Durante u prucessu di estrusione di materiali extrusionati in lega d'aluminiu, in particulare i profili d'aluminiu, un difettu "pitting" spessu si trova nantu à a superficia. I manifestazioni specifichi includenu tumuri assai chjuchi cù densità variate, tailing, è sensazione di manu evidenti, cù un sensu spiky. Dopu à l'ossidazione o u trattamentu di a superficia elettroforetica, spessu apparenu cum'è granuli neri aderenti à a superficia di u pruduttu.
In a pruduzzione di extrusion di profili di grande seccione, stu difettu hè più prubabile di accade per via di l'influenza di a struttura di lingotti, a temperatura di estrusione, a velocità di estrusione, a cumplessità di u muffa, etc. A maiò parte di i particeddi fini di difetti pittati pò esse eliminati durante u U prucessu di pretrattamentu di a superficia di u prufilu, in particulare u prucessu di incisione alkali, mentre chì un picculu numeru di particeddi di grande dimensione, fermamente aderenti restanu nantu à a superficia di u prufilu, affettendu a qualità di l'apparenza di u pruduttu finali.
In i prudutti di porte è finestre di l'edifiziu ordinariu, i clienti generalmente accettanu difetti minuri piccati, ma per i profili industriali chì necessitanu uguali enfasi in e proprietà meccaniche è prestazioni decorative o più enfasi in u rendiment decorativu, i clienti generalmente ùn accettanu micca stu difettu, in particulare i difetti pittati chì sò inconsistente cù u culore di fondu sfarente.
Per analizà u mecanismu di furmazione di particelle ruvide, a morfologia è a cumpusizioni di i lochi di difetti sottu diverse cumpusizioni di lega è prucessi di estrusione sò stati analizati, è e sferenze trà i difetti è a matrice sò state paragunate. Una suluzione raghjunata per risolve efficacemente e particelle ruvide hè stata presentata, è hè stata fatta una prova di prova.
Per risolve i difetti di pitting di profili, hè necessariu di capisce u mecanismu di furmazione di difetti di pitting. Durante u prucessu di estrusione, l'aluminiu attaccatu à u cinturione di funziunamentu hè a causa principale di difetti di pitting in a superficia di materiali d'aluminiu estrusi. Questu hè chì u prucessu di estrusione di l'aluminiu hè realizatu à una temperatura alta di circa 450 ° C. Sì l'effetti di u calore di deformazione è u calore di attritu sò aghjuntu, a temperatura di u metale serà più altu quandu scorri fora di u pirtusu di a matri. Quandu u pruduttu scorri fora di a fossa, per via di l'alta temperatura, ci hè un fenomenu di l'aluminiu attaccatu trà u metale è u cinturione di travagliu di muffa.
A forma di stu ligame hè spessu: un prucessu ripetutu di bonding - tearing - bonding - tearing again, è u pruduttu scorri avanti, risultatu in parechji picculi fossi nantu à a superficia di u pruduttu.
Stu fenomenu di ligame hè in relazione cù fattori cum'è a qualità di u lingotto, a cundizione di a superficia di u cinturione di travagliu di u muffa, a temperatura di estrusione, a velocità di estrusione, u gradu di deformazione è a resistenza à a deformazione di u metallu.
1 Test materiali è metudi
Attraversu a ricerca preliminari, avemu amparatu chì fattori cum'è a purità metallurgica, u statutu di u muffa, u prucessu di estrusione, l'ingredienti è e cundizioni di produzzione ponu influenzà a particella rugosa di a superficia. In a prova, duie verghe di lega, 6005A è 6060, sò state usate per estrusione di a listessa sezione. A morfologia è a cumpusizioni di e pusizioni di particella roughened sò stati analizati per mezu di spettrometru di lettura diretta è metudi di rilevazione SEM, è paragunati cù a matrice normale circundante.
