Yn ystod y broses allwthio o ddeunyddiau allwthiol aloi alwminiwm, yn enwedig proffiliau alwminiwm, mae diffyg "pitting" yn aml yn digwydd ar yr wyneb. Mae'r amlygiadau penodol yn cynnwys tiwmorau bach iawn gyda dwyseddau amrywiol, cynffonnau, a theimlad llaw amlwg, gyda theimlad pigog. Ar ôl ocsidiad neu driniaeth arwyneb electrofforetig, maent yn aml yn ymddangos fel gronynnau du yn glynu wrth wyneb y cynnyrch.
Wrth gynhyrchu allwthio o broffiliau adran fawr, mae'r diffyg hwn yn fwy tebygol o ddigwydd oherwydd dylanwad y strwythur ingot, tymheredd allwthio, cyflymder allwthio, cymhlethdod llwydni, ac ati. proses pretreatment wyneb proffil, yn enwedig y broses ysgythru alcali, tra bod nifer fach o gronynnau mawr, wedi'u glynu'n gadarn yn aros ar wyneb y proffil, gan effeithio ar ansawdd ymddangosiad y cynnyrch terfynol.
Mewn cynhyrchion proffil drysau a ffenestri adeiladau cyffredin, mae cwsmeriaid yn gyffredinol yn derbyn mân ddiffygion pydew, ond ar gyfer proffiliau diwydiannol sy'n gofyn am bwyslais cyfartal ar briodweddau mecanyddol a pherfformiad addurniadol neu fwy o bwyslais ar berfformiad addurniadol, nid yw cwsmeriaid yn gyffredinol yn derbyn y diffyg hwn, yn enwedig diffygion pitted sy'n cael eu yn anghyson â lliw cefndir gwahanol.
Er mwyn dadansoddi mecanwaith ffurfio gronynnau garw, dadansoddwyd morffoleg a chyfansoddiad y lleoliadau diffyg o dan wahanol gyfansoddiadau aloi a phrosesau allwthio, a chymharwyd y gwahaniaethau rhwng y diffygion a'r matrics. Cyflwynwyd datrysiad rhesymol i ddatrys y gronynnau garw yn effeithiol, a chynhaliwyd prawf prawf.
Er mwyn datrys diffygion pitting proffiliau, mae angen deall mecanwaith ffurfio diffygion tyllu. Yn ystod y broses allwthio, alwminiwm sy'n glynu wrth y gwregys gweithio marw yw prif achos gosod diffygion ar wyneb deunyddiau alwminiwm allwthiol. Mae hyn oherwydd bod y broses allwthio alwminiwm yn cael ei chynnal ar dymheredd uchel o tua 450 ° C. Os ychwanegir effeithiau gwres anffurfiad a gwres ffrithiant, bydd tymheredd y metel yn uwch pan fydd yn llifo allan o'r twll marw. Pan fydd y cynnyrch yn llifo allan o'r twll marw, oherwydd y tymheredd uchel, mae ffenomen glynu alwminiwm rhwng y metel a'r gwregys gweithio llwydni.
Ffurf y bondio hwn yn aml yw: proses bondio dro ar ôl tro - rhwygo - bondio - rhwygo eto, ac mae'r cynnyrch yn llifo ymlaen, gan arwain at lawer o byllau bach ar wyneb y cynnyrch.
Mae'r ffenomen bondio hon yn gysylltiedig â ffactorau megis ansawdd yr ingot, cyflwr wyneb y gwregys gweithio llwydni, tymheredd allwthio, cyflymder allwthio, graddfa'r dadffurfiad, a gwrthiant dadffurfiad y metel.
1 Profi deunyddiau a dulliau
Trwy ymchwil ragarweiniol, dysgom y gall ffactorau megis purdeb metelegol, statws llwydni, proses allwthio, cynhwysion, ac amodau cynhyrchu effeithio ar y gronynnau garw arwyneb. Yn y prawf, defnyddiwyd dwy wialen aloi, 6005A a 6060, i allwthio'r un adran. Dadansoddwyd morffoleg a chyfansoddiad safleoedd y gronynnau garw trwy sbectromedr darllen uniongyrchol a dulliau canfod SEM, a'u cymharu â'r matrics arferol o'i amgylch.
