Alüminium ərintisi ekstrüde edilmiş materialların, xüsusən də alüminium profillərin ekstruziya prosesi zamanı səthdə tez-tez bir "çuxur" qüsuru meydana gəlir. Spesifik təzahürlərə müxtəlif sıxlıqlar, quyruq və açıq əl hissi ilə, tikanlı hiss ilə çox kiçik şişlər daxildir. Oksidləşmə və ya elektroforetik səthlə müalicədən sonra onlar tez-tez məhsulun səthinə yapışan qara qranullar kimi görünürlər.
İri kəsikli profillərin ekstruziya istehsalında bu qüsurun külçə strukturunun, ekstruziya temperaturunun, ekstruziya sürətinin, qəlibin mürəkkəbliyinin və s. təsiri nəticəsində baş vermə ehtimalı daha çoxdur. profil səthinin ilkin təmizlənməsi prosesi, xüsusilə qələvi aşındırma prosesi, az sayda iri ölçülü, möhkəm yapışmış hissəciklər profilin səthində qalır və son məhsulun görünüş keyfiyyətinə təsir göstərir.
Adi bina qapı və pəncərə profili məhsullarında müştərilər ümumiyyətlə kiçik çuxurlu qüsurları qəbul edirlər, lakin mexaniki xüsusiyyətlərə və dekorativ performansa bərabər diqqət tələb edən sənaye profilləri üçün və ya dekorativ performansa daha çox diqqət yetirmək üçün müştərilər ümumiyyətlə bu qüsuru, xüsusən də çuxurlu qüsurları qəbul etmirlər. müxtəlif fon rənginə uyğun gəlmir.
Kobud hissəciklərin əmələ gəlməsi mexanizmini təhlil etmək üçün müxtəlif ərinti kompozisiyaları və ekstruziya prosesləri altında qüsur yerlərinin morfologiyası və tərkibi təhlil edilmiş, qüsurlarla matris arasındakı fərqlər müqayisə edilmişdir. Kobud hissəcikləri effektiv həll etmək üçün ağlabatan bir həll irəli sürüldü və sınaq testi aparıldı.
Profillərin çuxur qüsurlarını həll etmək üçün çuxur qüsurlarının əmələ gəlməsi mexanizmini başa düşmək lazımdır. Ekstrüzyon prosesi zamanı alüminium kalıp işçi kəmərinə yapışan ekstrüde alüminium materialların səthində çuxur qüsurlarının əsas səbəbidir. Bunun səbəbi alüminiumun ekstruziya prosesinin təxminən 450 ° C yüksək temperaturda həyata keçirilməsidir. Deformasiya istiliyinin və sürtünmə istiliyinin təsirləri əlavə olunarsa, metal dəlikdən çıxanda onun temperaturu daha yüksək olacaqdır. Məhsul kalıp çuxurundan axdıqda, yüksək temperatur səbəbindən metal və qəlibin işləmə kəməri arasında alüminiumun yapışması fenomeni var.
Bu birləşmənin forması tez-tez olur: təkrarlanan yapışdırma prosesi – qoparmaq – bağlama – yenidən qoparmaq və məhsul irəli axır, nəticədə məhsulun səthində çoxlu kiçik çuxurlar əmələ gəlir.
Bu bağlanma hadisəsi külçənin keyfiyyəti, qəlibin işləmə kəmərinin səth vəziyyəti, ekstruziya temperaturu, ekstruziya sürəti, deformasiya dərəcəsi və metalın deformasiyaya davamlılığı kimi amillərlə bağlıdır.
1 Test materialları və üsulları
İlkin tədqiqatlar vasitəsilə biz öyrəndik ki, metallurgiya təmizliyi, qəlib vəziyyəti, ekstruziya prosesi, inqrediyentlər və istehsal şəraiti kimi amillər səthi kobudlaşmış hissəciklərə təsir edə bilər. Testdə eyni hissəni çıxarmaq üçün 6005A və 6060 adlı iki ərinti çubuğu istifadə edilmişdir. Kobudlaşmış hissəciklərin mövqelərinin morfologiyası və tərkibi birbaşa oxunan spektrometr və SEM aşkarlama üsulları ilə təhlil edilmiş və ətrafdakı normal matrislə müqayisə edilmişdir.
