Tijdens het extrusieproces van aluminiumlegering geëxtrudeerde materialen, met name aluminiumprofielen, komt er vaak een "put" -felop -defect op het oppervlak voor. De specifieke manifestaties omvatten zeer kleine tumoren met verschillende dichtheden, staart en duidelijk handgevoel, met een stekelig gevoel. Na oxidatie of elektroforetische oppervlaktebehandeling verschijnen ze vaak als zwarte korrels die zich houden aan het oppervlak van het product.
Bij de extrusieproductie van grote sectie-profielen is dit defect waarschijnlijker door de invloed van de ingotstructuur, extrusietemperatuur, extrusiesnelheid, malcomplexiteit, enz. Profieloppervlak voorbehandelingsproces, met name het alkali-etsproces, terwijl een klein aantal grote, stevig gehechte deeltjes op het profieloppervlak op het profieloppervlak blijft, wat de uiterlijkkwaliteit van het eindproduct beïnvloedt.
In gewone bouwdeur- en raamprofielproducten accepteren klanten over het algemeen kleine ontpit -gebreken, maar voor industriële profielen die evenveel nadruk vereisen op mechanische eigenschappen en decoratieve prestaties of meer nadruk op decoratieve prestaties, accepteren klanten over het algemeen niet dit defect, met name ontpit defecten die zijn, met name ontpit defecten, Inconsistent met de verschillende achtergrondkleur.
Om het vormingsmechanisme van ruwe deeltjes te analyseren, werden de morfologie en samenstelling van de defectlocaties onder verschillende legeringssamenstellingen en extrusieprocessen geanalyseerd en werden de verschillen tussen de defecten en de matrix vergeleken. Een redelijke oplossing om de ruwe deeltjes effectief op te lossen werd naar voren gebracht en een proeftest werd uitgevoerd.
Om de putdefecten van profielen op te lossen, is het noodzakelijk om het formatiemechanisme van het afpassen van defecten te begrijpen. Tijdens het extrusieproces is aluminium die aan de dobbelsteen werkt, de belangrijkste oorzaak van het afpassen van defecten op het oppervlak van geëxtrudeerde aluminium materialen. Dit komt omdat het extrusieproces van aluminium wordt uitgevoerd bij een hoge temperatuur van ongeveer 450 ° C. Als de effecten van vervormingswarmte en wrijvingswarmte worden toegevoegd, zal de temperatuur van het metaal hoger zijn wanneer het uit het matrijsgat stroomt. Wanneer het product uit het matrijsgat stroomt, is er vanwege de hoge temperatuur een fenomeen aluminium dat tussen het metaal en de mal werkriem blijft plakken.
De vorm van deze binding is vaak: een herhaald proces van binding - scheuren - binding - opnieuw scheuren, en het product stroomt vooruit, wat resulteert in vele kleine kuilen op het oppervlak van het product.
Dit bindingsfenomeen is gerelateerd aan factoren zoals de kwaliteit van de ingot, de oppervlakte -conditie van de mal -werkgordel, extrusietemperatuur, extrusiesnelheid, mate van vervorming en de vervormingsweerstand van het metaal.
1 testmaterialen en methoden
Door voorlopig onderzoek hebben we geleerd dat factoren zoals metallurgische zuiverheid, schimmelstatus, extrusieproces, ingrediënten en productieomstandigheden de oppervlakte -ruw gemaakte deeltjes kunnen beïnvloeden. In de test werden twee legeringsstaven, 6005A en 6060, gebruikt om hetzelfde gedeelte te extruderen. De morfologie en samenstelling van de geruwde deeltjesposities werden geanalyseerd door middel van directe leesspectrometer en SEM -detectiemethoden, en vergeleken met de omringende normale matrix.
Om de morfologie van de twee defecten van ontpit en deeltjes duidelijk te onderscheiden, worden ze als volgt gedefinieerd:
(1) Pit-defecten of trekkingsdefecten is een soort puntdefect dat een onregelmatig kikkervisje-achtig of puntachtig krasdefect is dat op het oppervlak van het profiel verschijnt. Het defect begint vanuit de krassende streep en eindigt met het afval van het defect en verzamelt zich in metalen bonen aan het einde van de kraslijn. De grootte van het ontpit-defect is over het algemeen 1-5 mm en wordt donker zwart na oxidatiebehandeling, die uiteindelijk het uiterlijk van het profiel beïnvloedt, zoals weergegeven in de rode cirkel in figuur 1.
