Alumiiniumsulami ekstrudeerunud ekstrudeeritud materjalide, eriti alumiiniumprofiilide ekstrusiooniprotsessi käigus ilmneb pinnal sageli nn pitsat defekt. Konkreetsete ilmingute hulka kuuluvad väga väikesed erineva tihedusega kasvajad, sabad ja ilmselge kätetunne, terava tundega. Pärast oksüdatsiooni või elektroforeetilist töötlemist esinevad need sageli mustade graanulitena, mis kleepuvad toote pinnale.
Suure osa profiilide ekstrusiooni tootmisel ilmneb see defekt tõenäolisemalt valuploki struktuuri, ekstrusiooni temperatuuri, ekstrusiooni kiiruse, hallituse keerukuse jms mõju tõttu. Profiili pinna eeltöötlemise protsess, eriti leelise söövitusprotsess, samas kui väike arv suure suurusega, kindlalt kleepunud osakesi jääb profiilipinnale, mõjutades lõpptoote välimuse kvaliteeti.
Tavalistes hoonete ukse- ja aknaprofiilide toodetes aktsepteerivad kliendid üldiselt väiksemaid defekte, kuid tööstusprofiilide jaoks, mis nõuavad võrdset rõhku mehaanilistele omadustele ja dekoratiivsele jõudlusele, või rohkem rõhku dekoratiivsele jõudlusele vastuolus erineva taustavärviga.
Karedate osakeste moodustumismehhanismi analüüsimiseks analüüsiti erinevate sulami kompositsioonide ja ekstrusiooniprotsesside defekti asukohtade morfoloogiat ja koostist ning võrreldi erinevusi defektide ja maatriksi vahel. Tehti mõistlik lahendus töötlemata osakeste tõhusaks lahendamiseks ja viidi läbi katsetesti.
Profiilide pittingdefektide lahendamiseks on vaja mõista defektide moodustumismehhanismi. Ekstrusiooniprotsessi käigus on väljapressimise alumiiniummaterjalide pinna peamine põhjus, mis on peamine põhjus, mis on tingitud töövöö külge. Selle põhjuseks on asjaolu, et alumiiniumi ekstrusiooniprotsess viiakse läbi kõrgel temperatuuril umbes 450 ° C. Kui lisatakse deformatsioonisoojuse ja hõõrdumise soojuse mõju, on metalli temperatuur kõrgem, kui see voolu august välja voolab. Kui toode voolab kõrge temperatuuri tõttu stantsi august välja, on metalli ja hallituse töövöö vahele peetud alumiiniumist nähtus.
Selle sidumise vorm on sageli: korduv sideme - rebenemise - sidemete - rebenemise - uuesti rebenemise protsess ja toode voolab ettepoole, mille tulemuseks on toote pinnal palju väikeseid šahti.
See sidumisnärn on seotud selliste teguritega nagu valuploki kvaliteet, hallituse töövöö pinna seisund, ekstrusiooni temperatuur, ekstrusiooni kiirus, deformatsiooni aste ja metalli deformatsioonikindlus.
1 katsematerjalid ja meetodid
Esialgsete uuringute kaudu saime teada, et sellised tegurid nagu metallurgiline puhtus, hallituse staatus, ekstrusiooniprotsess, koostisosad ja tootmistingimused võivad mõjutada karestatud osakesi. Testis kasutati sama sektsiooni väljapressimiseks kahte sulami vardat, 6005A ja 6060. Karestatud osakeste positsioonide morfoloogiat ja koostist analüüsiti otsese lugemisspektromeetri ja SEM -tuvastamise meetodite abil ning võrreldi seda ümbritseva normaalse maatriksiga.