Çuxur və hissəciklərin iki qüsurunun morfologiyasını aydın şəkildə ayırd etmək üçün onlar aşağıdakı kimi müəyyən edilir:
(1) Çuxur qüsurları və ya çəkmə qüsurları, profilin səthində görünən qeyri-müntəzəm çubuq kimi və ya nöqtə kimi cızıq qüsuru olan bir növ nöqtə qüsurudur. Qüsur cızıq zolağından başlayır və qüsurun düşməsi ilə başa çatır, cızıq xəttinin sonunda metal lobyalara yığılır. Çuxurlu qüsurun ölçüsü ümumiyyətlə 1-5 mm-dir və oksidləşmə müalicəsindən sonra tünd qara rəngə çevrilir və bu, Şəkil 1-də qırmızı dairədə göstərildiyi kimi son nəticədə profilin görünüşünə təsir göstərir.
(2) Səth hissəciklərinə metal lobya və ya adsorbsiya hissəcikləri də deyilir. Alüminium ərintisi profilinin səthi sferik boz-qara sərt metal hissəcikləri ilə bərkidilir və boş bir quruluşa malikdir. Alüminium ərintisi profillərinin iki növü var: silinə bilənlər və silinə bilməyənlər. Ölçü ümumiyyətlə 0,5 mm-dən azdır və toxunuşda kobud hiss olunur. Qabaq hissədə cızıq yoxdur. Oksidləşmədən sonra Şəkil 1-də sarı dairədə göstərildiyi kimi matrisdən çox da fərqlənmir.
2 Test nəticələri və təhlili
2.1 Səthi çəkmə qüsurları
Şəkil 2-də 6005A ərintisi səthində çəkilmə qüsurunun mikrostruktur morfologiyası göstərilir. Çəkmənin ön hissəsində pillə kimi cızıqlar var və onlar yığılmış nodüllərlə bitir. Düyünlər göründükdən sonra səth normala qayıdır. Kobudlaşma qüsurunun yeri toxunma üçün hamar deyil, kəskin tikanlı hisslərə malikdir və profilin səthinə yapışır və ya yığılır. Ekstruziya testi vasitəsilə 6005A və 6060 ekstrüde edilmiş profillərin çəkmə morfologiyasının oxşar olduğu və məhsulun quyruq ucunun baş ucundan daha çox olduğu müşahidə edildi; fərq, 6005A-nın ümumi çəkmə ölçüsünün daha kiçik olması və cızıq dərinliyinin zəifləməsidir. Bu, ərinti tərkibindəki dəyişikliklər, tökmə çubuq vəziyyəti və qəlib şəraiti ilə əlaqəli ola bilər. 100X altında müşahidə edilən çəkmə sahəsinin ön ucunda açıq-aşkar cızıq izləri var, bu, ekstruziya istiqaməti boyunca uzanır və son düyün hissəciklərinin forması qeyri-müntəzəmdir. 500X-də çəkmə səthinin ön ucunda ekstruziya istiqaməti boyunca pilləli cızıqlar var (bu qüsurun ölçüsü təqribən 120 μm-dir) və quyruq ucunda düyünlü hissəciklərdə açıq-aşkar yığılma izləri var.
Çəkmə səbəblərini təhlil etmək üçün, üç ərinti komponentinin qüsur yerləri və matrisi üzərində komponent təhlili aparmaq üçün birbaşa oxuyan spektrometr və EDX istifadə edilmişdir. Cədvəl 1 6005A profilinin sınaq nəticələrini göstərir. EDX nəticələri göstərir ki, çəkən hissəciklərin yığılma mövqeyinin tərkibi əsasən matrisin tərkibinə bənzəyir. Bundan əlavə, çəkmə qüsurunun içərisində və ətrafında bəzi incə çirkli hissəciklər toplanır və çirkli hissəciklər C, O (və ya Cl) və ya Fe, Si və S ehtiva edir.
6005A incə oksidləşmiş ekstrüde edilmiş profillərin kobudlaşma qüsurlarının təhlili göstərir ki, dartıcı hissəciklər böyük ölçüdə (1-5 mm), səth əsasən yığılmışdır və ön hissədə pilləli cızıqlar var; Kompozisiya Al matrisinə yaxındır və onun ətrafında paylanmış Fe, Si, C və O ehtiva edən heterojen fazalar olacaq. Bu üç ərintilərin çəkmə əmələ gəlməsi mexanizminin eyni olduğunu göstərir.
Ekstruziya prosesi zamanı metal axınının sürtünməsi qəlibin işləmə kəmərinin temperaturunun yüksəlməsinə səbəb olacaq və işçi kəmərin girişinin kəsici kənarında “yapışqan alüminium təbəqəsi” əmələ gələcək. Eyni zamanda, alüminium ərintisindəki artıq Si və Mn və Cr kimi digər elementləri Fe ilə əvəzedici bərk məhlullar yaratmaq asandır ki, bu da qəlibin işləmə zonasının girişində "yapışqan alüminium təbəqənin" meydana gəlməsinə kömək edəcəkdir.
