Alyuminiy qotishma ekstruziyali materiallarni, ayniqsa alyuminiy profillarni ekstruziya qilish jarayonida ko'pincha sirtda "chuqurlik" nuqsoni paydo bo'ladi. O'ziga xos ko'rinishlar turli xil zichlikdagi, quyruqli va aniq qo'l tuyg'usi bilan, tikanli tuyg'u bilan juda kichik o'smalarni o'z ichiga oladi. Oksidlanish yoki elektroforetik sirt bilan ishlov berishdan so'ng, ular ko'pincha mahsulot yuzasiga yopishgan qora granulalar sifatida paydo bo'ladi.
Katta kesimli profillarni ekstruziya ishlab chiqarishda bu nuqson ingot tuzilishi, ekstruziya harorati, ekstruziya tezligi, qolipning murakkabligi va boshqalar ta'sirida yuzaga kelishi ehtimoli ko'proq. Profil yuzasini oldindan qayta ishlash jarayoni, ayniqsa gidroksidi bilan ishlov berish jarayoni, shu bilan birga profil yuzasida kichik miqdordagi katta o'lchamli, mahkam yopishgan zarrachalar qolib, tashqi ko'rinish sifatiga ta'sir qiladi. yakuniy mahsulot.
Oddiy qurilish eshiklari va derazalari profili mahsulotlarida mijozlar odatda kichik chuqurlikdagi nuqsonlarni qabul qiladilar, lekin mexanik xususiyatlarga va dekorativ ishlashga teng e'tibor berishni yoki dekorativ ishlashga ko'proq e'tibor berishni talab qiladigan sanoat profillari uchun odatda bu nuqsonni, ayniqsa chuqurlashtirilgan nuqsonlarni qabul qilmaydi. turli fon rangiga mos kelmaydi.
Dag'al zarrachalarning hosil bo'lish mexanizmini tahlil qilish uchun turli qotishma kompozitsiyalari va ekstruziya jarayonlari ostida nuqsonlar joylarining morfologiyasi va tarkibi tahlil qilindi va nuqsonlar va matritsa o'rtasidagi farqlar solishtirildi. Dag'al zarralarni samarali hal qilish uchun oqilona yechim ilgari surildi va sinov sinovi o'tkazildi.
Profillarning chuqurlikdagi nuqsonlarini bartaraf etish uchun chuqurlik nuqsonlarining shakllanishi mexanizmini tushunish kerak. Ekstruziya jarayonida alyuminiy qolipning ishchi kamariga yopishib qolgan alyuminiy materiallar yuzasida chuqurchalar paydo bo'lishining asosiy sababidir. Buning sababi shundaki, alyuminiyning ekstruziya jarayoni taxminan 450 ° S yuqori haroratda amalga oshiriladi. Agar deformatsiya issiqligi va ishqalanish issiqligining ta'siri qo'shilsa, metall teshigidan oqib chiqayotganda uning harorati yuqori bo'ladi. Mahsulot qolip teshigidan oqib chiqqach, yuqori harorat tufayli metall va qolib ishlaydigan kamar o'rtasida alyuminiy yopishib qolish hodisasi mavjud.
Ushbu bog'lanishning shakli ko'pincha: takroriy bog'lanish jarayoni - yirtib tashlash - bog'lash - yana yirtib tashlash va mahsulot oldinga oqib chiqadi, natijada mahsulot yuzasida ko'plab kichik chuqurliklar paydo bo'ladi.
Ushbu bog'lanish hodisasi ingotning sifati, qolib ishlaydigan kamarning sirt holati, ekstruziya harorati, ekstruziya tezligi, deformatsiya darajasi va metallning deformatsiyaga chidamliligi kabi omillar bilan bog'liq.