Er mwyn gwahaniaethu'n glir morffoleg y ddau ddiffyg o pitw a gronynnau, fe'u diffinnir fel a ganlyn:
(1) Mae diffygion pitted neu ddiffygion tynnu yn fath o ddiffyg pwynt sy'n ddiffyg crafu afreolaidd tebyg i benbyliaid neu bwynt tebyg sy'n ymddangos ar wyneb y proffil. Mae'r diffyg yn dechrau o'r streipen crafu ac yn gorffen gyda'r diffyg yn disgyn i ffwrdd, gan gronni i ffa metel ar ddiwedd y llinell crafu. Mae maint y diffyg pitted yn gyffredinol 1-5mm, ac mae'n troi'n ddu tywyll ar ôl triniaeth ocsideiddio, sy'n effeithio ar ymddangosiad y proffil yn y pen draw, fel y dangosir yn y cylch coch yn Ffigur 1.
(2) Gelwir gronynnau wyneb hefyd yn ffa metel neu ronynnau arsugniad. Mae wyneb y proffil aloi alwminiwm ynghlwm â gronynnau metel caled llwyd-du sfferig ac mae ganddo strwythur rhydd. Mae dau fath o broffiliau aloi alwminiwm: y rhai y gellir eu dileu a'r rhai na ellir eu dileu. Mae'r maint yn gyffredinol yn llai na 0.5mm, ac mae'n teimlo'n arw i'r cyffwrdd. Nid oes crafu yn yr adran flaen. Ar ôl ocsideiddio, nid yw'n llawer gwahanol i'r matrics, fel y dangosir yn y cylch melyn yn Ffigur 1.
2 Canlyniadau prawf a dadansoddiad
2.1 Diffygion tynnu wyneb
Mae Ffigur 2 yn dangos morffoleg microstrwythurol y diffyg tynnu ar wyneb yr aloi 6005A. Mae crafiadau tebyg i risiau yn rhan flaen y tyniad, ac maen nhw'n gorffen gyda nodiwlau wedi'u pentyrru. Ar ôl i'r nodules ymddangos, mae'r wyneb yn dychwelyd i normal. Nid yw lleoliad y diffyg garwhau yn llyfn i'r cyffwrdd, mae ganddo deimlad pigog sydyn, ac mae'n glynu neu'n cronni ar wyneb y proffil. Trwy'r prawf allwthio, sylwyd bod morffoleg tynnu proffiliau allwthiol 6005A a 6060 yn debyg, ac mae pen cynffon y cynnyrch yn fwy na'r pen pen; y gwahaniaeth yw bod maint tynnu cyffredinol 6005A yn llai ac mae'r dyfnder crafu yn cael ei wanhau. Gall hyn fod yn gysylltiedig â newidiadau yng nghyfansoddiad aloi, cyflwr gwialen bwrw, ac amodau llwydni. Wedi'i arsylwi o dan 100X, mae marciau crafu amlwg ar ben blaen yr ardal dynnu, sy'n ymestyn ar hyd y cyfeiriad allwthio, ac mae siâp y gronynnau nodule terfynol yn afreolaidd. Ar 500X, mae gan ben blaen yr arwyneb tynnu grafiadau tebyg i gam ar hyd y cyfeiriad allwthio (mae maint y diffyg hwn tua 120 μm), ac mae marciau pentyrru amlwg ar y gronynnau nodular ar ddiwedd y gynffon.
Er mwyn dadansoddi achosion tynnu, defnyddiwyd sbectromedr darllen uniongyrchol ac EDX i gynnal dadansoddiad cydrannau ar leoliadau diffyg a matrics y tair cydran aloi. Mae Tabl 1 yn dangos canlyniadau profion y proffil 6005A. Mae canlyniadau EDX yn dangos bod cyfansoddiad sefyllfa pentyrru'r gronynnau tynnu yn y bôn yn debyg i un y matrics. Yn ogystal, mae rhai gronynnau mân amhuredd yn cael eu cronni yn y diffyg tynnu ac o'i gwmpas, ac mae'r gronynnau amhuredd yn cynnwys C, O (neu Cl), neu Fe, Si, a S.
Mae dadansoddiad o'r diffygion garwu o broffiliau allwthiol ocsidiedig mân 6005A yn dangos bod y gronynnau tynnu yn fawr o ran maint (1-5mm), mae'r wyneb wedi'i bentyrru'n bennaf, ac mae crafiadau tebyg i gam ar yr adran flaen; Mae'r cyfansoddiad yn agos at y matrics Al, a bydd cyfnodau heterogenaidd sy'n cynnwys Fe, Si, C, ac O wedi'u dosbarthu o'i gwmpas. Mae'n dangos bod mecanwaith ffurfio tynnu'r tri aloi yr un peth.
Yn ystod y broses allwthio, bydd ffrithiant llif metel yn achosi i dymheredd y gwregys gweithio llwydni godi, gan ffurfio "haen alwminiwm gludiog" ar flaen y gad ym mynedfa'r gwregys gweithio. Ar yr un pryd, mae gormodedd o Si ac elfennau eraill fel Mn a Cr yn yr aloi alwminiwm yn hawdd i ffurfio atebion solet newydd gyda Fe, a fydd yn hyrwyddo ffurfio "haen alwminiwm gludiog" wrth fynedfa'r parth gweithio llwydni.
