становить приблизно 0,41%, а осаджений СІ може бути агрегацією та опадами, спричиненими коливаннями концентрації.
(5) Алюміній, що прилипає до робочого ременя форми, є основною причиною тягнення. Екструзійна штамп-це середовище високої температури та високого тиску. Тертя металевого потоку збільшить температуру робочого пояса форми, утворюючи «липкий алюмінієвий шар» на передовій краю входу робочого ременя.
У той же час, надлишок СІ та інших елементів, таких як MN та CR в алюмінієвому сплаві, легко утворювати замінні тверді розчини з Fe, які сприятимуть утворенню «липкого алюмінієвого шару» біля входу робочої зони цвілі. Метал, що протікає через «липкий алюмінієвий шар», належить до внутрішнього тертя (ковзання зсуву всередині металу). Металеві деформації та твердіння за рахунок внутрішнього тертя, що сприяє основному металу та формі, щоб приклеїтись. У той же час, робочий ремінь форма деформована у формі труби через тиск, а липкий алюміній, утворений ріжучою частиною робочого ременя, що контактує з профілем, схожа на ріжучу край обертового інструменту.
Формування липкого алюмінію - це динамічний процес росту та проливання. Частинки постійно виводяться профілем. Якщо він витікає безпосередньо з робочого пояса і миттєво адсорбується на поверхні профілю, дрібні частинки термічно прилипаються до поверхні, що називаються «адсорбційними частинками». Якщо деякі частинки будуть розбиті екструдованим алюмінієвим сплавом, деякі частинки будуть прилипнути до поверхні робочого пояса при проходженні через робочий пояс, викликаючи подряпини на поверхні профілю. Кінець хвоста - це складена алюмінієва матриця. Коли в середині робочого пояса застрягло багато алюмінію (зв’язок міцний), він посилить поверхневі подряпини.
(6) Швидкість екструзії має великий вплив на тягнення. Вплив швидкості екструзії. Що стосується відстеженого сплаву 6005, швидкість екструзії збільшується в межах тестового діапазону, температура виходу збільшується, а кількість частинок витягування поверхні збільшується і стає більш важкою у міру збільшення механічних ліній. Швидкість екструзії слід підтримувати максимально стабільною, щоб уникнути раптових змін у швидкості. Надмірна швидкість екструзії та висока температура виходу призведуть до збільшення тертя та серйозного витягування частинок. Конкретний механізм впливу швидкості екструзії на явище тягання потребує подальшого спостереження та перевірки.
(7) Якість поверхні литого стрижня також є важливим фактором, що впливає на витяжні частинки. Поверхня литого стрижня шорстка, з пилками, плямами з маслом, пилом, корозією тощо, які збільшують тенденцію до витягування частинок.
4 Висновок
(1) склад витяжних дефектів узгоджується з матрицею; Склад положення частинок, очевидно, відрізняється від матриці, в основному містить елементи O, C, Fe та Si.
(2) Потягнути дефекти частинок в основному спричинені алюмінієм, що прилипає до робочого ременя форми. Будь -які фактори, що сприяють прилипанням алюмінію до робочого ременя цвілі, спричинить тягнення дефектів. У передумові забезпечення якості литого стрижня генерація тягнучих частинок не має прямого впливу на композицію сплаву.
(3) Правильна рівномірна пожежна обробка корисна для зменшення витягування поверхні.
Час посади: вересень-10-2024
