Gjatë procesit të nxjerrjes së materialeve të ekstruduara nga aliazh alumini, veçanërisht profilet e aluminit, shpesh ndodh një defekt "gropa" në sipërfaqe. Manifestimet specifike përfshijnë tumore shumë të vogla me densitet të ndryshëm, bisht dhe ndjesi të dukshme të duarve, me një ndjesi thumbuese. Pas oksidimit ose trajtimit elektroforetik të sipërfaqes, ato shpesh shfaqen si granula të zeza që ngjiten në sipërfaqen e produktit.
Në prodhimin me nxjerrje të profileve me seksion të madh, ky defekt ka më shumë gjasa të ndodhë për shkak të ndikimit të strukturës së shufrës, temperaturës së nxjerrjes, shpejtësisë së nxjerrjes, kompleksitetit të mykut, etj. Shumica e grimcave të imëta të defekteve me gropa mund të hiqen gjatë Procesi i parapërpunimit të sipërfaqes së profilit, veçanërisht procesi i gdhendjes me alkali, ndërsa një numër i vogël grimcash me përmasa të mëdha, të ngjitura fort mbeten në sipërfaqen e profilit, duke ndikuar në cilësinë e pamjes së produktit përfundimtar.
Në produktet e zakonshme të profilit të dyerve dhe dritareve të ndërtesave, klientët përgjithësisht pranojnë defekte të vogla me gropa, por për profilet industriale që kërkojnë një theks të barabartë në vetitë mekanike dhe performancën dekorative ose më shumë theks në performancën dekorative, klientët në përgjithësi nuk e pranojnë këtë defekt, veçanërisht defektet me gropa që janë në kundërshtim me ngjyrat e ndryshme të sfondit.
Për të analizuar mekanizmin e formimit të grimcave të përafërta, morfologjia dhe përbërja e vendndodhjeve të defektit nën përbërje të ndryshme të aliazhit dhe proceset e nxjerrjes u analizuan dhe u krahasuan dallimet midis defekteve dhe matricës. U paraqit një zgjidhje e arsyeshme për të zgjidhur në mënyrë efektive grimcat e përafërta dhe u krye një provë provë.
Për të zgjidhur defektet e gropave të profileve, është e nevojshme të kuptohet mekanizmi i formimit të defekteve të gropave. Gjatë procesit të ekstrudimit, ngjitja e aluminit në rripin e punës me diabet është shkaku kryesor i defekteve të gropave në sipërfaqen e materialeve të aluminit të ekstruduar. Kjo për shkak se procesi i nxjerrjes së aluminit kryhet në një temperaturë të lartë prej rreth 450°C. Nëse shtohen efektet e nxehtësisë së deformimit dhe nxehtësisë së fërkimit, temperatura e metalit do të jetë më e lartë kur ai të rrjedhë nga vrima e prerjes. Kur produkti derdhet nga vrima e kallëpit, për shkak të temperaturës së lartë, ka një fenomen të ngjitjes së aluminit midis metalit dhe rripit të punës së kallëpit.
Forma e kësaj lidhjeje është shpesh: një proces i përsëritur i lidhjes - grisjes - ngjitjes - grisjes përsëri dhe produkti rrjedh përpara, duke rezultuar në shumë gropa të vogla në sipërfaqen e produktit.
Ky fenomen i lidhjes lidhet me faktorë të tillë si cilësia e shufrës, gjendja e sipërfaqes së rripit të punës së kallëpit, temperatura e nxjerrjes, shpejtësia e nxjerrjes, shkalla e deformimit dhe rezistenca ndaj deformimit të metalit.
1 Materialet dhe metodat e testimit
Nëpërmjet hulumtimit paraprak, mësuam se faktorë të tillë si pastërtia metalurgjike, statusi i mykut, procesi i nxjerrjes, përbërësit dhe kushtet e prodhimit mund të ndikojnë në grimcat e përafërta sipërfaqësore. Në provë, dy shufra aliazh, 6005A dhe 6060, u përdorën për të nxjerrë të njëjtin seksion. Morfologjia dhe përbërja e pozicioneve të grimcave të përafërta u analizuan përmes spektrometrit të leximit të drejtpërdrejtë dhe metodave të zbulimit SEM, dhe u krahasuan me matricën normale përreth.