Per distinguerà chjaramente a morfologia di i dui difetti di pitted è di particeddi, sò definiti cusì:
(1) I difetti sgusciati o i difetti di tiratura sò una spezia di difettu puntuale chì hè un difettu di scratch irregulare, cum'è un têtaru o un puntu chì appare nantu à a superficia di u prufilu. U difettu principia da a striscia di scratch è finisce cù u difettu caduta, accumulendu in fagioli di metalli à a fine di a linea di scratch. A dimensione di u difettu pitted hè in generale 1-5mm, è diventa neru scuru dopu u trattamentu di l'ossidazione, chì ultimamente affetta l'aspettu di u prufilu, cum'è mostra in u circhiu rossu in Figura 1.
(2) I particeddi di a superficia sò ancu chjamati fagioli metallici o particelle di adsorption. A superficia di u prufilu in lega d'aluminiu hè attaccata cù particelle sferiche di metallu duru grisgiu-neru è hà una struttura libera. Ci sò dui tippi di profili d'alea d'aluminiu: quelli chì ponu esse sguassati è quelli chì ùn ponu micca esse sguassati. A dimensione hè generalmente menu di 0,5 mm, è si sente ruvida à u toccu. Ùn ci hè micca scratch in a sezione frontale. Dopu à l'ossidazione, ùn hè micca assai sfarente da a matrice, cum'è mostra in u circhiu giallu in Figura 1.
2 Test risultati è analisi
2.1 Difetti di tiratura di a superficia
A figura 2 mostra a morfologia microstrutturale di u difettu di pulling nantu à a superficia di l'alia 6005A. Ci sò scratch-like step-like in a parte frontale di u pulling, è finiscinu cù noduli stacked. Dopu chì i noduli appariscenu, a superficia torna à u normale. U locu di u difettu roughening ùn hè micca liscia à u toccu, hà una sensazione spinosa forte, è aderisce o s'accumula nantu à a superficia di u prufilu. Per mezu di a prova di estrusione, hè stata osservata chì a morfologia di pulling di 6005A è 6060 profili estrusi hè simile, è a cuda di u pruduttu hè più di u capu; a diffarenza hè chì a dimensione di pulling generale di 6005A hè più chjuca è a prufundità di scratch hè debilitatu. Questu pò esse ligatu à i cambiamenti in a cumpusizioni di l'alea, u statu di a barra di cast, è e cundizioni di muffa. Osservatu sottu 100X, ci sò scratch marks evidenti nantu à a parte frontale di l'area di pulling, chì hè allungata longu a direzzione di estrusione, è a forma di e particelle di noduli finali hè irregulare. À 500X, l'estremità frontale di a superficia di pulling hà scratch-like step-like along a direzzione di estrusione (a dimensione di stu difettu hè di circa 120 μm), è ci sò evidenti segni di stacking in i particeddi nodulari à a cuda.
Per analizà e cause di tira, u spettrometru di lettura diretta è EDX sò stati utilizati per fà l'analisi di cumpunenti nantu à i lochi di difetti è a matrice di i trè cumpunenti di lega. A Tabella 1 mostra i risultati di teste di u prufilu 6005A. I risultati EDX mostranu chì a cumpusizioni di a pusizione di stacking di e particelle di pulling hè basicamente simile à quella di a matrice. Inoltre, alcune particelle d'impurità fini sò accumulate in è intornu à u difettu di tiratura, è e particelle di impurità cuntenenu C, O (o Cl), o Fe, Si è S.
L'analisi di i difetti di roughening di 6005A fine oxidized extruded profiles mostra chì i particeddi di pulling sò grande in grandezza (1-5mm), a superficia hè soprattuttu stacked, è ci sò scratch-like step-like in a sezione frontale; A cumpusizioni hè vicinu à a matrice Al, è ci saranu fasi eterogenei chì cuntenenu Fe, Si, C è O distribuite intornu à ella. Mostra chì u mecanismu di furmazione di pulling di e trè leghe hè u stessu.
Durante u prucessu di estrusione, l'attrito di u flussu di metalli pruvucarà l'aumentu di a temperatura di u cinturione di travagliu di u muffa, furmendu una "strata d'aluminiu appiccicosa" à a punta di l'entrata di u cinturione di travagliu. À u listessu tempu, l'excedente di Si è altri elementi cum'è Mn è Cr in l'alea d'aluminiu sò faciuli di furmà suluzioni solidi di rimpiazzamentu cù Fe, chì prumove a furmazione di una "strata d'aluminiu appiccicosa" à l'entrata di a zona di travagliu di muffa.