Metal qabağa axdıqca və iş kəmərinə sürtündükcə, müəyyən bir mövqedə davamlı bağlanma-yırtma-bağlanmanın qarşılıqlı fenomeni baş verir və bu, metalın bu mövqedə davamlı olaraq üst-üstə düşməsinə səbəb olur. Hissəciklər müəyyən bir ölçüyə çatdıqda, axan məhsul tərəfindən çəkiləcək və metal səthdə cızıqlar əmələ gələcək. Metal səthdə qalacaq və cızıqların sonunda dartıcı hissəciklər əmələ gətirəcək. buna görə də hesab etmək olar ki, kobudlaşmış hissəciklərin əmələ gəlməsi əsasən alüminiumun qəlibin işləmə kəmərinə yapışması ilə bağlıdır. Onun ətrafında yayılmış heterojen fazalar sürtkü yağından, oksidlərdən və ya toz hissəciklərindən, həmçinin külçənin kobud səthinin gətirdiyi çirklərdən yarana bilər.
Bununla belə, 6005A test nəticələrində çəkmələrin sayı daha azdır və dərəcə daha yüngüldür. Bir tərəfdən, kalıbın işçi kəmərinin çıxışında pahların kəsilməsi və alüminium təbəqənin qalınlığını azaltmaq üçün işçi kəmərin diqqətlə cilalanması ilə əlaqədardır; digər tərəfdən, artıq Si tərkibi ilə əlaqədardır.
Birbaşa oxunan spektral kompozisiya nəticələrinə görə, Mg Mg2Si ilə birləşən Si ilə yanaşı, qalan Si-nin sadə maddə şəklində göründüyünü görmək olar.
2.2 Səthdə kiçik hissəciklər
Aşağı böyüdücü vizual yoxlama zamanı hissəciklər kiçikdir (≤0,5 mm), toxunuşda hamar deyil, kəskin hissiyyata malikdir və profilin səthinə yapışır. 100X altında müşahidə edilən səthdə kiçik hissəciklər təsadüfi şəkildə yayılır və cızıqların olub-olmamasından asılı olmayaraq səthə yapışan kiçik ölçülü hissəciklər var;
500X-də, ekstruziya istiqaməti boyunca səthdə aşkar addım kimi cızıqların olub-olmamasından asılı olmayaraq, bir çox hissəciklər hələ də yapışdırılır və hissəciklərin ölçüləri dəyişir. Ən böyük hissəcik ölçüsü təxminən 15 μm, kiçik hissəciklər isə təxminən 5 μm-dir.
6060 lehimli səth hissəciklərinin və bütöv matrisin tərkibinin təhlili vasitəsilə hissəciklər əsasən O, C, Si və Fe elementlərindən ibarətdir və alüminium tərkibi çox aşağıdır. Demək olar ki, bütün hissəciklər O və C elementlərini ehtiva edir. Hər hissəciyin tərkibi bir qədər fərqlidir. Onların arasında a hissəcikləri 10 μm-ə yaxındır ki, bu da Si, Mg və O matrisindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir; c hissəciklərində Si, O və Cl açıq-aydın daha yüksəkdir; d və f hissəcikləri yüksək Si, O və Na ehtiva edir; hissəciklər e Si, Fe və O ehtiva edir; h hissəcikləri Fe tərkibli birləşmələrdir. 6060 hissəciklərinin nəticələri buna bənzəyir, lakin 6060-ın özündə Si və Fe tərkibi aşağı olduğu üçün səth hissəciklərində müvafiq Si və Fe tərkibi də aşağı olur; 6060 hissəciklərindəki C tərkibi nisbətən aşağıdır.
Səth hissəcikləri tək kiçik hissəciklər olmaya bilər, lakin müxtəlif formalı çoxlu kiçik hissəciklərin yığılması şəklində də mövcud ola bilər və müxtəlif hissəciklərdə müxtəlif elementlərin kütlə faizləri dəyişir. Hissəciklərin əsasən iki növdən ibarət olduğu güman edilir. Bunlardan biri külçədə FeAl3 və ya AlFeSi(Mn) kimi yüksək ərimə nöqtəsi olan çirklənmə fazalarından yaranan AlFeSi və elementar Si kimi çöküntülər və ya ekstruziya prosesi zamanı çökmə fazalarıdır. Digəri yapışqan xarici cisimdir.