Për të dalluar qartë morfologjinë e dy defekteve të gropave dhe grimcave, ato përcaktohen si më poshtë:
(1) Defektet me gropë ose defekte tërheqëse janë një lloj defekti i pikës i cili është një defekt i parregullt gërvishtjeje në formë gërvishtjeje ose pikës që shfaqet në sipërfaqen e profilit. Defekti fillon nga shiriti i gërvishtjes dhe përfundon me rënien e defektit, duke u grumbulluar në fasule metalike në fund të vijës së gërvishtjes. Madhësia e defektit me gropë është përgjithësisht 1-5 mm dhe bëhet e zezë e errët pas trajtimit të oksidimit, gjë që në fund ndikon në pamjen e profilit, siç tregohet në rrethin e kuq në Figurën 1.
(2) Grimcat sipërfaqësore quhen gjithashtu fasule metalike ose grimca adsorbimi. Sipërfaqja e profilit të aliazhit të aluminit është ngjitur me grimca metalike të forta sferike gri-të zeza dhe ka një strukturë të lirshme. Ekzistojnë dy lloje të profileve të aliazhit të aluminit: ato që mund të fshihen dhe ato që nuk mund të fshihen. Madhësia në përgjithësi është më pak se 0.5 mm dhe ndihet e ashpër në prekje. Nuk ka asnjë gërvishtje në pjesën e përparme. Pas oksidimit, ajo nuk është shumë e ndryshme nga matrica, siç tregohet në rrethin e verdhë në Figurën 1.
2 Rezultatet dhe analizat e testit
2.1 Defektet e tërheqjes së sipërfaqes
Figura 2 tregon morfologjinë mikrostrukturore të defektit tërheqës në sipërfaqen e aliazhit 6005A. Në pjesën e përparme të tërheqjes ka gërvishtje të ngjashme me shkallët dhe përfundojnë me nyje të grumbulluara. Pas shfaqjes së nyjeve, sipërfaqja kthehet në normale. Vendndodhja e defektit të ashpërsimit nuk është e lëmuar në prekje, ka një ndjesi të mprehtë gjembash dhe ngjitet ose grumbullohet në sipërfaqen e profilit. Nëpërmjet testit të nxjerrjes, u vu re se morfologjia tërheqëse e profileve të ekstruduara 6005A dhe 6060 është e ngjashme, dhe fundi i bishtit të produktit është më shumë se fundi i kokës; ndryshimi është se madhësia e përgjithshme e tërheqjes prej 6005A është më e vogël dhe thellësia e gërvishtjes është dobësuar. Kjo mund të lidhet me ndryshimet në përbërjen e aliazhit, gjendjen e shufrës së derdhur dhe kushtet e mykut. Vëzhguar nën 100X, ka shenja të dukshme gërvishtjeje në skajin e përparmë të zonës së tërheqjes, e cila është e zgjatur përgjatë drejtimit të nxjerrjes dhe forma e grimcave të nodulit përfundimtar është e parregullt. Në 500X, pjesa e përparme e sipërfaqes tërheqëse ka gërvishtje të ngjashme me hapat përgjatë drejtimit të nxjerrjes (madhësia e këtij defekti është rreth 120 μm), dhe ka shenja të dukshme grumbullimi në grimcat nodulare në fundin e bishtit.
Për të analizuar shkaqet e tërheqjes, spektrometri i leximit të drejtpërdrejtë dhe EDX u përdorën për të kryer analizën e komponentëve në vendndodhjet e defektit dhe matricën e tre komponentëve të aliazhit. Tabela 1 tregon rezultatet e testimit të profilit 6005A. Rezultatet e EDX tregojnë se përbërja e pozicionit të grumbullimit të grimcave tërheqëse është në thelb e ngjashme me atë të matricës. Përveç kësaj, disa grimca të imta papastërtie grumbullohen brenda dhe rreth defektit tërheqës, dhe grimcat e papastërtive përmbajnë C, O (ose Cl), ose Fe, Si dhe S.
Analiza e defekteve të ashpërsimit të profileve të ekstruduara me oksidim të imët 6005A tregon se grimcat tërheqëse janë në përmasa të mëdha (1-5 mm), sipërfaqja është kryesisht e grumbulluar dhe ka gërvishtje të ngjashme me hapat në pjesën e përparme; Përbërja është afër matricës Al dhe do të ketë faza heterogjene që përmbajnë Fe, Si, C dhe O të shpërndara rreth saj. Tregon se mekanizmi i formimit tërheqës të tre lidhjeve është i njëjtë.
Gjatë procesit të nxjerrjes, fërkimi i rrjedhës së metalit do të bëjë që temperatura e rripit të punës së mykut të rritet, duke formuar një "shtresë ngjitëse alumini" në skajin e prerjes së hyrjes së rripit të punës. Në të njëjtën kohë, Si e tepërt dhe elementë të tjerë si Mn dhe Cr në aliazhin e aluminit janë të lehta për t'u formuar zgjidhje solide zëvendësuese me Fe, gjë që do të nxisë formimin e një "shtrese ngjitëse alumini" në hyrje të zonës së punës së mykut.