Cum'è u metale scorri in avanti è si sferisce contr'à u cinturione di travagliu, un fenomenu reciprocante di ligame cuntinuu-lacerazione-bonding si verifica in una certa pusizioni, facendu chì u metallu si superpone continuamente in questa pusizione. Quandu i particeddi crescenu à una certa dimensione, serà alluntanatu da u pruduttu chì scorri è formanu marchi di scratch nantu à a superficia metallica. Fermarà nantu à a superficia metallica è formanu particelle chì tiranu à a fine di u scratch. per quessa, si pò esse cunsideratu chì a furmazione di particeddi roughened hè principarmenti in relazione à l'aluminiu attaccatu à u cinturione di funziunamentu. I fasi eterogenei distribuiti intornu à questu pò esse urigginati da oliu lubrificante, ossidi o particelle di polvera, è ancu impurità purtate da a superficia rugosa di u lingotto.
Tuttavia, u numeru di tira in i risultati di a prova 6005A hè più chjucu è u gradu hè più liggeru. Da una banda, hè duvuta à u chamfering à l'uscita di u cinturione di travagliu di u muffa è a lucidatura curretta di u cinturione di travagliu per riduce u gruixu di a capa d'aluminiu; da l 'altra banda, hè liata à u cuntenutu eccessiva Si.
Sicondu i risultati di cumpusizioni spettrali di lettura diretta, si pò vede chì in più di Si cumminatu cù Mg Mg2Si, u Si rimanente appare in a forma di una sustanza simplice.
2.2 Picculi particelle nantu à a superficia
Sutta l'ispezione visuale di bassu ingrandimentu, i particeddi sò chjuchi (≤0.5mm), micca lisci à u toccu, anu una sensazione forte, è aderiscenu à a superficia di u prufilu. Osservatu sottu 100X, i picculi particelle nantu à a superficia sò distribuite aleatoriamente, è ci sò particeddi chjuchi attaccati à a superficia, indipendentemente da s'ellu ci hè scratch o micca;
À 500X, ùn importa micca s'ellu ci sò graffi evidenti in u passu nantu à a superficia longu a direzzione di estrusione, assai particeddi sò sempre attaccati, è e dimensioni di particella varianu. A più grande particella hè di circa 15 μm, è e picculi particelle sò circa 5 μm.
Attraversu l'analisi di cumpusizioni di e particelle di superficia di lega 6060 è a matrice intacta, i particeddi sò principalmente cumposti da elementi O, C, Si è Fe, è u cuntenutu d'aluminiu hè assai bassu. Quasi tutti i particeddi cuntenenu elementi O è C. A cumpusizioni di ogni particella hè un pocu sfarente. Frà elli, i particeddi a sò vicinu à 10 μm, chì hè significativamente più altu ch'è a matrice Si, Mg è O; In particeddi c, Si, O è Cl sò ovviamente più altu; I particeddi d è f cuntenenu altu Si, O è Na; particeddi e cuntenenu Si, Fe è O; h particeddi sò cumposti Fe-cuntene. I risultati di 6060 particeddi sò simili à questu, ma perchè u cuntenutu di Si è Fe in 6060 stessu hè bassu, u cuntenutu di Si è Fe currispundenti in i particeddi di a superficia sò ancu bassi; u cuntenutu C in 6060 particeddi hè relativamente bassu.
I particeddi di a superficia ùn ponu micca esse particeddi unichi, ma ponu ancu esse in forma di aggregazioni di parechje particelle chjuche cù forme diverse, è i percentuali di massa di diversi elementi in diverse particeddi varianu. Hè cresce chì i particeddi sò principalmente cumposti di dui tipi. L'un est des précipités tels que l'AlFeSi et le Si élémentaire, qui proviennent de phases d'impuretés à haut point de fusion comme le FeAl3 ou l'AlFeSi(Mn) dans le lingot, ou des phases de précipitation au cours du processus d'extrusion. L'altru hè materia stranera aderente.