Kahe pitte ja osakeste defekti morfoloogia selgelt eristamiseks määratletakse need järgmiselt:
(1) Pild defektid või tõmbedefektid on omamoodi punktidefekt, mis on ebaregulaarne Tadpole-sarnane või punktisarnane kriimustusdefekt, mis ilmub profiili pinnale. Defekt algab kriimustusribalt ja lõppeb sellega, et defekt kukub maha, kogunedes metallist ubadesse kriimustuse joone lõpus. Piisatud defekti suurus on üldiselt 1-5 mm ja see muutub pärast oksüdatsiooni töötlemist tumedaks mustaks, mis mõjutab lõpuks profiili välimust, nagu on näidatud punases ringis joonisel 1.
(2) Pinnaosakesi nimetatakse ka metallist oad või adsorptsiooniosakesed. Alumiiniumsulami profiili pind on kinnitatud sfääriliste hall-mustade kõvametallide osakestega ja sellel on lahtise struktuuriga. Seal on kahte tüüpi alumiiniumsulamiprofiile: need, mida saab pühkida, ja need, mida ei saa pühkida. Suurus on üldiselt alla 0,5 mm ja see tundub puudutuse suhtes kare. Esiosas pole kriimustust. Pärast oksüdatsiooni ei erine see maatriksist palju, nagu on näidatud kollases ringis joonisel 1.
2 Testi tulemused ja analüüs
2.1 Pinna tõmbamise defektid
Joonisel 2 on näidatud 6005A sulami pinnal oleva tõmmatava defekti mikrostrukturaalne morfoloogia. Tõmbe esiosas on astmelised kriimustused ja need lõppevad virnastatud sõlmedega. Pärast sõlmede ilmumist normaliseerub pind. Kareva defekti asukoht ei ole puudutuse suhtes sujuv, sellel on terav okas tunne ja see kleepub või koguneb profiili pinnale. Ekstrusiooni testi kaudu täheldati, et 6005A ja 6060 ekstrudeeritud profiili tõmmatav morfoloogia on sarnane ja toote saba ots on rohkem kui pea ots; Erinevus on see, et üldine tõmbe suurus 6005A on väiksem ja kriimustussügavus nõrgeneb. See võib olla seotud sulami koostise, valatud varda oleku ja hallituse tingimustega. 100x all vaadeldud tõmbepiirkonna esiosas on ilmsed kriimustusmärgid, mis on piki ekstrusiooni suunas ja lõplike sõlmeosakeste kuju on ebaregulaarne. 500x juures on tõmbepinna esiosa astmelised kriimustused piki ekstrusiooni suunas (selle defekti suurus on umbes 120 μm) ja saba otsas on sõlmede osakestel ilmselged virnastusmärgid.
Tõmbamise põhjuste analüüsimiseks kasutati komponentide analüüsi läbiviimiseks kolmesulami komponendi defektide ja maatriksi läbiviimiseks otsest lugemisspektromeetrit ja EDX -i. Tabelis 1 on toodud 6005A profiili testi tulemused. EDX -i tulemused näitavad, et tõmbeosakeste virnastusasendi koostis on põhimõtteliselt sarnane maatriksi omaga. Lisaks kogunevad tõmbedefekti ja selle ümber mõned peened lisandiosakesed ning lisandite osakesed sisaldavad C, O (või CL) või Fe, Si ja S.
6005A peene oksüdeeritud ekstrudeeritud profiilide karende defektide analüüs näitab, et tõmbeosakesed on suured (1-5 mm), pind on enamasti virnastatud ja esikohal on astmelised kriimustused; Kompositsioon on Al -maatriksi lähedal ja seal levivad heterogeensed faasid, mis sisaldavad FE, Si, C ja O selle ümber. See näitab, et kolme sulami tõmbamismehhanism on sama.
Ekstrusiooniprotsessi ajal põhjustab metalli vooluhõõrdumine hallituse töövöö temperatuuri tõusu, moodustades töövöö sissepääsu lõikes “kleepuva alumiiniumkihi”. Samal ajal on ülemäärased SI ja muud elemendid, nagu MN ja CR, alumiiniumisulamist hõlpsasti moodustada FE -ga tahkeid lahendusi, mis soodustavad hallituse töötsooni sissepääsu juures “kleepuva alumiiniumkihi” moodustumist.