Ndërsa metali rrjedh përpara dhe fërkohet me rripin e punës, në një pozicion të caktuar ndodh një fenomen reciprok i lidhjes-shqyerjes-lidhjes së vazhdueshme, duke bërë që metali të mbivendoset vazhdimisht në këtë pozicion. Kur grimcat rriten në një madhësi të caktuar, ato do të tërhiqen nga produkti që rrjedh dhe do të formojnë shenja gërvishtjeje në sipërfaqen e metalit. Do të mbetet në sipërfaqen metalike dhe do të formojë grimca tërheqëse në fund të gërvishtjes. Prandaj, mund të konsiderohet se formimi i grimcave të ashpërsuara lidhet kryesisht me ngjitjen e aluminit në brezin e punës së kallëpit. Fazat heterogjene të shpërndara rreth tij mund të vijnë nga vaji lubrifikues, oksidet ose grimcat e pluhurit, si dhe nga papastërtitë e sjella nga sipërfaqja e ashpër e shufrës.
Megjithatë, numri i tërheqjeve në rezultatet e testit 6005A është më i vogël dhe shkalla është më e lehtë. Nga njëra anë, është për shkak të zvarritjes në dalje të rripit të punës së mykut dhe lustrimit të kujdesshëm të rripit të punës për të zvogëluar trashësinë e shtresës së aluminit; nga ana tjetër, lidhet me përmbajtjen e tepërt të Si.
Sipas rezultateve të përbërjes spektrale të leximit të drejtpërdrejtë, mund të shihet se përveç Si të kombinuar me Mg Mg2Si, Si i mbetur shfaqet në formën e një substance të thjeshtë.
2.2 Grimcat e vogla në sipërfaqe
Nën inspektimin vizual me zmadhim të ulët, grimcat janë të vogla (≤0,5 mm), jo të lëmuara në prekje, kanë një ndjenjë të mprehtë dhe ngjiten në sipërfaqen e profilit. Vëzhguar nën 100X, grimcat e vogla në sipërfaqe shpërndahen rastësisht, dhe ka grimca me përmasa të vogla të ngjitura në sipërfaqe, pavarësisht nëse ka gërvishtje apo jo;
Në 500X, pavarësisht nëse ka gërvishtje të dukshme si hapa në sipërfaqe përgjatë drejtimit të nxjerrjes, shumë grimca janë ende të ngjitura dhe madhësitë e grimcave ndryshojnë. Madhësia më e madhe e grimcave është rreth 15 μm, dhe grimcat e vogla janë rreth 5 μm.
Përmes analizës së përbërjes së grimcave të sipërfaqes së aliazhit 6060 dhe matricës së paprekur, grimcat përbëhen kryesisht nga elementë O, C, Si dhe Fe, dhe përmbajtja e aluminit është shumë e ulët. Pothuajse të gjitha grimcat përmbajnë elementë O dhe C. Përbërja e secilës grimcë është paksa e ndryshme. Midis tyre, grimcat a janë afër 10 μm, që është dukshëm më e lartë se matrica Si, Mg dhe O; Në grimcat c, Si, O dhe Cl janë dukshëm më të larta; Grimcat d dhe f përmbajnë Si, O dhe Na të lartë; grimcat e përmbajnë Si, Fe dhe O; grimcat h janë komponime që përmbajnë Fe. Rezultatet e 6060 grimcave janë të ngjashme me këtë, por për shkak se përmbajtja e Si dhe Fe në vetë 6060 është e ulët, përmbajtja përkatëse e Si dhe Fe në grimcat sipërfaqësore është gjithashtu e ulët; përmbajtja C në grimcat 6060 është relativisht e ulët.
Grimcat sipërfaqësore mund të mos jenë grimca të vogla të vetme, por mund të ekzistojnë edhe në formën e grumbullimeve të shumë grimcave të vogla me forma të ndryshme, dhe përqindjet në masë të elementeve të ndryshëm në grimca të ndryshme ndryshojnë. Besohet se grimcat përbëhen kryesisht nga dy lloje. Njëra është precipitate të tilla si AlFeSi dhe Si elementare, të cilat e kanë origjinën nga fazat e papastërtive të pikës së lartë të shkrirjes si FeAl3 ose AlFeSi(Mn) në shufër, ose fazat e precipitimit gjatë procesit të nxjerrjes. Tjetra është lëndë e huaj aderuese.