2.3 Külçənin səthi pürüzlülüyünün təsiri
Sınaq zamanı məlum olub ki, 6005A çubuqlu torna dəzgahının arxa səthi kobud və tozla ləkələnib. Yerli yerlərdə ən dərin dönmə aləti işarələri olan iki tökmə çubuq var idi ki, bu da ekstruziyadan sonra çəkilmələrin sayının əhəmiyyətli dərəcədə artmasına uyğun gəlirdi və Şəkil 7-də göstərildiyi kimi tək çəkmənin ölçüsü daha böyük idi.
6005A tökmə çubuğunun torna dəzgahı yoxdur, ona görə də səthin pürüzlülüyü azdır və çəkmələrin sayı azalır. Bundan əlavə, tökmə çubuğun torna işarələrinə əlavə edilmiş artıq kəsici maye olmadığı üçün müvafiq hissəciklərdə C tərkibi azalır. Sübut edilmişdir ki, tökmə çubuqun səthindəki dönmə izləri dartılma və hissəciklərin əmələ gəlməsini müəyyən dərəcədə ağırlaşdıracaq.
3 Müzakirə
(1) Dartma qüsurlarının komponentləri əsasən matrisin komponentləri ilə eynidir. Ekstruziya zamanı metal səthə və ya kalıbın alüminium təbəqəsinə gətirilən yad hissəciklər, külçənin səthindəki köhnə dəri və ekstruziya çəllək divarında və ya kalıbın ölü yerində yığılmış digər çirklərdir. kəmər. Məhsul qabağa axdıqca səthdə cızıqlar əmələ gəlir və məhsul müəyyən ölçüyə yığıldıqda məhsul tərəfindən çıxarılaraq çəkilmə əmələ gətirir. Oksidləşmədən sonra çəkmə korroziyaya uğradı və böyük ölçüdə olduğuna görə orada çuxura bənzər qüsurlar var idi.
(2) Səth hissəcikləri bəzən tək kiçik hissəciklər kimi görünür, bəzən isə yığılmış formada mövcuddur. Onların tərkibi açıq şəkildə matrisin tərkibindən fərqlidir və əsasən O, C, Fe və Si elementlərini ehtiva edir. Bəzi hissəciklərdə O və C elementləri, bəzi hissəciklərdə isə O, C, Fe və Si üstünlük təşkil edir. Buna görə də belə qənaətə gəlinir ki, səth hissəcikləri iki mənbədən gəlir: biri AlFeSi və elementar Si kimi çöküntülər, O və C kimi çirklər isə səthə yapışır; Digəri yapışqan xarici cisimdir. Oksidləşmədən sonra hissəciklər korroziyaya uğrayır. Kiçik ölçülərinə görə səthə heç bir təsir göstərmir və ya az təsir göstərirlər.
(3) C və O elementləri ilə zəngin olan hissəciklər əsasən külçənin səthinə yapışmış sürtkü yağından, tozdan, torpaqdan, havadan və s. Sürtkü yağının əsas komponentləri C, O, H, S və s., toz və torpağın əsas komponenti isə SiO2-dir. Səth hissəciklərinin O tərkibi ümumiyyətlə yüksəkdir. Hissəciklər işçi kəmərdən çıxdıqdan dərhal sonra yüksək temperatur vəziyyətində olduğundan və hissəciklərin böyük xüsusi səth sahəsinə görə havada O atomlarını asanlıqla adsorbsiya edir və hava ilə təmasdan sonra oksidləşməyə səbəb olur, nəticədə daha yüksək O matrisdən daha çox məzmun.
(4) Fe, Si və s. əsasən külçədəki oksidlərdən, köhnə miqyaslı və çirklilik fazalarından (yüksək ərimə nöqtəsi və ya homogenləşmə ilə tam aradan qaldırılmayan ikinci faza) gəlir. Fe elementi alüminium külçələrində Fe-dən əmələ gəlir, FeAl3 və ya AlFeSi(Mn) kimi yüksək ərimə nöqtəli çirkli fazalar əmələ gətirir, homogenləşmə prosesi zamanı bərk məhlulda həll oluna bilmir və ya tam çevrilmir; Si alüminium matrisdə Mg2Si və ya tökmə prosesində Si-nin həddindən artıq doymuş bərk məhlulu şəklində mövcuddur. Tökmə çubuğunun isti ekstruziya prosesi zamanı artıq Si çökə bilər. Si-nin alüminiumda həllolma qabiliyyəti 450°C-də 0,48%, 500°C-də isə 0,8% (ağırlıq%) təşkil edir. 6005-də artıq Si tərkibi təxminən 0,41% təşkil edir və çökdürülmüş Si konsentrasiyanın dəyişməsi nəticəsində yaranan aqreqasiya və yağıntı ola bilər.