Kui metall voolab ette ja hõõrub vastu töövööd, toimub pideva sidemetega peetavate sidemete kosutav nähtus teatud asendis, põhjustades metalli pidevalt selles asendis pealkirja. Kui osakesed suurenevad teatud suuruseks, tõmmatakse see voolava toote abil minema ja moodustab metalli pinnale kriimustusjäljed. See jääb metalli pinnale ja moodustab kriimustuse otsas osakesed. Seetõttu võib arvata, et karestatud osakeste moodustumine on peamiselt seotud hallituse töövöö külge kleepuva alumiiniumist. Selle ümber jaotunud heterogeensed faasid võivad pärineda määrdeõli, oksiidide või tolmuosakeste, samuti lisandeid, mille tõi valuploki kare pind.
6005A testi tulemuste tõmmete arv on siiski väiksem ja aste on kergem. Ühest küljest on see tingitud hallituse töövöö väljumise ja töövöö hoolika poleerimisega alumiiniumkihi paksuse vähendamiseks; Teisest küljest on see seotud liigse SI sisuga.
Otseste lugemisspektrilise kompositsiooni tulemuste kohaselt on näha, et lisaks SI -le koos MG MG2SI -ga ilmub ülejäänud SI lihtsa aine kujul.
2,2 väikesed osakesed pinnal
Madala suundumusega visuaalse kontrolli all on osakesed väikesed (≤0,5 mm), mitte puudutuse suhtes siledad, on terava tunne ja kleepuvad profiili pinnale. 100x all, pinnal olevad väikesed osakesed jaotuvad juhuslikult ja pinnale on kinnitatud väikesed osakesed, sõltumata sellest, kas kriimustusi on või mitte;
500x juures, hoolimata sellest, kas pinnal on ekstrusiooni suunas ilmselgeid astmelisi kriimustusi, kinnitatakse endiselt palju osakesi ja osakeste suurus varieerub. Suurim osakeste suurus on umbes 15 μm ja väikesed osakesed on umbes 5 μm.
6060 sulami pinnaosakeste ja puutumatu maatriksi koostisanalüüsi kaudu koosnevad osakesed peamiselt O, C, Si ja FE elementidest ning alumiiniumi sisaldus on väga madal. Peaaegu kõik osakesed sisaldavad O ja C elemente. Iga osakese koostis on pisut erinev. Nende hulgas on A osakesed ligi 10 μm, mis on oluliselt kõrgem kui maatriksi Si, Mg ja O; C -osakestes on Si, O ja Cl ilmselgelt kõrgemad; Osakesed D ja F sisaldavad kõrget Si, O ja NA; Osakesed E sisaldavad Si, Fe ja O; H osakesed on Fe-d sisaldavad ühendid. 6060 osakese tulemused on sellega sarnased, kuid kuna Si ja Fe sisaldus 6060 -s on ise madal, on ka pinnaosakeste vastav Si ja Fe sisaldus madal; C -sisaldus 6060 osakeses on suhteliselt madal.
Pinnaosakesed ei pruugi olla üksikud väikesed osakesed, kuid võib esineda ka paljude erinevate kujudega väikeste osakeste agregatsioonide kujul ja erinevate osakeste erinevate elementide massiprotsent varieerub. Arvatakse, et osakesed koosnevad peamiselt kahte tüüpi. Üks on sademed nagu alfesi ja Elemental Si, mis pärinevad valuploki kõrgetest sulamistemperatuuride lisandite faasidest nagu FEAL3 või Alfesi (MN) või sadestavad ekstrusiooniprotsessi ajal faase. Teine on järgija võõrkeha.
