Nëse vetitë mekanike të ekstrudimeve nuk janë siç pritet, vëmendja zakonisht përqendrohet në përbërjen fillestare të copës së punuar ose në kushtet e ekstrudimit/plakjes. Pak njerëz vënë në dyshim nëse vetë homogjenizimi mund të jetë një problem. Në fakt, faza e homogjenizimit është thelbësore për prodhimin e ekstrudimeve me cilësi të lartë. Moskontrollimi i duhur i hapit të homogjenizimit mund të çojë në:
●Rritje e presionit të depërtimit
● Më shumë defekte
● Tekstura me vija pas anodizimit
● Shpejtësi më e ulët e nxjerrjes
●Veti të dobëta mekanike
Faza e homogjenizimit ka dy qëllime kryesore: rafinimin e përbërjeve ndërmetalike që përmbajnë hekur dhe rishpërndarjen e magnezit (Mg) dhe silicit (Si). Duke shqyrtuar mikrostrukturën e copës së punuar para dhe pas homogjenizimit, mund të parashikohet nëse copëza e punuar do të performojë mirë gjatë ekstrudimit.
Efekti i homogjenizimit të shufrave në forcim
Në ekstrudimet 6XXX, forca vjen nga fazat e pasura me Mg dhe Si të formuara gjatë plakjes. Aftësia për të formuar këto faza varet nga vendosja e elementëve në tretësirë të ngurtë para se të fillojë plakja. Që Mg dhe Si të bëhen përfundimisht pjesë e tretësirës së ngurtë, metali duhet të shuhet shpejt nga mbi 530 °C. Në temperatura mbi këtë pikë, Mg dhe Si treten natyrshëm në alumin. Megjithatë, gjatë ekstrudimit, metali mbetet mbi këtë temperaturë vetëm për një kohë të shkurtër. Për të siguruar që të gjitha Mg dhe Si të treten, grimcat e Mg dhe Si duhet të jenë relativisht të vogla. Fatkeqësisht, gjatë derdhjes, Mg dhe Si precipitojnë si blloqe relativisht të mëdha Mg₂Si (Fig. 1a).
Një cikël tipik homogjenizimi për shufrat e prera 6060 është 560 °C për 2 orë. Gjatë këtij procesi, meqenëse shufra qëndron mbi 530 °C për një periudhë të gjatë, Mg₂Si tretet. Pas ftohjes, ai riprecipiton në një shpërndarje shumë më të imët (Fig. 1c). Nëse temperatura e homogjenizimit nuk është mjaftueshëm e lartë, ose koha është shumë e shkurtër, do të mbeten disa grimca të mëdha Mg₂Si. Kur kjo ndodh, tretësira e ngurtë pas nxjerrjes përmban më pak Mg dhe Si, duke e bërë të pamundur formimin e një dendësie të lartë të precipitateve të ngurtësimit - duke çuar në ulje të vetive mekanike.
Fig. 1. Mikrografi optike të shufrave 6060 të lëmuara dhe të gdhendura me 2% HF: (a) të derdhura siç janë derdhur, (b) pjesërisht të homogjenizuara, (c) plotësisht të homogjenizuara.
Roli i homogjenizimit në intermetalet që përmbajnë hekur
Hekuri (Fe) ka një efekt më të madh në rezistencën ndaj thyerjes sesa në rezistencën. Në lidhjet 6XXX, fazat e Fe kanë tendencë të formojnë fazën β (Al₅(FeMn)Si ose Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) gjatë derdhjes. Këto faza janë të mëdha, këndore dhe ndërhyjnë në ekstrudim (të theksuara në Fig. 2a). Gjatë homogjenizimit, elementët e rëndë (Fe, Mn, etj.) shpërndahen dhe fazat e mëdha këndore bëhen më të vogla dhe më të rrumbullakëta (Fig. 2b).
Vetëm nga imazhet optike, është e vështirë të dallohen fazat e ndryshme dhe është e pamundur t'i përcaktojmë ato në mënyrë të besueshme. Në Innoval, ne përcaktojmë sasinë e homogjenizimit të shufrave të prera duke përdorur metodën tonë të zbulimit dhe klasifikimit të karakteristikave të brendshme (FDC), e cila ofron një vlerë %α për shufrat e prera. Kjo na mundëson të vlerësojmë cilësinë e homogjenizimit.
Fig. 2. Mikrografi optike të shufrave të prera (a) para dhe (b) pas homogjenizimit.
Metoda e Zbulimit dhe Klasifikimit të Karakteristikave (FDC)
Fig. 3a tregon një mostër të lëmuar të analizuar me anë të mikroskopisë elektronike skanuese (SEM). Më pas zbatohet një teknikë e pragut në shkallë gri për të ndarë dhe identifikuar intermetalet, të cilat shfaqen të bardha në Fig. 3b. Kjo teknikë lejon analizën e sipërfaqeve deri në 1 mm², që do të thotë se mbi 1000 karakteristika individuale mund të analizohen njëkohësisht.
Fig. 3. (a) Imazh elektronik i shpërhapur prapa i një shufre 6060 të homogjenizuar, (b) karakteristika individuale të identifikuara nga (a).
Përbërja e grimcave
Sistemi Innoval është i pajisur me një detektor rrezesh X (EDX) me shpërndarje energjie Oxford Instruments Xplore 30. Kjo lejon mbledhjen e shpejtë automatike të spektrave EDX nga çdo pikë e identifikuar. Nga këto spektra, mund të përcaktohet përbërja e grimcave dhe të nxirret raporti relativ Fe:Si.
Në varësi të përmbajtjes së Mn ose Cr të aliazhit, mund të përfshihen edhe elementë të tjerë të rëndë. Për disa aliazhe 6XXX (ndonjëherë me Mn të konsiderueshëm), raporti (Fe+Mn):Si përdoret si referencë. Këto raporte mund të krahasohen më pas me ato të intermetaleve të njohura që përmbajnë Fe.
Faza β (Al₅(FeMn)Si ose Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): raporti (Fe+Mn):Si ≈ 2. Faza α (Al₁₂(FeMn)₃Si ose Al₈.₃(FeMn)₂Si): raporti ≈ 4–6, varësisht nga përbërja. Softueri ynë i personalizuar na lejon të vendosim një prag dhe të klasifikojmë secilën grimcë si α ose β, pastaj të hartëzojmë pozicionet e tyre brenda mikrostrukturës (Fig. 4). Kjo jep një përqindje të përafërt të α të transformuar në copën e homogjenizuar.
Fig. 4. (a) Hartë që tregon grimcat e klasifikuara α- dhe β-, (b) grafiku i shpërndarjes së raporteve (Fe+Mn):Si.
Çfarë mund të na tregojnë të dhënat
Fig. 5 tregon një shembull se si përdoret ky informacion. Në këtë rast, rezultatet tregojnë ngrohje jo-uniforme brenda një furre specifike, ose ndoshta që temperatura e caktuar nuk është arritur. Për të vlerësuar siç duhet raste të tilla, kërkohen si shufra e provës ashtu edhe shufrat e referencës me cilësi të njohur. Pa këto, diapazoni i pritur %α për atë përbërje të aliazhit nuk mund të përcaktohet.
Fig. 5. Krahasimi i %α në seksione të ndryshme të një furre homogjenizimi me performancë të dobët.
Koha e postimit: 30 gusht 2025