1 Sinov materiallari va usullari
Dastlabki tadqiqotlar natijasida biz metallurgiya tozaligi, qolib holati, ekstruziya jarayoni, ingredientlar va ishlab chiqarish sharoitlari kabi omillar sirt qo'pol zarrachalarga ta'sir qilishi mumkinligini bilib oldik. Sinovda ikkita qotishma novda, 6005A va 6060, bir xil qismni ekstrudirovka qilish uchun ishlatilgan. To'g'ridan-to'g'ri o'qish spektrometri va SEM aniqlash usullari orqali qo'pol zarrachalar joylashuvining morfologiyasi va tarkibi tahlil qilindi va atrofdagi oddiy matritsa bilan taqqoslandi.
Chuqur va zarrachalarning ikkita nuqsonining morfologiyasini aniq ajratish uchun ular quyidagicha ta'riflanadi:
(1) Chuqurlikdagi nuqsonlar yoki tortish nuqsonlari - bu profil yuzasida paydo bo'ladigan tartibsiz tadpol yoki nuqtaga o'xshash tirnalgan nuqson bo'lgan nuqta nuqsoni. Qusur chiziq chizig'idan boshlanadi va nuqsonning tushishi bilan tugaydi, chizish chizig'ining oxirida metall loviya ichiga to'planadi. Chuqurlikdagi nuqsonning o'lchami odatda 1-5 mm ni tashkil qiladi va oksidlanish bilan ishlov berishdan keyin u quyuq qora rangga aylanadi, bu oxir-oqibat profilning ko'rinishiga ta'sir qiladi, 1-rasmdagi qizil doirada ko'rsatilgan.
(2) Yuzaki zarralar metall fasol yoki adsorbsion zarralar deb ham ataladi. Alyuminiy qotishma profilining yuzasi sferik kulrang-qora qattiq metall zarralari bilan biriktirilgan va bo'shashgan tuzilishga ega. Alyuminiy qotishma profillarining ikki turi mavjud: o'chirilishi mumkin bo'lgan va o'chirilmaydigan. Hajmi odatda 0,5 mm dan kam va teginish uchun qo'pol tuyuladi. Old qismida hech qanday tirnalish yo'q. Oksidlanishdan keyin 1-rasmdagi sariq doirada ko'rsatilganidek, u matritsadan unchalik farq qilmaydi.
2 Sinov natijalari va tahlili
2.1 Yuzaki tortishish nuqsonlari
2-rasmda 6005A qotishmasi yuzasida tortishish nuqsonining mikrostruktura morfologiyasi ko'rsatilgan. Chiqib ketishning old qismida qadamga o'xshash chizmalar mavjud va ular stacked nodullar bilan tugaydi. Tugunlar paydo bo'lgandan keyin sirt normal holatga qaytadi. Qo'pol nuqsonning joylashuvi teginish uchun silliq emas, o'tkir tikanli tuyg'uga ega va profil yuzasiga yopishadi yoki to'planadi. Ekstruziya sinovi orqali 6005A va 6060 ekstrudirovka qilingan profillarning tortish morfologiyasi o'xshashligi va mahsulotning quyruq uchi bosh uchidan ko'proq ekanligi kuzatildi; farq shundaki, 6005A ning umumiy tortish o'lchami kichikroq va chizish chuqurligi zaiflashadi. Bu qotishma tarkibidagi o'zgarishlar, quyma novda holati va qolib sharoitlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin. 100X ostida kuzatilgan, tortishish maydonining oldingi uchida aniq tirnalgan belgilar mavjud bo'lib, ular ekstruziya yo'nalishi bo'ylab cho'zilgan va yakuniy tugun zarralari shakli tartibsizdir. 500X da, tortuvchi yuzaning oldingi uchida ekstruziya yo'nalishi bo'ylab zinapoyaga o'xshash tirnalishlar mavjud (bu nuqsonning o'lchami taxminan 120 mkm) va quyruq uchida nodulyar zarrachalarda aniq stacking belgilari mavjud.