2.3 Efekti i vrazhdësisë së sipërfaqes së shufrës
Gjatë provës, u zbulua se sipërfaqja e pasme e torno me shufër të derdhur 6005A ishte e ashpër dhe e njollosur me pluhur. Kishte dy shufra të derdhur me shenjat më të thella të veglave rrotulluese në vendet lokale, të cilat korrespondonin me një rritje të konsiderueshme të numrit të tërheqjeve pas nxjerrjes, dhe madhësia e një tërheqjeje të vetme ishte më e madhe, siç tregohet në Figurën 7.
Shufra e derdhur 6005A nuk ka torno, kështu që vrazhdësia e sipërfaqes është e ulët dhe numri i tërheqjeve është zvogëluar. Për më tepër, meqenëse nuk ka lëng prerës të tepërt të ngjitur në shenjat e tornosë së shufrës së derdhur, përmbajtja C në grimcat përkatëse zvogëlohet. Është vërtetuar se shenjat e kthesës në sipërfaqen e shufrës së derdhur do të përkeqësojnë deri në një masë tërheqjen dhe formimin e grimcave.
3 Diskutim
(1) Përbërësit e defekteve tërheqëse janë në thelb të njëjtë me ato të matricës. Janë grimcat e huaja, lëkura e vjetër në sipërfaqen e shufrës dhe papastërtitë e tjera të grumbulluara në murin e fuçisë së nxjerrjes ose në zonën e vdekur të kallëpit gjatë procesit të nxjerrjes, të cilat sillen në sipërfaqen metalike ose në shtresën e aluminit të kallëpit që punon. rrip. Ndërsa produkti rrjedh përpara, shkaktohen gërvishtje sipërfaqësore dhe kur produkti grumbullohet në një madhësi të caktuar, ai nxirret nga produkti për të formuar tërheqje. Pas oksidimit, tërheqja ishte gërryer dhe për shkak të madhësisë së saj të madhe, aty kishte defekte si gropë.
(2) Grimcat sipërfaqësore ndonjëherë shfaqen si grimca të vogla të vetme, dhe ndonjëherë ekzistojnë në formë të grumbulluar. Përbërja e tyre është dukshëm e ndryshme nga ajo e matricës dhe kryesisht përmban elementë O, C, Fe dhe Si. Disa nga grimcat dominohen nga elementët O dhe C, dhe disa grimca mbizotërohen nga O, C, Fe dhe Si. Prandaj, supozohet se grimcat sipërfaqësore vijnë nga dy burime: njëri është precipitat si AlFeSi dhe Si elementar, dhe papastërtitë si O dhe C janë ngjitur në sipërfaqe; Tjetra është lëndë e huaj aderuese. Grimcat gërryhen pas oksidimit. Për shkak të madhësisë së tyre të vogël, ato nuk kanë ose kanë pak ndikim në sipërfaqe.
(3) Grimcat e pasura me elementë C dhe O vijnë kryesisht nga vaji lubrifikues, pluhuri, dheu, ajri, etj. të ngjitura në sipërfaqen e shufrës. Përbërësit kryesorë të vajit lubrifikues janë C, O, H, S, etj, dhe përbërësi kryesor i pluhurit dhe tokës është SiO2. Përmbajtja O e grimcave sipërfaqësore është përgjithësisht e lartë. Për shkak se grimcat janë në një gjendje të temperaturës së lartë menjëherë pas daljes nga rripi i punës dhe për shkak të sipërfaqes së madhe specifike të grimcave, ato thithin lehtësisht atomet O në ajër dhe shkaktojnë oksidim pas kontaktit me ajrin, duke rezultuar në një O më të lartë. përmbajtje sesa matrica.
(4) Fe, Si, etj. kryesisht vijnë nga oksidet, shkallët e vjetra dhe fazat e papastërtive në shufër (pika e lartë e shkrirjes ose faza e dytë që nuk eliminohet plotësisht nga homogjenizimi). Elementi Fe e ka origjinën nga Fe në shufrat e aluminit, duke formuar faza papastërtie me pikë shkrirjeje të lartë si FeAl3 ose AlFeSi(Mn), të cilat nuk mund të treten në tretësirë të ngurtë gjatë procesit të homogjenizimit, ose nuk shndërrohen plotësisht; Si ekziston në matricën e aluminit në formën e Mg2Si ose një zgjidhje të ngurtë të mbingopur të Si gjatë procesit të derdhjes. Gjatë procesit të nxjerrjes së nxehtë të shufrës së derdhjes, Si i tepërt mund të precipitojë. Tretshmëria e Si në alumin është 0,48% në 450°C dhe 0,8% (wt%) në 500°C. Përmbajtja e tepërt e Si në 6005 është rreth 0.41%, dhe Si i precipituar mund të jetë grumbullimi dhe reshjet e shkaktuara nga luhatjet e përqendrimit.
