За време на процесот на истиснување на екструдираните материјали од алуминиумска легура, особено на алуминиумските профили, често се јавува дефект на „дупчење“ на површината. Специфичните манифестации вклучуваат многу мали тумори со различна густина, опашка и очигледно чувство на рака, со шилесто чувство. По оксидација или електрофоретска обработка на површината, тие често се појавуваат како црни гранули кои се прилепуваат на површината на производот.
Во производството на истиснување на профили со големи пресеци, овој дефект е поверојатно да се појави поради влијанието на структурата на ингот, температурата на истиснување, брзината на истиснување, сложеноста на мувлата итн. процес на предтретман на површината на профилот, особено процесот на алкално офорт, додека мал број честички со големи димензии, цврсто залепени остануваат на површината на профилот, што влијае на изгледот квалитетот на финалниот производ.
Кај обичните производи од профилот на вратите и прозорците на зградата, клиентите генерално прифаќаат помали дефекти со јамки, но за индустриските профили кои бараат подеднаков акцент на механичките својства и декоративните перформанси или поголем акцент на декоративните перформанси, клиентите генерално не го прифаќаат овој дефект, особено дефектите со јами кои се неконзистентно со различната боја на позадината.
Со цел да се анализира механизмот на формирање на груби честички, беа анализирани морфологијата и составот на локациите на дефектите при различни состави на легура и процеси на истиснување, а беа споредени разликите помеѓу дефектите и матрицата. Беше изнесено разумно решение за ефикасно решавање на грубите честички и беше спроведен пробен тест.
За да се решат дефектите на дупчење на профилите, неопходно е да се разбере механизмот на формирање на дефекти на дупчење. За време на процесот на истиснување, лепењето на алуминиумот на работниот појас на матрицата е главната причина за дефекти на дупчење на површината на екструдираните алуминиумски материјали. Тоа е затоа што процесот на истиснување на алуминиум се изведува на висока температура од околу 450°C. Ако се додадат ефектите од топлината на деформација и топлината на триење, температурата на металот ќе биде поголема кога ќе истече од дупката на матрицата. Кога производот тече надвор од дупката на матрицата, поради високата температура, постои феномен на лепење на алуминиум помеѓу металот и работниот појас на мувла.
Формата на ова сврзување често е: повторен процес на лепење - кинење - врзување - повторно кинење, а производот тече напред, што резултира со многу мали јами на површината на производот.
Овој феномен на поврзување е поврзан со фактори како што се квалитетот на инготот, состојбата на површината на работниот појас на мувла, температурата на истиснување, брзината на истиснување, степенот на деформација и отпорноста на металот на деформација.
1 Тест материјали и методи
Преку прелиминарните истражувања, дознавме дека факторите како што се металуршката чистота, статусот на мувла, процесот на истиснување, состојките и условите за производство може да влијаат на површинските честички. Во тестот, две прачки од легура, 6005A и 6060, беа искористени за екструдирање на истиот дел. Морфологијата и составот на позициите на грубите честички беа анализирани преку директно читање спектрометар и методи за детекција на SEM, и споредени со околната нормална матрица.
Со цел јасно да се разликува морфологијата на двата дефекти на јами и честички, тие се дефинирани на следниов начин:
(1) Дефекти со дупчиња или дефекти при влечење е еден вид точкест дефект кој е неправилен дефект на гребење во форма на полноглавци или точкаст што се појавува на површината на профилот. Дефектот започнува од лентата за гребење и завршува со паѓање на дефектот, акумулирајќи се во метални зрна на крајот од линијата за гребење. Големината на дефектот со дупчиња е генерално 1-5 мм и станува темно црн по оксидацискиот третман, што на крајот влијае на изгледот на профилот, како што е прикажано на црвениот круг на Слика 1.
(2) Површинските честички се нарекуваат и метални зрна или честички за адсорпција. Површината на профилот од алуминиумска легура е прицврстена со сферични сиво-црни честички од тврд метал и има лабава структура. Постојат два вида профили од алуминиумска легура: оние што можат да се избришат и оние што не можат да се избришат. Големината е генерално помала од 0,5 mm и се чувствува грубо на допир. Нема гребнатини во предниот дел. По оксидацијата, не се разликува многу од матрицата, како што е прикажано во жолтиот круг на слика 1.