Tortishish sabablarini tahlil qilish uchun to'g'ridan-to'g'ri o'qish spektrometri va EDX uchta qotishma komponentining nuqsonli joylari va matritsasi bo'yicha komponent tahlilini o'tkazish uchun ishlatilgan. 1-jadvalda 6005A profilining sinov natijalari ko'rsatilgan. EDX natijalari shuni ko'rsatadiki, tortuvchi zarrachalarning stacking pozitsiyasining tarkibi asosan matritsaga o'xshaydi. Bundan tashqari, ba'zi nozik nopoklik zarralari tortishish nuqsoni ichida va atrofida to'planadi va nopoklik zarralari C, O (yoki Cl) yoki Fe, Si va S ni o'z ichiga oladi.
6005A nozik oksidlangan ekstrudirovka qilingan profillarning qo'pol nuqsonlarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, tortuvchi zarrachalar katta hajmga ega (1-5 mm), sirt asosan stacked va old qismda qadam kabi tirnalgan; Tarkibi Al matritsaga yaqin va uning atrofida tarqalgan Fe, Si, C va O ni o'z ichiga olgan heterojen fazalar bo'ladi. Bu uchta qotishmaning tortishish shakllanishi mexanizmi bir xil ekanligini ko'rsatadi.
Ekstruziya jarayonida metall oqimining ishqalanishi mog'or ishlaydigan kamarning harorati ko'tarilishiga olib keladi, ishchi kamar kirishining kesuvchi chetida "yopishqoq alyuminiy qatlam" hosil qiladi. Shu bilan birga, alyuminiy qotishmasidagi ortiqcha Si va Mn va Cr kabi boshqa elementlar Fe bilan almashtiriladigan qattiq eritmalarni hosil qilish oson, bu esa qolib ishlaydigan zonaning kirish qismida "yopishqoq alyuminiy qatlami" shakllanishiga yordam beradi.
Metall oldinga oqib, ishchi kamarga ishqalanishi natijasida ma'lum bir holatda uzluksiz bog'lanish-yirtish-bog'lanishning o'zaro bog'lanish hodisasi sodir bo'ladi, bu esa metallning bu holatda doimiy ravishda ustun qo'yishiga olib keladi. Zarrachalar ma'lum bir o'lchamga ko'tarilganda, u oqayotgan mahsulot tomonidan tortib olinadi va metall yuzasida tirnalgan izlar hosil qiladi. U metall yuzasida qoladi va chizish oxirida tortuvchi zarrachalarni hosil qiladi. shuning uchun, qo'pol zarrachalarning shakllanishi asosan alyuminiyning qolib ishlaydigan kamarga yopishishi bilan bog'liq deb hisoblash mumkin. Uning atrofida tarqalgan heterojen fazalar soqol yog'i, oksidlar yoki chang zarralari, shuningdek ingotning qo'pol yuzasi tomonidan olib kelingan aralashmalardan kelib chiqishi mumkin.
Biroq, 6005A sinov natijalarida tortishishlar soni kichikroq va daraja engilroq. Bir tomondan, mog'or ishlaydigan kamarning chiqish joyidagi pahlarni kesish va alyuminiy qatlamining qalinligini kamaytirish uchun ishchi kamarni ehtiyotkorlik bilan parlatish bilan bog'liq; boshqa tomondan, bu ortiqcha Si tarkibi bilan bog'liq.
To'g'ridan-to'g'ri o'qish spektral tarkibi natijalariga ko'ra, Mg Mg2Si bilan birlashtirilgan Si dan tashqari, qolgan Si oddiy modda shaklida paydo bo'lishini ko'rish mumkin.