(5) Ngjitja e aluminit në rripin e punës së mykut është shkaku kryesor i tërheqjes. Mjeti i nxjerrjes është një mjedis me temperaturë të lartë dhe presion të lartë. Fërkimi i rrjedhës së metalit do të rrisë temperaturën e rripit të punës të kallëpit, duke formuar një "shtresë ngjitëse alumini" në skajin e prerjes së hyrjes së rripit të punës.
Në të njëjtën kohë, Si e tepërt dhe elementë të tjerë si Mn dhe Cr në aliazhin e aluminit janë të lehta për t'u formuar zgjidhje solide zëvendësuese me Fe, gjë që do të nxisë formimin e një "shtrese ngjitëse alumini" në hyrje të zonës së punës së mykut. Metali që rrjedh përmes "shtresës ngjitëse të aluminit" i përket fërkimit të brendshëm (prerje rrëshqitëse brenda metalit). Metali deformohet dhe ngurtësohet për shkak të fërkimit të brendshëm, gjë që nxit ngjitjen e metalit dhe mykut së bashku. Në të njëjtën kohë, rripi i punës së kallëpit deformohet në një formë borie për shkak të presionit dhe alumini ngjitës i formuar nga pjesa prerëse e rripit të punës që kontakton profilin është i ngjashëm me skajin prerës të një vegle rrotulluese.
Formimi i aluminit ngjitës është një proces dinamik i rritjes dhe derdhjes. Grimcat nxirren vazhdimisht nga profili. Ngjiteni në sipërfaqen e profilit, duke formuar defekte tërheqëse. Nëse rrjedh drejtpërdrejt nga brezi i punës dhe absorbohet menjëherë në sipërfaqen e profilit, grimcat e vogla të ngjitura termikisht në sipërfaqe quhen "grimca adsorbimi". Nëse disa grimca do të thyhen nga aliazhi i aluminit të ekstruduar, disa grimca do të ngjiten në sipërfaqen e rripit të punës kur kalojnë nëpër brezin e punës, duke shkaktuar gërvishtje në sipërfaqen e profilit. Fundi i bishtit është matrica e aluminit e grumbulluar. Kur ka shumë alumin të mbërthyer në mes të rripit të punës (lidhja është e fortë), do të përkeqësojë gërvishtjet sipërfaqësore.
(6) Shpejtësia e nxjerrjes ka një ndikim të madh në tërheqje. Ndikimi i shpejtësisë së nxjerrjes. Për sa i përket lidhjes së gjurmuar 6005, shpejtësia e nxjerrjes rritet brenda intervalit të provës, temperatura e daljes rritet dhe numri i grimcave tërheqëse sipërfaqësore rritet dhe bëhet më i rëndë me rritjen e linjave mekanike. Shpejtësia e nxjerrjes duhet të mbahet sa më e qëndrueshme për të shmangur ndryshimet e papritura të shpejtësisë. Shpejtësia e tepërt e nxjerrjes dhe temperatura e lartë e daljes do të çojnë në rritje të fërkimit dhe tërheqje serioze të grimcave. Mekanizmi specifik i ndikimit të shpejtësisë së nxjerrjes në fenomenin e tërheqjes kërkon ndjekje dhe verifikim të mëvonshëm.
(7) Cilësia e sipërfaqes së shufrës së derdhur është gjithashtu një faktor i rëndësishëm që ndikon në grimcat tërheqëse. Sipërfaqja e shufrës së derdhur është e ashpër, me gërvishtje sharrimi, njolla vaji, pluhur, gërryerje etj., të gjitha këto që rrisin tendencën e tërheqjes së grimcave.
4 Përfundim
(1) Përbërja e defekteve tërheqëse është në përputhje me atë të matricës; përbërja e pozicionit të grimcave është dukshëm e ndryshme nga ajo e matricës, kryesisht përmban elementë O, C, Fe dhe Si.
(2) Defektet e grimcave tërheqëse shkaktohen kryesisht nga ngjitja e aluminit në rripin e punës së mykut. Çdo faktor që nxit ngjitjen e aluminit në rripin e punës së mykut do të shkaktojë defekte në tërheqje. Me premisën e sigurimit të cilësisë së shufrës së derdhur, gjenerimi i grimcave tërheqëse nuk ka ndikim të drejtpërdrejtë në përbërjen e aliazhit.
(3) Trajtimi i duhur uniform i zjarrit është i dobishëm për reduktimin e tërheqjes së sipërfaqes.
Koha e postimit: Shtator-10-2024