2 Резултати од тестот и анализа
2.1 Дефекти на влечење на површината
Слика 2 ја прикажува микроструктурната морфологија на дефектот на влечење на површината на легурата 6005A. Во предниот дел на влечењето има гребнатини како чекори, а завршуваат со наредени нодули. Откако ќе се појават јазлите, површината се враќа во нормала. Локацијата на дефектот на грубост не е мазна на допир, има остар трнлив чувство и се прилепува или се акумулира на површината на профилот. Преку тестот за истиснување, беше забележано дека морфологијата на влечење на екструдираните профили 6005A и 6060 е слична, а крајот на опашката на производот е повеќе од крајот на главата; разликата е во тоа што вкупната големина на влечење од 6005A е помала и длабочината на гребење е ослабена. Ова може да биде поврзано со промените во составот на легурата, состојбата на лиената прачка и условите за мувла. Гледано под 100X, има очигледни траги од гребење на предниот крај на областа за влечење, која е издолжена долж насоката на истиснување, а формата на крајните честички на јазлите е неправилна. На 500X, предниот крај на површината за влечење има гребнатини како чекори долж насоката на истиснување (големината на овој дефект е околу 120 μm), а има очигледни ознаки на натрупување на нодуларните честички на крајот на опашката.
Со цел да се анализираат причините за влечење, спектрометарот за директно читање и EDX беа користени за да се спроведе анализа на компонентите на локациите на дефектите и матрицата на трите компоненти од легура. Табела 1 ги прикажува резултатите од тестот на профилот 6005A. Резултатите од EDX покажуваат дека составот на положбата на натрупување на честичките за влечење е во основа сличен на оној на матрицата. Покрај тоа, некои ситни честички од нечистотија се акумулираат во и околу дефектот на влечење, а честичките од нечистотија содржат C, O (или Cl) или Fe, Si и S.
Анализата на дефектите на грубост на фино оксидирани екструдирани профили 6005A покажува дека честичките за влечење се со големи димензии (1-5 mm), површината е претежно наредена и има гребнатини како чекори на предниот дел; Составот е близок до матрицата Al и ќе има хетерогени фази кои содржат Fe, Si, C и O распоредени околу неа. Тоа покажува дека механизмот за формирање на влечење на трите легури е ист.
За време на процесот на истиснување, триењето на металниот проток ќе предизвика зголемување на температурата на работниот појас на мувла, формирајќи „леплив алуминиумски слој“ на сечилото на влезот на работниот ремен. Во исто време, вишокот Si и други елементи како што се Mn и Cr во алуминиумската легура лесно се формираат заменски цврсти раствори со Fe, што ќе го промовира формирањето на „леплив алуминиумски слој“ на влезот од работната зона на мувла.
Како што металот тече нанапред и се трие на работниот појас, на одредена положба се јавува реципрочна појава на континуирано сврзување-кинење-сврзување, што предизвикува металот постојано да се наддава на оваа позиција. Кога честичките ќе се зголемат до одредена големина, тие ќе бидат повлечени од течениот производ и ќе формираат траги од гребење на металната површина. Ќе остане на металната површина и ќе формира честички што влечат на крајот од гребаницата. оттука, може да се смета дека формирањето на груби честички е главно поврзано со лепењето на алуминиумот на работниот појас на мувла. Хетерогените фази распоредени околу него може да потекнуваат од масло за подмачкување, оксиди или честички прашина, како и нечистотии донесени од грубата површина на инготот.
Сепак, бројот на повлекувања во резултатите од тестот 6005A е помал, а степенот е полесен. Од една страна, тоа се должи на заобленоста на излезот од работниот појас на мувла и внимателното полирање на работниот појас за да се намали дебелината на алуминиумскиот слој; од друга страна, тоа е поврзано со вишокот на Si содржина.
Според резултатите од директното читање на спектралниот состав, може да се види дека покрај Si во комбинација со Mg Mg2Si, преостанатиот Si се појавува во форма на едноставна супстанција.
2.2 Мали честички на површината
При визуелна инспекција со мало зголемување, честичките се мали (≤0,5 мм), не се мазни на допир, имаат остро чувство и се прилепуваат на површината на профилот. Гледано под 100X, малите честички на површината се случајно распределени, а има и честички со мала големина прикачени на површината без оглед на тоа дали има гребнатини или не;
На 500X, без разлика дали има очигледни гребнатини како чекори на површината долж насоката на истиснување, многу честички сè уште се прикачени, а големини на честички се разликуваат. Најголемата големина на честичката е околу 15 μm, а малите честички се околу 5 μm.