2.3 Effettu di a rugosità di a superficia di lingotti
Duranti a prova, hè statu trovu chì a superficia posteriore di u tornu di canna 6005A era ruvida è macchiata di polvera. Ci era dui bastone cast cù i marchi di l'uttellu più prufondu in i lochi lucali, chì currispondenu à un aumentu significativu in u numeru di tira dopu l'estrusione, è a dimensione di una sola tira era più grande, cum'è mostra in Figura 7.
A canna di cast 6005A ùn hà micca tornu, cusì a rugosità di a superficia hè bassa è u numeru di pullings hè ridutta. Inoltre, postu chì ùn ci hè micca un fluidu di cutting eccessivu attaccatu à i marchi di tornu di a canna cast, u cuntenutu C in i particeddi currispondenti hè ridutta. Hè dimustratu chì i marchi di rotazione nantu à a superficia di a canna cast aggravaranu a tiratura è a furmazione di particelle in una certa misura.
3 Discussione
(1) I cumpunenti di i difetti di pulling sò basicamente uguali à quelli di a matrice. Sò i particeddi stranieri, a pelle vechja nantu à a superficia di u lingotto è altre impurità accumulate in u muru di u barile di estrusione o l'area morta di u moldu durante u prucessu di estrusione, chì sò purtati à a superficia di metallu o à a capa d'aluminiu di u travagliu di muffa. cintura. Quandu u pruduttu scorri in avanti, i graffi di a superficia sò causati, è quandu u pruduttu s'accumula à una certa dimensione, hè pigliatu da u pruduttu per furmà pulling. Dopu à l'ossidazione, u pulling era corrodutu, è per via di a so grande dimensione, ci eranu difetti di fossa.
(2) I particeddi di a superficia appariscenu qualchì volta cum'è particelle singole, è qualchì volta esistenu in forma aggregata. A so cumpusizioni hè ovviamente sfarente da quella di a matrice, è cuntene principalmente elementi O, C, Fe è Si. Alcune di e particelle sò duminate da elementi O è C, è certi particeddi sò duminati da O, C, Fe è Si. Dunque, hè inferitu chì e particelle di a superficia venenu da duie fonti: unu hè precipitati cum'è AlFeSi è Si elementale, è impurità cum'è O è C sò aderenti à a superficia; L'altru hè materia stranera aderente. I particeddi sò currutti dopu l'ossidazione. A causa di a so piccula dimensione, ùn anu micca o pocu impattu nantu à a superficia.
(3) Particles ricchi di elementi C è O venenu principarmenti da l'oliu lubrificante, u polu, a terra, l'aria, ecc. I cumpunenti principali di l'oliu lubricating sò C, O, H, S, etc., è u cumpunente principalu di polvera è terra hè SiO2. U cuntenutu O di particeddi superficia hè generalmente altu. Perchè i particeddi sò in un statu d'alta temperatura subitu dopu à abbandunà u cinturione di travagliu, è per via di a grande superficia specifica di i particeddi, facilmente adsorbe l'atomi di O in l'aria è causanu l'ossidazione dopu à u cuntattu cù l'aria, risultatu in un O più altu. cuntenutu cà a matrice.
(4) Fe, Si, etc. venenu principarmenti da l'ossidi, vechji scala è fasi di impurità in u lingotti (puntu di fusione altu o seconda fase chì ùn hè micca cumplettamente eliminata da homogenization). L'elementu Fe uriggina da Fe in lingotti d'aluminiu, furmendu fasi d'impurità di u puntu di fusione altu, cum'è FeAl3 o AlFeSi (Mn), chì ùn ponu esse dissoluti in suluzione solida durante u prucessu di homogenization, o ùn sò micca cumpletamente cunvertiti; Si esiste in a matrice d'aluminiu in forma di Mg2Si o una suluzione solida supersaturata di Si durante u prucessu di casting. Duranti u prucessu di extrusion à caldu di a canna cast, l'excedente di Si pò precipitate. A solubilità di Si in l'aluminiu hè 0,48% à 450 ° C è 0,8% (pesu %) à 500 ° C. L'excedente di cuntenutu di Si in 6005 hè di circa 0,41%, è u Si precipitatu pò esse aggregazione è precipitazione causata da fluttuazioni di cuncentrazione.