(5) Kalıbın işləmə kəmərinə alüminium yapışması çəkilmənin əsas səbəbidir. Ekstruziya kalıbı yüksək temperatur və yüksək təzyiq mühitidir. Metal axınının sürtünməsi kalıbın işçi kəmərinin temperaturunu artıraraq, işçi kəmər girişinin kəsici kənarında “yapışqan alüminium təbəqə” əmələ gətirir.
Eyni zamanda, alüminium ərintisindəki artıq Si və Mn və Cr kimi digər elementləri Fe ilə əvəzedici bərk məhlullar yaratmaq asandır ki, bu da qəlibin işləmə zonasının girişində "yapışqan alüminium təbəqənin" meydana gəlməsinə kömək edəcəkdir. "Yapışqan alüminium təbəqəsi" vasitəsilə axan metal daxili sürtünməyə (metal daxilində sürüşmə qayçı) aiddir. Metal daxili sürtünmə səbəbindən deformasiyaya uğrayır və sərtləşir, bu da əsas metalın və kalıbın bir-birinə yapışmasına kömək edir. Eyni zamanda, qəlib işləmə kəməri təzyiq nəticəsində truba şəklinə salınır və profillə təmasda olan işçi kəmərin kəsici hissəsinin əmələ gətirdiyi yapışqan alüminium dönmə alətinin kəsici kənarına bənzəyir.
Yapışqan alüminiumun əmələ gəlməsi dinamik böyümə və tökülmə prosesidir. Profil tərəfindən davamlı olaraq hissəciklər çıxarılır. Profilin səthinə yapışaraq, çəkmə qüsurları əmələ gətirir. Əgər o, birbaşa iş kəmərindən çıxırsa və dərhal profilin səthinə adsorbsiya edilirsə, səthə termik yapışan kiçik hissəciklər “adsorbsiya hissəcikləri” adlanır. Bəzi hissəciklər ekstrüde edilmiş alüminium ərintisi ilə qırılacaqsa, bəzi hissəciklər iş kəmərindən keçərkən iş kəmərinin səthinə yapışaraq profilin səthində cızıqlara səbəb olacaqdır. Quyruq ucu yığılmış alüminium matrisidir. İş kəmərinin ortasında çoxlu alüminium ilişib qaldıqda (bağ güclüdür), bu, səth cızıqlarını ağırlaşdıracaq.
(6) Ekstruziya sürəti çəkməyə böyük təsir göstərir. Ekstruziya sürətinin təsiri. İzlənmiş 6005 ərintisinə gəldikdə, ekstruziya sürəti sınaq diapazonunda artır, çıxış temperaturu artır və mexaniki xətlər artdıqca səthi çəkən hissəciklərin sayı artır və daha da ağırlaşır. Sürətdə qəfil dəyişikliklərin qarşısını almaq üçün ekstruziya sürəti mümkün qədər sabit saxlanılmalıdır. Həddindən artıq ekstruziya sürəti və yüksək çıxış temperaturu artan sürtünmə və ciddi hissəciklərin çəkilməsinə səbəb olacaq. Ekstruziya sürətinin çəkmə fenomeninə təsirinin xüsusi mexanizmi sonrakı təqib və yoxlama tələb edir.
(7) Tökmə çubuğun səthinin keyfiyyəti dartma hissəciklərinə təsir edən mühüm amildir. Tökmə çubuğunun səthi kobuddur, mişarlanmış buruqlar, yağ ləkələri, toz, korroziya və s., bütün bunlar hissəciklərin dartılma meylini artırır.
4 Nəticə
(1) Dartma qüsurlarının tərkibi matrisin tərkibinə uyğundur; hissəcik mövqeyinin tərkibi, əsasən O, C, Fe və Si elementlərini ehtiva edən matrisin tərkibindən açıq şəkildə fərqlənir.
(2) Çəkmə hissəcikləri qüsurları əsasən alüminiumun kalıbın işləmə kəmərinə yapışması nəticəsində yaranır. Alüminiumun kalıbın işləmə kəmərinə yapışmasını təşviq edən hər hansı amillər çəkmə qüsurlarına səbəb olacaqdır. Tökmə çubuqunun keyfiyyətini təmin etmək şərti ilə dartıcı hissəciklərin əmələ gəlməsi ərintinin tərkibinə birbaşa təsir göstərmir.
(3) Düzgün vahid yanğın müalicəsi səthin çəkilməsini azaltmaq üçün faydalıdır.
Göndərmə vaxtı: 10 sentyabr 2024-cü il