Преку анализата на составот на површинските честички од легура 6060 и недопрената матрица, честичките главно се составени од елементи на O, C, Si и Fe, а содржината на алуминиум е многу мала. Речиси сите честички содржат O и C елементи. Составот на секоја честичка е малку поинаков. Меѓу нив, честичките a се блиску до 10 μm, што е значително повисоко од матрицата Si, Mg и O; Кај c честичките, Si, O и Cl се очигледно повисоки; Честичките d и f содржат високи Si, O и Na; честичките e содржат Si, Fe и O; h честичките се соединенија што содржат Fe. Резултатите од 6060 честички се слични на ова, но бидејќи содржината на Si и Fe во самата 6060 е мала, соодветните содржини на Si и Fe во површинските честички се исто така ниски; содржината на С во честичките 6060 е релативно ниска.
Површинските честички можеби не се единечни мали честички, но може да постојат и во форма на агрегации на многу мали честички со различни форми, а масените проценти на различни елементи во различни честички се разликуваат. Се верува дека честичките главно се составени од два вида. Едниот е талог како AlFeSi и елементарен Si, кои потекнуваат од фази на нечистотии со висока точка на топење, како што се FeAl3 или AlFeSi(Mn) во инготот, или фази на талог за време на процесот на истиснување. Другата е прилепена туѓа материја.
2.3 Ефект на површинската грубост на ингот
За време на тестот, беше откриено дека задната површина на стругот со лиена прачка 6005A е груба и извалкана со прашина. Имаше две леани прачки со најдлабоки траги од алатот за вртење на локалните локации, што одговараше на значително зголемување на бројот на влечења по истиснувањето, а големината на едно влечење беше поголема, како што е прикажано на слика 7.
Лиената прачка 6005A нема струг, така што грубоста на површината е мала и бројот на влечења е намален. Дополнително, бидејќи нема вишок течност за сечење прикачена на трагите од струг на лиената прачка, содржината на C во соодветните честички се намалува. Докажано е дека трагите на вртење на површината на лиената прачка до одреден степен ќе го влошат влечењето и формирањето на честички.
3 Дискусија
(1) Компонентите на дефектите на влечење се во основа исти како оние на матрицата. Тоа се туѓите честички, старата кожа на површината на инготот и другите нечистотии акумулирани во ѕидот на цевката за истиснување или мртвата површина на мувлата за време на процесот на истиснување, кои се доведуваат до металната површина или на алуминиумскиот слој на калапот што работи. појас. Како што производот тече напред, се предизвикуваат површински гребнатини, а кога производот се акумулира до одредена големина, производот го вади за да формира влечење. По оксидацијата, влечењето било кородирано, а поради големите димензии таму имало дефекти налик на јама.
(2) Површинските честички понекогаш се појавуваат како единечни мали честички, а понекогаш постојат во агрегирана форма. Нивниот состав очигледно е различен од оној на матрицата и главно содржи елементи O, C, Fe и Si. На некои од честичките доминираат O и C елементи, а на некои честички доминираат O, C, Fe и Si. Според тоа, се заклучува дека површинските честички доаѓаат од два извора: едниот е талог како што се AlFeSi и елементарниот Si, а нечистотиите како што се O и C се залепени на површината; Другата е прилепена туѓа материја. Честичките се кородираат по оксидацијата. Поради нивната мала големина, тие немаат или имаат мало влијание на површината.
(3) Честичките богати со C и O елементи главно доаѓаат од масло за подмачкување, прашина, почва, воздух итн. залепени на површината на инготот. Главните компоненти на маслото за подмачкување се C, O, H, S итн., а главната компонента на прашината и почвата е SiO2. Содржината на О во површинските честички е генерално висока. Бидејќи честичките се во состојба на висока температура веднаш по напуштањето на работниот појас, а поради големата специфична површина на честичките, тие лесно ги апсорбираат атомите на O во воздухот и предизвикуваат оксидација по контакт со воздухот, што резултира со повисок О содржина од матрицата.