(5) L'aluminiu attaccatu à u cinturione di travagliu di u muffa hè a causa principale di tira. L'extrusion die hè un ambiente à alta temperatura è alta pressione. L'attrito di u flussu di metallu aumenterà a temperatura di u cinturione di travagliu di u moldu, furmendu una "strata d'aluminiu appiccicosa" à a punta di l'entrata di u cinturione di travagliu.
À u listessu tempu, l'excedente di Si è altri elementi cum'è Mn è Cr in l'alea d'aluminiu sò faciuli di furmà suluzioni solidi di rimpiazzamentu cù Fe, chì prumove a furmazione di una "strata d'aluminiu appiccicosa" à l'entrata di a zona di travagliu di muffa. U metallu chì scorri attraversu a "strata d'aluminiu appiccicosa" appartene à a friczione interna (sliding shear in u metale). U metallu si deforma è s'indurisce per via di l'attrito internu, chì prumove u metallu sottumessu è u muffa per appiccicà. À u listessu tempu, u cinturione di travagliu di u muffa hè deformatu in una forma di tromba per via di a pressione, è l'aluminiu appiccicosu furmatu da a parte di u tagliu di u cinturione di travagliu chì cuntattate u prufilu hè simile à u tagliu di un strumentu di turnu.
A furmazione di l'aluminiu appiccicosu hè un prucessu dinamicu di crescita è sparghje. I particeddi sò constantemente purtati fora da u prufilu. Aderisce à a superficia di u prufilu, furmendu difetti di pulling. S'ellu scorri direttamente da u cinturione di travagliu è hè adsorbitu istantaneamente nantu à a superficia di u prufilu, i picculi particelle aderenti termicamente à a superficia sò chjamati "particelle di adsorption". Sì certi particeddi seranu rotti da l'alea d'aluminiu extrusionatu, certi particeddi si attaccanu à a superficia di u cinturione di travagliu quandu passanu per u cinturione di u travagliu, causendu graffii nantu à a superficia di u prufilu. A cuda hè a matrice d'aluminiu impilata. Quandu ci hè assai aluminiu stuck in u mità di u cinturione di travagliu (u bonu hè forte), aggravarà i scratch di a superficia.
(6) A velocità di estrusione hà una grande influenza nantu à u pulling. L'influenza di a velocità di estrusione. In quantu à a lega 6005 tracciata, a velocità di estrusione aumenta in u intervalu di prova, a temperatura di l'output aumenta, è u numeru di particelle chì tiranu a superficia aumenta è diventa più pesante à l'aumentu di e linee meccaniche. A velocità di estrusione deve esse mantene a più stabile pussibule per evità cambiamenti bruschi di velocità. A velocità di estrusione eccessiva è a temperatura alta di uscita portanu à un attritu aumentatu è à una tirata di particella seria. U mecanismu specificu di l'impattu di a velocità di estrusione nantu à u fenomenu di pulling richiede un seguitu è una verificazione successiva.
(7) A qualità di a superficia di a canna di cast hè ancu un fattore impurtante chì affetta i particeddi di pulling. A superficia di a canna di cast hè ruvida, cù bavature di serratura, macchie d'oliu, polvera, corrosione, etc., chì aumentanu a tendenza di pulling particles.
4 Cunclusioni
(1) A cumpusizioni di i difetti di pulling hè coherente cù quella di a matrice; a cumpusizioni di a pusizioni di particella hè ovviamente sfarente da quella di a matrice, chì cuntene principalmente elementi O, C, Fe è Si.
(2) I difetti di particella di pulling sò principalmente causati da l'aluminiu attaccatu à u cinturione di travagliu di u muffa. Ogni fattore chì prumove l'aluminiu attaccatu à u cinturione di travagliu di u muffa causarà difetti di tiratura. In a premessa di assicurà a qualità di a canna di cast, a generazione di particelle di pulling ùn hà micca impattu direttu nantu à a cumpusizioni di l'alia.
(3) U trattamentu uniforme di u focu propiu hè benefica per riduce u tiratu di a superficia.
Tempu di Postu: Settembre-10-2024