2.2 Sirtdagi mayda zarralar
Kam kattalashtirilgan vizual tekshiruv ostida zarrachalar kichik (≤0,5 mm), teginish uchun silliq emas, o'tkir tuyg'uga ega va profil yuzasiga yopishadi. 100X ostida kuzatilgan, sirtdagi kichik zarralar tasodifiy taqsimlanadi va tirnalgan yoki yo'qligidan qat'i nazar, sirtga biriktirilgan kichik o'lchamli zarralar mavjud;
500X da, ekstruziya yo'nalishi bo'ylab sirtda aniq pog'onaga o'xshash tirnalishlar bo'lishidan qat'i nazar, ko'plab zarralar hali ham biriktiriladi va zarrachalar o'lchamlari o'zgaradi. Eng katta zarracha hajmi taxminan 15 mkm, kichik zarrachalar esa taxminan 5 mkm.
6060 qotishma sirt zarralari va buzilmagan matritsaning kompozitsion tahlili orqali zarralar asosan O, C, Si va Fe elementlaridan iborat bo'lib, alyuminiy tarkibi juda past. Deyarli barcha zarralar O va C elementlarini o'z ichiga oladi. Har bir zarrachaning tarkibi biroz farq qiladi. Ularning orasida a zarralari 10 mkm ga yaqin, bu Si, Mg va O matritsasidan sezilarli darajada yuqori; c zarralarda Si, O va Cl aniq yuqori; d va f zarralari yuqori Si, O va Na ni o'z ichiga oladi; zarralar e Si, Fe va O ni o'z ichiga oladi; h zarrachalar Fe tarkibidagi birikmalardir. 6060 zarrachalarning natijalari shunga o'xshash, ammo 6060 ning o'zida Si va Fe tarkibi past bo'lgani uchun sirt zarralaridagi mos Si va Fe tarkibi ham past; 6060 zarrachadagi C tarkibi nisbatan past.
Yuzaki zarrachalar yakka kichik zarrachalar bo'lmasligi mumkin, balki turli shakldagi ko'plab mayda zarrachalarning yig'indisi shaklida ham mavjud bo'lishi mumkin va har xil zarrachalardagi turli elementlarning massa ulushlari har xil bo'ladi. Zarrachalar asosan ikki turdan iborat ekanligiga ishoniladi. Ulardan biri ingotdagi FeAl3 yoki AlFeSi (Mn) kabi yuqori erish nuqtasi nopoklik fazalaridan yoki ekstruziya jarayonida cho'kma fazalaridan kelib chiqadigan AlFeSi va elementar Si kabi cho'kmalardir. Ikkinchisi yopishgan begona moddalardir.
2.3 Quyma sirtining pürüzlülüğünün ta'siri
Sinov jarayonida 6005A quyma novda tokarining orqa yuzasi qo‘pol va changga bo‘yalganligi aniqlandi. Mahalliy joylarda eng chuqur burilish asboblari belgilariga ega bo'lgan ikkita quyma novda bor edi, bu ekstruziyadan keyin tortishishlar sonining sezilarli o'sishiga to'g'ri keldi va 7-rasmda ko'rsatilganidek, bitta tortishning o'lchami kattaroq edi.
6005A quyma novda stanogi yo'q, shuning uchun sirt pürüzlülüğü past bo'ladi va tortishish soni kamayadi. Bunga qo'shimcha ravishda, quyma novda torna belgilariga biriktirilgan ortiqcha chiqib ketish suyuqligi yo'qligi sababli, tegishli zarrachalardagi C tarkibi kamayadi. Quyma novda yuzasida burilish belgilari ma'lum darajada tortishish va zarracha hosil bo'lishini kuchaytirishi isbotlangan.
3 Munozara
(1) Tortishish nuqsonlarining tarkibiy qismlari asosan matritsa bilan bir xil. Bu ekstruziya jarayonida metall yuzasiga yoki alyuminiy qatlamiga olib kelingan ekstruziya barrel devorida yoki qolipning o'lik joyida to'plangan begona zarralar, ingot yuzasidagi eski teri va boshqa aralashmalardir. kamar. Mahsulot oldinga oqib chiqqach, sirt tirnalgan bo'lib, mahsulot ma'lum hajmga to'planganda, tortilish hosil qilish uchun mahsulot tomonidan chiqariladi. Oksidlanishdan keyin tortishish korroziyaga uchradi va uning kattaligi tufayli u erda chuqurga o'xshash nuqsonlar mavjud edi.