2.3 Valuploki pinna kareduse mõju
Katse ajal leiti, et 6005A valatud varda treipingi tagumine pind oli kare ja värvitud tolmuga. Kohalikes asukohtades oli kaks valatud varrast, millel oli kõige sügavamad keeramise tööriistajäljed, mis vastasid pärast ekstrusiooni märkimisväärsele tõmbe arvu suurenemisele ja ühe tõmbe suurus oli suurem, nagu on näidatud joonisel 7.
6005A valatud vardal pole treipinki, seega on pinna karedus madal ja tõmbete arv väheneb. Lisaks, kuna valatud varda pindalajälgede külge kinnitatud ülemäärane lõikevedelik, väheneb vastavate osakeste C -sisaldus. On tõestatud, et valatud varda pinnal olevad pöördejäljed süvendavad tõmmates ja osakeste moodustumist teatud määral.
3 arutelu
(1) Defektide tõmbamise komponendid on põhimõtteliselt samad kui maatriksi komponendid. See on võõrad osakesed, vana nahk valupinna pinnal ja muud lisandid, mis on kogunenud ekstrusiooni tünni seinasse või vormi surnud piirkonda ekstrusiooniprotsessi ajal, mis tuuakse metalli pinnale või vormi töötava vormi alumiiniumkiht vöö. Kui toode voolab ettepoole, põhjustatakse pinna kriimustusi ja kui toode koguneb teatud suurusele, võtab see toode välja tõmbe moodustamiseks. Pärast oksüdatsiooni oli tõmbe söövitatud ja selle suure suuruse tõttu olid seal kaevulaadsed defektid.
(2) Pinnaosakesed ilmuvad mõnikord üksikute väikeste osakestena ja eksisteerivad mõnikord agregeeritud kujul. Nende kompositsioon erineb ilmselgelt maatriksi omast ja sisaldab peamiselt O, C, Fe ja Si elemente. Mõnes osakeses domineerivad O- ja C -elemendid ning mõnes osakeses domineerivad O, C, Fe ja Si. Seetõttu järeldatakse, et pinnaosakesed pärinevad kahest allikast: üks on sellised sademed nagu alfesi ja elementaarne SI ning lisandid, näiteks O ja C, kleepuvad pinnale; Teine on järgija võõrkeha. Osakesed on pärast oksüdatsiooni söövitatud. Väikese suuruse tõttu pole neil pinnale mõju või vähe mõju.
(3) C- ja O -elementide rikkad osakesed pärinevad peamiselt määrdeõlist, tolmust, pinnasest, õhust jne. Määrimisõli peamised komponendid on C, O, H, S jne ning tolmu ja mulla põhikomponent on SiO2. Pinnaosakeste O sisaldus on üldiselt kõrge. Kuna osakesed on kõrgel temperatuuril kohe pärast töövööst lahkumist ja osakeste suure spetsiifilise pindala tõttu, adsorbeeruvad need õhus hõlpsalt ja põhjustavad pärast õhuga kokkupuudet oksüdatsiooni, mille tulemuseks on suurem O Sisu kui maatriks.
(4) Fe, SI jne. Peamiselt pärineb valuplokis olevatest oksiididest, vanast skaalast ja lisandite faasidest (kõrge sulamistemperatuur või teine faas, mida homogeniseerimisega ei kõrvalda täielikult). FE -element pärineb Fe -st alumiiniumist valuplokkides, moodustades kõrge sulamistemperatuuri lisandite faasid nagu FEAL3 või Alfesi (MN), mida ei saa homogeniseerimisprotsessi ajal tahkes lahuses lahustada või mis pole täielikult teisendatud; SI eksisteerib alumiiniummaatriksis MG2SI kujul või SI üleküllastumata tahke lahuse kujul valamisprotsessi ajal. Valavarda kuuma ekstrusiooniprotsessi ajal võib ülemäärane SI sadestuda. SI lahustuvus alumiiniumist on 0,48% temperatuuril 450 ° C ja 0,8% (WT%) temperatuuril 500 ° C. Liigne SI sisaldus 6005 -s on umbes 0,41%ja sadestatud SI võib olla agregatsioon ja sademed, mis on põhjustatud kontsentratsiooni kõikumistest.