(2) Oppervlaktedeeltjes worden ook metalen bonen of adsorptie -deeltjes genoemd. Het oppervlak van het aluminiumlegeringsprofiel is bevestigd met bolvormige grijs-zwarte harde metalen deeltjes en heeft een losse structuur. Er zijn twee soorten aluminiumlegeringsprofielen: die kunnen worden afgeveegd en degenen die niet kunnen worden afgeveegd. De grootte is over het algemeen minder dan 0,5 mm en het voelt ruw aan. Er is geen kras in het voorste gedeelte. Na oxidatie verschilt het niet veel van de matrix, zoals weergegeven in de gele cirkel in figuur 1.
2 testresultaten en analyse
2.1 Oppervlakte -trekfouts
Figuur 2 toont de microstructurele morfologie van het trekdefect op het oppervlak van de 6005A -legering. Er zijn stapachtige krassen in het voorste deel van het trekken en ze eindigen met gestapelde knobbeltjes. Nadat de knobbeltjes verschijnen, keert het oppervlak terug naar normaal. De locatie van het ruwend defect is niet glad aan de aanraking, heeft een scherp doornig gevoel en houdt zich aan of verzamelt zich op het oppervlak van het profiel. Door de extrusietest werd waargenomen dat de trekmorfologie van 6005A en 6060 geëxtrudeerde profielen vergelijkbaar is en het staartuiteinde van het product meer is dan het hoofduiteinde; Het verschil is dat de totale trekmaat van 6005A kleiner is en de krasdiepte is verzwakt. Dit kan verband houden met veranderingen in de samenstelling van legeringen, cast stang -status en schimmelomstandigheden. Waargenomen onder 100x, zijn er duidelijke krassporen aan de voorkant van het trekgebied, dat langwerpig is langs de extrusierichting, en de vorm van de uiteindelijke knobbeldeeltjes is onregelmatig. Bij 500x heeft de voorkant van het trekoppervlak stappenachtige krassen langs de extrusierichting (de grootte van dit defect is ongeveer 120 μm), en er zijn duidelijke stapels op de nodulaire deeltjes aan het staartuiteinde.
Om de oorzaken van trekken te analyseren, werden directe leesspectrometer en EDX gebruikt om componentanalyse uit te voeren op de defectlocaties en matrix van de drie legeringscomponenten. Tabel 1 toont de testresultaten van het 6005A -profiel. De EDX -resultaten laten zien dat de samenstelling van de stapelpositie van de trekkende deeltjes in principe vergelijkbaar is met die van de matrix. Bovendien worden sommige deeltjes met een fijne onzuiverheid verzameld in en rond het trekdefect en bevatten de deeltjes van de onzuiverheid C, O (of Cl) of Fe, Si en S.
Analyse van de ruwend defecten van 6005A Fijne geoxideerde geëxtrudeerde profielen toont aan dat de trekdeeltjes groot zijn in grootte (1-5 mm), het oppervlak wordt meestal gestapeld en er zijn stapachtige krassen op de voorste sectie; De compositie ligt dicht bij de AL -matrix en er zullen heterogene fasen zijn die Fe, Si, C en O eromheen verdeeld zijn. Het laat zien dat het trekformatiemechanisme van de drie legeringen hetzelfde is.
Tijdens het extrusieproces zal de metaalstroomwrijving ervoor zorgen dat de temperatuur van de mal -werkgordel stijgt, waardoor een "plakkerige aluminiumlaag" wordt gevormd aan de snijkant van de ingang van de werkgordel. Tegelijkertijd zijn overtollige SI en andere elementen zoals MN en CR in de aluminiumlegering gemakkelijk om vervangende solide oplossingen te vormen met Fe, die de vorming van een "plakkerige aluminiumlaag" zullen bevorderen bij de ingang van de mal werkzone.
