6063 aluminiumlegering används främst för extrudering av arkitektoniska profiler. Dess göt har metallurgiska defekter som sprickor, porositet, slagginneslutningar, löshet, ljusa korn, fjäder-liknande korn och grova korn. Dessa metallurgiska defekter påverkar utbytet vid produktion av runda göt och materialutbytet vid extrudering i varierande grad, vilket orsakar betydande ekonomiska förluster för företaget. Därför är det nödvändigt att förhindra förekomsten av ovanstående metallurgiska defekter.
Ljusa korn upptäcktes under inspektionen med låg-förstoring av 6063 göt av aluminiumlegering. De uppträder som oregelbundna ljusa-färgade ljusa fläckar på tvärsnittet av exemplaret, huvudsakligen koncentrerade vid roten av götet. Kornstrukturen är grov, med relativt få intragranulära lösta ämnen, och färgen är ljusvit, vilket visar en signifikant skillnad från den normala kristallina strukturen. Dessa korn bildas under gjutningsstadiet.
1 Orsaker till bildning av ljusa korn
1.1 Kemisk sammansättning
6063 är en låg-legering A1-Mg-Si högplastisk legering. Under laddningsprocessen, på grund av felaktig funktion, tillsattes 0,24%-0,32% av 6061-legeringsskrot innehållande Cu, vilket skapade förutsättningar för ljusa korndefekter i 6063 aluminiumlegeringsgöt, som visas i tabell 1.
1.2 Låg gjuttemperatur
För att förbättra formbarheten och ytkvaliteten hos götet hålls ofta gjuttemperaturen relativt låg. Vid sådana temperaturer är temperaturen i formhåligheten lägre, och den underkylda zonen sträcker sig till bottenytan av övergångsplattan. Som ett resultat kristalliserar dendriter först vid botten av övergångsplattan; dessa dendriter växer under lång tid i mögelhålan och bildar ljusa korn. Eftersom tillväxthastigheten för ljusa korn är mycket långsam och den omgivande smälta metallen ständigt uppdateras, förändras inte sammansättningen av vätskefasen i detta område nämnvärt under kristallisationen. Koncentrationsskillnaden mellan de ljusa kornen och den flytande fasen förblir som den var vid början av kristallisationen, vilket resulterar i att de ljusa kornen blir en fast aluminiumlösning fattig på löst ämne (1).
1.3 Låg temperatur på gjutbrickan
På grund av produktionsegenskaperna för gjutning av rund göt av aluminiumlegering 6063, där det finns långa intervall mellan ugn och gjutning, är gjutbrickan alltid i kallt tillstånd. Detta gör att den smälta metallen i formen har relativt låg temperatur i början av gjutningen. De initialt kristalliserade ljusa kornen fäster vid överföringsplattan och växer gradvis. När de når en viss storlek faller de ner i götet och bildar ljusa korndefekter vid götets bas.
1.4 Kristalliserare
Kristallisatorn som används för att gjuta 6063 aluminiumlegering är en kort kristallisator av vatten-ögontyp. Det cirkulerande vattnet är smutsigt och vattentemperaturen är hög, med förhöjda koncentrationer av Ca²⁺- och Mg²⁺-joner. Under gjutning orsakar detta partiell blockering av vatten-ögat, vilket resulterar i ojämna temperaturer på den smälta metallen runt götet, vilket leder till fluktuationer i metallflödet och ojämn flödesfördelning i kristallisatorn. Under lokalt lägre gjuttemperaturer varierar stelningshastigheten för den smälta metallen, vilket ger ljusa korn.
2 Förebyggande åtgärder
Baserat på ovanstående analys har vi genomfört följande åtgärder:
(1) Rengör ugnen noggrant vid byte av produktionslegeringar.
(2) Förvara olika typer av legeringsskrot separat och låt endast skrot av samma typ eller liknande sammansättning tillsättas under legeringsberedningen.
(4) Förstärk processdriftshanteringen och förvärm löparna, fördelningsplattorna, flödeskanalerna och övergångsplattorna till ett rött-hett tillstånd med hjälp av en gasbrännare med petroleumvätska före gjutning.
(5) Modifiera det cirkulerande vattenfiltreringssystemet och kylsystemet, utnyttja stationen för avhärdat vatten fullt ut och se till att kvaliteten och temperaturen på det cirkulerande vattnet, såväl som koncentrationerna av Ca, Mg och andra joner, uppfyller kraven för gjutningsoperationer. Detta eliminerar metallurgiska defekter i göt orsakade av cirkulerande vatten. Detta problem orsakades av hög Cu-halt i laddningen, låg temperatur hos smältan som kommer in i formen, otillräcklig förvärmning av fördelningsplattan och dålig kylning av götet genom cirkulerande vatten.
(6) Genom att justera Cu-innehållet i laddningen, på lämpligt sätt öka gjuttemperaturen och gjuthastigheten, förvärma och grädda gjutverktygen före gjutning och stärka kontrollen över cirkulerande vattenkvalitet, är det möjligt att helt eliminera de ljusa korndefekterna i 6063 aluminiumlegeringsgöt.