(2) Yuzaki zarralar ba'zan bitta kichik zarrachalar shaklida paydo bo'ladi va ba'zan yig'ilgan shaklda mavjud. Ularning tarkibi matritsadan aniq farq qiladi va asosan O, C, Fe va Si elementlarini o'z ichiga oladi. Ba'zi zarralarda O va C elementlari, ba'zi zarralarda esa O, C, Fe va Si ustunlik qiladi. Shuning uchun sirt zarralari ikki manbadan kelib chiqadi degan xulosaga keladi: biri AlFeSi va elementar Si kabi cho'kmalar, O va C kabi aralashmalar esa sirtga yopishadi; Ikkinchisi yopishgan begona moddalardir. Oksidlanishdan keyin zarrachalar zanglab ketadi. Kichik o'lchamlari tufayli ular yuzaga ta'sir qilmaydi yoki kam ta'sir qiladi.
(3) C va O elementlariga boy bo'lgan zarralar, asosan, ingot yuzasiga yopishtirilgan moylash moyi, chang, tuproq, havo va boshqalardan kelib chiqadi. Moylash moyining asosiy komponentlari C, O, H, S va boshqalar, chang va tuproqning asosiy komponenti SiO2 dir. Sirt zarralarining O tarkibi odatda yuqori. Zarrachalar ishchi belbog'dan chiqqandan so'ng darhol yuqori harorat holatida bo'lganligi va zarrachalarning katta o'ziga xos sirt maydoni tufayli ular havodagi O atomlarini osongina adsorbsiya qiladi va havo bilan aloqa qilgandan keyin oksidlanishni keltirib chiqaradi, natijada O ning yuqori bo'lishiga olib keladi. matritsadan ko'ra tarkib.
(4) Fe, Si va boshqalar asosan ingotdagi oksidlar, eski shkala va nopoklik fazalaridan (yuqori erish nuqtasi yoki gomogenizatsiya bilan to'liq bartaraf etilmagan ikkinchi faza) keladi. Fe elementi alyuminiy ingotlaridagi Fe dan kelib chiqadi, FeAl3 yoki AlFeSi (Mn) kabi yuqori erish nuqtasi nopoklik fazalarini hosil qiladi, ular gomogenizatsiya jarayonida qattiq eritmada erimaydi yoki to'liq aylantirilmaydi; Si alyuminiy matritsada Mg2Si yoki quyish jarayonida Si ning o'ta to'yingan qattiq eritmasi shaklida mavjud. Quyma tayoqning issiq ekstruziyasi jarayonida ortiqcha Si cho'kishi mumkin. Si ning alyuminiyda eruvchanligi 450 ° C da 0,48% va 500 ° C da 0,8% (og'irlik%). 6005 dagi ortiqcha Si miqdori taxminan 0,41% ni tashkil qiladi va cho'kma Si kontsentratsiyasining o'zgarishi natijasida kelib chiqqan agregatsiya va yog'ingarchilik bo'lishi mumkin.
(5) Alyuminiyning qolib ishlaydigan kamarga yopishishi tortishning asosiy sababidir. Ekstruziya qolipi yuqori haroratli va yuqori bosimli muhitdir. Metall oqimining ishqalanishi qolipning ishchi kamarining haroratini oshiradi, ishchi kamar kirishining kesuvchi chetida "yopishqoq alyuminiy qatlam" hosil qiladi.