Terwijl het metaal naar voren stroomt en tegen de werkgordel wrijft, treedt een heen en weer een heen en weer op een bepaalde positie, waardoor het metaal continu bovenop deze positie op deze positie wordt gestimuleerd. Wanneer de deeltjes tot een bepaalde grootte toenemen, wordt deze weggetrokken door het stromende product en vormt het krassporen op het metalen oppervlak. Het blijft op het metalen oppervlak en vormt deeltjes aan het uiteinde van de kras. Daarom kan worden geacht dat de vorming van ruw gemaakte deeltjes voornamelijk gerelateerd is aan de aluminium die aan de mal -werkgordel blijft plakken. De heterogene fasen die eromheen zijn verdeeld, kunnen afkomstig zijn van smeerolie, oxiden of stofdeeltjes, evenals onzuiverheden die worden gebracht door het ruwe oppervlak van de ingot.
Het aantal trekkingen in de 6005A -testresultaten is echter kleiner en de graad is lichter. Aan de ene kant is het te wijten aan het afsluiten van de uitgang van de mal -werkgordel en de zorgvuldige polijsten van de werkgordel om de dikte van de aluminiumlaag te verminderen; Aan de andere kant is het gerelateerd aan de overtollige SI -inhoud.
Volgens de directe leesspectrale samenstellingsresultaten is te zien dat naast SI gecombineerd met mg mg2si, de resterende Si verschijnt in de vorm van een eenvoudige stof.
2.2 Kleine deeltjes op het oppervlak
Onder de visuele inspectie met lage vergroting zijn de deeltjes klein (≤0,5 mm), niet glad aan de aanraking, hebben een scherp gevoel en hechten zich aan het oppervlak van het profiel. Waargenomen onder 100x, zijn kleine deeltjes op het oppervlak willekeurig verdeeld en er zijn kleine deeltjes aan het oppervlak bevestigd, ongeacht of er krassen zijn of niet;
Bij 500x, ongeacht of er duidelijke stapachtige krassen op het oppervlak langs de extrusierichting zijn, zijn veel deeltjes nog steeds bevestigd en variëren de deeltjesgroottes. De grootste deeltjesgrootte is ongeveer 15 μm en de kleine deeltjes zijn ongeveer 5 μm.
Door de samenstellingsanalyse van de 6060 legeringsoppervlakdeeltjes en de intacte matrix, zijn de deeltjes voornamelijk samengesteld uit O-, C-, Si- en Fe -elementen en het aluminiumgehalte is zeer laag. Bijna alle deeltjes bevatten O- en C -elementen. De samenstelling van elk deeltje is iets anders. Onder hen zijn de A -deeltjes bijna 10 μm, wat aanzienlijk hoger is dan de matrix Si, Mg en O; In C -deeltjes zijn SI, O en CL duidelijk hoger; Deeltjes D en F bevatten hoge Si, O en Na; deeltjes e bevatten Si, Fe en O; H deeltjes zijn Fe-bevattende verbindingen. De resultaten van 6060 deeltjes zijn hiermee vergelijkbaar, maar omdat het Si- en Fe -gehalte in 6060 zelf laag is, zijn de overeenkomstige Si- en Fe -gehalte in de oppervlaktedeeltjes ook laag; Het C -gehalte in 6060 deeltjes is relatief laag.
Oppervlaktedeeltjes zijn mogelijk geen enkele kleine deeltjes, maar kunnen ook bestaan in de vorm van aggregaties van veel kleine deeltjes met verschillende vormen, en de massapercentages van verschillende elementen in verschillende deeltjes variëren. Er wordt aangenomen dat de deeltjes voornamelijk uit twee soorten zijn samengesteld. Een daarvan is neerslag zoals Alfesi en elementaire SI, die afkomstig zijn van hoge smeltpuntonzuiverheidsfasen zoals FeAl3 of Alfesi (MN) in de ingot, of neerslagfasen tijdens het extrusieproces. De andere is een hechte vreemde materie.