(4) Fe, Si, итн. главно доаѓаат од оксидите, старите скали и фазите на нечистотија во инготот (висока точка на топење или втора фаза која не е целосно елиминирана со хомогенизација). Елементот Fe потекнува од Fe во алуминиумските инготи, формирајќи фази на нечистотии со висока точка на топење како што се FeAl3 или AlFeSi(Mn), кои не можат да се растворат во цврст раствор за време на процесот на хомогенизација или не се целосно претворени; Si постои во алуминиумската матрица во форма на Mg2Si или презаситен цврст раствор на Si за време на процесот на лиење. За време на процесот на топла истиснување на лиената шипка, вишокот Si може да таложи. Растворливоста на Si во алуминиум е 0,48% на 450°C и 0,8% (теж.%) на 500°C. Вишокот на содржината на Si во 6005 година е околу 0,41%, а преципитираниот Si може да биде агрегација и врнежи предизвикани од флуктуации на концентрацијата.
(5) Лепењето на алуминиумот на работниот појас на мувла е главната причина за влечење. Матрицата за истиснување е средина со висока температура и висок притисок. Триењето на металниот тек ќе ја зголеми температурата на работниот појас на калапот, формирајќи „леплив алуминиумски слој“ на сечилото на влезот на работниот ремен.
Во исто време, вишокот Si и други елементи како што се Mn и Cr во алуминиумската легура лесно се формираат заменски цврсти раствори со Fe, што ќе го промовира формирањето на „леплив алуминиумски слој“ на влезот од работната зона на мувла. Металот што тече низ „лепливиот алуминиумски слој“ припаѓа на внатрешно триење (лизгачко смолкнување во внатрешноста на металот). Металот се деформира и се стврднува поради внатрешно триење, што ги поттикнува основниот метал и калапот да се залепат. Во исто време, работниот појас на мувлата поради притисокот се деформира во форма на труба, а лепливиот алуминиум формиран од сечениот дел од работниот појас што го контактира профилот е сличен на сечилото на алатката за вртење.
Формирањето на леплив алуминиум е динамичен процес на раст и опаѓање. Честичките постојано се извлекуваат од профилот. Залепете се на површината на профилот, формирајќи дефекти на влечење. Ако тече директно надвор од работниот појас и веднаш се адсорбира на површината на профилот, малите честички термички залепени на површината се нарекуваат „адсорпциони честички“. Ако некои честички се скршат од екструдираната алуминиумска легура, некои честички ќе се залепат на површината на работниот појас при минување низ работниот појас, предизвикувајќи гребнатини на површината на профилот. Крајот на опашката е наредена алуминиумска матрица. Кога има многу алуминиум заглавен во средината на работниот појас (врзувањето е цврсто), тоа ќе ги влоши површинските гребнатини.
(6) Брзината на истиснување има големо влијание врз влечењето. Влијанието на брзината на истиснување. Што се однесува до следената легура 6005, брзината на истиснување се зголемува во опсегот на тестирање, температурата на излезот се зголемува, а бројот на површинските честички што влечат се зголемува и станува потежок како што се зголемуваат механичките линии. Брзината на истиснување треба да се одржува колку што е можно стабилна за да се избегнат ненадејни промени во брзината. Прекумерната брзина на истиснување и високата излезна температура ќе доведат до зголемено триење и сериозно влечење на честичките. Специфичниот механизам на влијанието на брзината на истиснување врз феноменот на влечење бара последователно следење и верификација.
(7) Квалитетот на површината на лиената прачка е исто така важен фактор што влијае на честичките за влечење. Површината на лиената прачка е груба, со бруси за пила, дамки од масло, прашина, корозија итн., а сето тоа ја зголемува тенденцијата на влечење честички.
4 Заклучок
(1) Составот на дефектите на влечење е конзистентен со оној на матрицата; составот на положбата на честичките е очигледно различен од оној на матрицата, главно содржи O, C, Fe и Si елементи.
(2) Дефектите при влечење честички главно се предизвикани од лепење на алуминиум на работниот појас на мувла. Сите фактори кои поттикнуваат лепење на алуминиумот на работниот појас на мувла ќе предизвикаат дефекти при влечење. Во премисата за обезбедување на квалитетот на лиената прачка, генерирањето на влечните честички нема директно влијание врз составот на легурата.
(3) Правилниот униформа третман на пожар е корисен за намалување на повлекувањето на површината.
Време на објавување: 10-ти септември 2024 година