Shu bilan birga, alyuminiy qotishmasidagi ortiqcha Si va Mn va Cr kabi boshqa elementlar Fe bilan almashtiriladigan qattiq eritmalarni hosil qilish oson, bu esa qolib ishlaydigan zonaning kirish qismida "yopishqoq alyuminiy qatlami" shakllanishiga yordam beradi. "Yopishqoq alyuminiy qatlam" orqali oqadigan metall ichki ishqalanishga (metall ichidagi toymasin kesish) tegishli. Metall ichki ishqalanish tufayli deformatsiyalanadi va qattiqlashadi, bu esa asosiy metall va qolipning bir-biriga yopishishiga yordam beradi. Shu bilan birga, qolib ishlaydigan kamar bosim tufayli truba shaklida deformatsiyalanadi va profil bilan aloqa qiladigan ishchi kamarning chiqib ketish qismidan hosil bo'lgan yopishqoq alyuminiy burilish asbobining chiqib ketish tomoniga o'xshaydi.
Yopishqoq alyuminiyning shakllanishi o'sish va to'kilishning dinamik jarayonidir. Zarrachalar doimiy ravishda profil tomonidan chiqariladi.Profilning yuzasiga yopishib, tortishish nuqsonlarini hosil qiladi. Agar u to'g'ridan-to'g'ri ishchi kamardan oqib chiqsa va profil yuzasida bir zumda adsorbsiyalangan bo'lsa, sirtga termal yopishgan kichik zarrachalar "adsorbsion zarrachalar" deb ataladi. Agar ba'zi zarralar ekstrudirovka qilingan alyuminiy qotishmasi tomonidan sindirilgan bo'lsa, ba'zi zarralar ishchi kamardan o'tayotganda ish kamarining yuzasiga yopishib qoladi va profil yuzasida chizishlarga olib keladi. Quyruq uchi yig'ilgan alyuminiy matritsadir. Ishchi kamarning o'rtasida juda ko'p alyuminiy yopishgan bo'lsa (bog'lanish kuchli), bu sirt chizishlarini kuchaytiradi.
(6) Ekstruziya tezligi tortishga katta ta'sir ko'rsatadi. Ekstruziya tezligining ta'siri. Kuzatiladigan 6005 qotishmasiga kelsak, ekstruziya tezligi sinov oralig'ida oshadi, chiqish harorati oshadi va mexanik chiziqlar ortishi bilan sirtni tortuvchi zarrachalar soni ortadi va og'irroq bo'ladi. Tezlikning keskin o'zgarishiga yo'l qo'ymaslik uchun ekstruziya tezligi imkon qadar barqaror bo'lishi kerak. Haddan tashqari ekstruziya tezligi va yuqori chiqish harorati ishqalanish kuchayishiga va zarrachalarning jiddiy tortilishiga olib keladi. Ekstruziya tezligining tortishish hodisasiga ta'sirining o'ziga xos mexanizmi keyingi kuzatish va tekshirishni talab qiladi.
(7) Quyma tayoqning sirt sifati ham tortuvchi zarrachalarga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Quyma novda yuzasi qo'pol bo'lib, arralash burmalari, yog 'qoralari, chang, korroziya va boshqalar mavjud bo'lib, bularning barchasi zarrachalarni tortib olish tendentsiyasini oshiradi.
4 Xulosa
(1) tortishish nuqsonlari tarkibi matritsaga mos keladi; zarrachalar joylashuvi tarkibi asosan O, C, Fe va Si elementlarini o'z ichiga olgan matritsadan aniq farq qiladi.
(2) Tortishuvchi zarracha nuqsonlari asosan alyuminiyning qolib ishlaydigan kamarga yopishishidan kelib chiqadi. Alyuminiyning qolib ishlaydigan kamarga yopishib qolishiga yordam beradigan har qanday omillar tortishish nuqsonlariga olib keladi. Quyma novda sifatini ta'minlash asosida tortuvchi zarrachalarning paydo bo'lishi qotishma tarkibiga bevosita ta'sir qilmaydi.
(3) To'g'ri bir xil yong'inga ishlov berish sirt tortilishini kamaytirish uchun foydalidir.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 10-sentabr