2.3 Effect van oppervlakteruwheid van ingot
Tijdens de test werd gevonden dat het achteroppervlak van de 6005A gietstang draaibank ruw was en gekleurd met stof. Er waren twee gegoten staven met de diepste draaiperken op lokale locaties, die overeenkwamen met een significante toename van het aantal trekkingen na extrusie, en de grootte van een enkele trek was groter, zoals weergegeven in figuur 7.
De 6005A -caststang heeft geen draaibank, dus de oppervlakteruwheid is laag en het aantal trekkingen wordt verminderd. Omdat er geen overtollige snijvloeistof is bevestigd aan de draaibankmarkeringen van de gegoten staaf, wordt het C -gehalte in de overeenkomstige deeltjes verminderd. Het is bewezen dat de draaiende markeringen op het oppervlak van de gegoten staaf het trekken en deeltjesvorming tot op zekere hoogte zullen verergeren.
3 Discussie
(1) De componenten van het trekken van defecten zijn in principe hetzelfde als die van de matrix. Het zijn de vreemde deeltjes, de oude huid op het oppervlak van de ingot en andere onzuiverheden verzameld in de extrusiebatwand of het dode oppervlak van de vorm tijdens het extrusieproces, die naar het metaaloppervlak of de aluminiumlaag van de mal werken worden gebracht riem. Naarmate het product naar voren stroomt, worden oppervlakte -krassen veroorzaakt en wanneer het product zich ophoopt tot een bepaalde grootte, wordt het door het product uitgeschakeld om te trekken. Na oxidatie was het trekken gecorrodeerd en vanwege de grote omvang waren er pitachtige defecten daar.
(2) oppervlaktedeeltjes verschijnen soms als enkele kleine deeltjes en bestaan soms in geaggregeerde vorm. Hun samenstelling is duidelijk anders dan die van de matrix en bevat voornamelijk O-, C-, Fe- en Si -elementen. Sommige deeltjes worden gedomineerd door O- en C -elementen en sommige deeltjes worden gedomineerd door O, C, Fe en Si. Daarom wordt afgeleid dat de oppervlaktedeeltjes uit twee bronnen komen: één is neerslag zoals Alfesi en elementaire SI, en onzuiverheden zoals O en C worden aan het oppervlak gehouden; De andere is een hechte vreemde materie. De deeltjes worden gecorrodeerd na oxidatie. Vanwege hun kleine formaat hebben ze geen of weinig impact op het oppervlak.
(3) Deeltjes die rijk zijn aan C en O -elementen komen voornamelijk uit smeerolie, stof, grond, lucht, enz. Gehouden aan het oppervlak van de ingot. De belangrijkste componenten van smeerolie zijn C, O, H, S, enz., En de belangrijkste component van stof en grond is SiO2. Het O -gehalte van oppervlaktedeeltjes is over het algemeen hoog. Omdat de deeltjes zich in een toestand van hoge temperatuur bevinden, onmiddellijk na het verlaten van de werkgordel en vanwege het grote specifieke oppervlak van de deeltjes, adsorberen ze gemakkelijk O -atomen in de lucht en veroorzaken ze oxidatie na contact met de lucht, wat resulteert in een hogere O inhoud dan de matrix.
(4) Fe, Si, enz. Komt voornamelijk uit de oxiden, oude schaal- en onzuiverheidsfasen in de ingot (hoog smeltpunt of tweede fase die niet volledig wordt geëlimineerd door homogenisatie). Het FE -element is afkomstig van Fe in aluminium ingots en vormt een hoge smeltpuntonzuiverheidsfasen zoals FeAl3 of Alfesi (MN), die niet in vaste oplossing kunnen worden opgelost tijdens het homogenisatieproces, of niet volledig worden omgezet; Si bestaat in de aluminiummatrix in de vorm van Mg2SI of een oververzadigde vaste oplossing van SI tijdens het gietproces. Tijdens het hete extrusieproces van de gietstaaf kan overtollige Si neerslaan. De oplosbaarheid van SI in aluminium is 0,48% bij 450 ° C en 0,8% (WT%) bij 500 ° C. Het overtollige SI -gehalte in 6005 is ongeveer 0,41%en de neergeslagen Si kan aggregatie en neerslag zijn veroorzaakt door concentratievolleschommelingen.