(5) Hallituse töövöö külge kleepuv alumiinium on tõmbe peamine põhjus. Ekstrusioon Die on kõrgtemperatuur ja kõrgsurvekeskkond. Metallivooluhõõrdumine suurendab vormi töövöö temperatuuri, moodustades töövöö sissepääsu lõikes “kleepuva alumiiniumkihi”.
Samal ajal on ülemäärased SI ja muud elemendid, nagu MN ja CR, alumiiniumisulamist hõlpsasti moodustada FE -ga tahkeid lahendusi, mis soodustavad hallituse töötsooni sissepääsu juures “kleepuva alumiiniumkihi” moodustumist. Metall, mis voolab läbi “kleepuva alumiiniumkihi”, kuulub sisemise hõõrdumiseni (libisev nihkekeel metalli sees). Metall deformeerub ja kõveneb sisemise hõõrdumise tõttu, mis soodustab aluseks olevat metalli ja hallitust. Samal ajal deformeereeritakse hallituse töövöö rõhu tõttu trompeti kujuks ja töötava vööga kokkupuutuva töörihma lõikes moodustatud kleepuv alumiinium on sarnane pööramise tööriista tipptasemega.
Kleepuva alumiiniumi moodustumine on dünaamiline kasvu- ja valamise protsess. Osakesed toob profiil pidevalt välja. Profiili pinnale on see, moodustades tõmbedefektid. Kui see voolab otse töövööst välja ja adsorbeerub kohe profiili pinnale, nimetatakse pinnale kleepunud väikeseid osakesi adsorptsiooniosakesteks. Kui mõned osakesed purunevad väljapressifitseeritud alumiiniumsulami abil, kleepuvad mõned osakesed töövöö läbimisel töövöö pinnale, põhjustades profiili pinnal kriimustusi. Saba ots on virnastatud alumiiniumist maatriks. Kui töövöö keskel on palju alumiiniumi (side on tugev), süvendab see pinna kriimustusi.
(6) Väljapressimiskiirus mõjutab tõmbamist. Ekstrusiooni kiiruse mõju. Mis puutub jälgitavasse 6005 sulamisse, siis ekstrusiooni kiirus suureneb katsevahemikus, väljalaskeava temperatuur tõuseb ja pinna tõmbavate osakeste arv suureneb ja muutub mehaaniliste joonte suurenedes raskemaks. Ekstrusiooni kiirust tuleks hoida võimalikult stabiilsena, et vältida järskude kiiruse muutumist. Liigne ekstrusiooni kiirus ja kõrge väljalaskeava temperatuur põhjustavad suurenenud hõõrdumist ja osakeste tõsist tõmbamist. Ekstrusiooni kiiruse mõju tõmbenähtusele nõuab järgnevat jälgimist ja kontrollimist.
(7) Valavarda pinnakvaliteet on samuti oluline tegur, mis mõjutab tõmbeosakesi. Valavarda pind on kare, saemade, õliplekkide, tolmu, korrosiooni jms abil, mis kõik suurendavad osakeste tõmbamise kalduvust.
4 Järeldus
(1) defektide tõmbamise koosseis on kooskõlas maatriksi omaga; Osakeste positsiooni koostis erineb ilmselgelt maatriksi omast, mis sisaldab peamiselt O, C, Fe ja Si elemente.
(2) Osakeste defektide tõmbamine on peamiselt põhjustatud alumiiniumist, mis kleepub hallituse töövöö külge. Kõik tegurid, mis soodustavad alumiiniumist, mis kleepuvad hallituse töövöö külge, põhjustavad puuduseid. Valavarda kvaliteedi tagamise eeldusel ei mõjuta osakeste genereerimine sulami kompositsiooni otsest mõju.
(3) Pinna tõmbamise vähendamiseks on kasulik korralik ühtne tulekahju.
Postiaeg: 10. september 20124