(5) Aluminium die aan de mal werkriem blijft steken, is de belangrijkste oorzaak van trekken. De extrusie-dobbelsteen is een hoge temperatuur- en hogedrukomgeving. Metaalstroomwrijving zal de temperatuur van de werkgordel van de vorm verhogen, waardoor een "plakkerige aluminiumlaag" wordt gevormd aan de snijkant van de ingang van de werkgordel.
Tegelijkertijd zijn overtollige SI en andere elementen zoals MN en CR in de aluminiumlegering gemakkelijk om vervangende solide oplossingen te vormen met Fe, die de vorming van een "plakkerige aluminiumlaag" zullen bevorderen bij de ingang van de mal werkzone. Het metaal dat door de "plakkerige aluminiumlaag" stroomt, behoort tot interne wrijving (schuifschuif in het metaal). Het metaal vervormt en verhardt door interne wrijving, die het onderliggende metaal en de mal bevordert om bij elkaar te blijven. Tegelijkertijd wordt de mal -werkgordel vervormd in een trompetvorm vanwege de druk, en het plakkerige aluminium gevormd door het snijrandgedeelte van de werkgordel die contact opneemt met het profiel is vergelijkbaar met de snijkant van een draaigereedschap.
De vorming van plakkerig aluminium is een dynamisch proces van groei en afwerpen. Deeltjes worden voortdurend naar voren gebracht door het profiel. Volks het oppervlak van het profiel, waardoor trekfouten worden gevormd. Als het direct uit de werkriem stroomt en onmiddellijk wordt geadsorbeerd op het oppervlak van het profiel, worden de kleine deeltjes thermisch aan het oppervlak "adsorptie -deeltjes" genoemd. Als sommige deeltjes worden gebroken door de geëxtrudeerde aluminiumlegering, blijven sommige deeltjes aan het oppervlak van de werkriem houden bij het passeren door de werkriem, waardoor krassen op het oppervlak van het profiel veroorzaken. Het staartuiteinde is de gestapelde aluminiummatrix. Wanneer er veel aluminium vastzit in het midden van de werkgordel (de binding is sterk), zal het oppervlakte krassen verergeren.
(6) De extrusiesnelheid heeft een grote invloed op het trekken. De invloed van extrusiesnelheid. Wat de gevolgde 6005 -legering betreft, neemt de extrusiesnelheid toe binnen het testbereik, neemt de uitlaattemperatuur toe en neemt het aantal oppervlakte -trekkers toe en wordt zwaarder naarmate de mechanische lijnen toenemen. De extrusiesnelheid moet zo stabiel mogelijk worden gehouden om plotselinge snelheidsveranderingen te voorkomen. Overmatige extrusiesnelheid en hoge uitlaattemperatuur zullen leiden tot verhoogde wrijving en ernstig deeltjes trekken. Het specifieke mechanisme van de impact van extrusiesnelheid op het trekfenomeen vereist daaropvolgende follow-up en verificatie.
(7) De oppervlaktekwaliteit van de gegoten staaf is ook een belangrijke factor die de trekkeeltjes beïnvloedt. Het oppervlak van de gegoten staaf is ruw, met zagende bramen, olievlekken, stof, corrosie, enz., Die allemaal de neiging van het trekken van deeltjes vergroten.
4 Conclusie
(1) De samenstelling van het trekken van defecten is consistent met die van de matrix; De samenstelling van de deeltjespositie is duidelijk anders dan die van de matrix, die voornamelijk O-, C-, Fe- en Si -elementen bevat.
(2) Trek deeltjesdefecten worden voornamelijk veroorzaakt door aluminium die aan de mal werkriem blijft steken. Alle factoren die aluminium die aan de mal -werkgordel vasthielt, zullen trekfouten veroorzaken. Op het uitgangspunt van het waarborgen van de kwaliteit van de casthengel, heeft het genereren van trekkende deeltjes geen directe invloed op de samenstelling van de legering.
(3) Een goede uniforme brandbehandeling is gunstig voor het verminderen van het onttrekken van het oppervlak.
Posttijd: sep-10-2024