Wrth i'r metel lifo ymlaen a rhwbio yn erbyn y gwregys gwaith, mae ffenomen cilyddol bondio-rhwygo-bondio parhaus yn digwydd mewn safle penodol, gan achosi'r metel i arosod yn barhaus yn y sefyllfa hon. Pan fydd y gronynnau'n cynyddu i faint penodol, bydd yn cael ei dynnu i ffwrdd gan y cynnyrch sy'n llifo ac yn ffurfio marciau crafu ar yr wyneb metel. Bydd yn aros ar yr wyneb metel ac yn ffurfio gronynnau tynnu ar ddiwedd y crafu. felly, gellir ystyried bod ffurfio gronynnau garw yn ymwneud yn bennaf â'r alwminiwm yn glynu wrth y gwregys gweithio llwydni. Gall y cyfnodau heterogenaidd a ddosberthir o'i gwmpas ddeillio o olew iro, ocsidau neu ronynnau llwch, yn ogystal ag amhureddau a ddaw yn sgil arwyneb garw'r ingot.
Fodd bynnag, mae nifer y tynnu yng nghanlyniadau prawf 6005A yn llai ac mae'r radd yn ysgafnach. Ar y naill law, mae hyn oherwydd y siamffrog ar allanfa'r gwregys gweithio llwydni a chaboli gofalus y gwregys gweithio i leihau trwch yr haen alwminiwm; ar y llaw arall, mae'n gysylltiedig â chynnwys gormodol Si.
Yn ôl canlyniadau cyfansoddiad sbectrol darllen uniongyrchol, gellir gweld, yn ogystal â Si wedi'i gyfuno â Mg Mg2Si, fod y Si sy'n weddill yn ymddangos ar ffurf sylwedd syml.
2.2 Gronynnau bach ar yr wyneb
O dan archwiliad gweledol chwyddiad isel, mae'r gronynnau'n fach (≤0.5mm), heb fod yn llyfn i'r cyffwrdd, yn teimlo'n sydyn, ac yn cadw at wyneb y proffil. Wedi'i arsylwi o dan 100X, mae gronynnau bach ar yr wyneb yn cael eu dosbarthu ar hap, ac mae gronynnau bach eu maint ynghlwm wrth yr wyneb p'un a oes crafiadau ai peidio;
Ar 500X, ni waeth a oes crafiadau tebyg i gam ar yr wyneb ar hyd y cyfeiriad allwthio, mae llawer o ronynnau yn dal i fod ynghlwm, ac mae maint y gronynnau yn amrywio. Mae maint y gronynnau mwyaf tua 15 μm, ac mae'r gronynnau bach tua 5 μm.
Trwy ddadansoddiad cyfansoddiad y gronynnau wyneb aloi 6060 a'r matrics cyfan, mae'r gronynnau'n cynnwys elfennau O, C, Si a Fe yn bennaf, ac mae'r cynnwys alwminiwm yn isel iawn. Mae bron pob gronyn yn cynnwys elfennau O ac C. Mae cyfansoddiad pob gronyn ychydig yn wahanol. Yn eu plith, mae'r gronynnau A yn agos at 10 μm, sy'n sylweddol uwch na'r matrics Si, Mg, ac O; Mewn gronynnau c, mae Si, O, a Cl yn amlwg yn uwch; Mae gronynnau d a f yn cynnwys uchel Si, O, a Na; gronynnau e yn cynnwys Si, Fe, ac O; Mae gronynnau h yn gyfansoddion sy'n cynnwys Fe. Mae canlyniadau 6060 o ronynnau yn debyg i hyn, ond oherwydd bod y cynnwys Si a Fe yn 6060 ei hun yn isel, mae'r cynnwys Si a Fe cyfatebol yn y gronynnau wyneb hefyd yn isel; mae'r cynnwys C mewn 6060 o ronynnau yn gymharol isel.
Efallai na fydd gronynnau wyneb yn ronynnau bach sengl, ond gallant hefyd fodoli ar ffurf agregau llawer o ronynnau bach â gwahanol siapiau, ac mae canrannau màs gwahanol elfennau mewn gwahanol ronynnau yn amrywio. Credir bod y gronynnau yn cynnwys dau fath yn bennaf. Un yw gwaddodion fel AlFeSi a Si elfennol, sy'n tarddu o gyfnodau amhuredd pwynt toddi uchel fel FeAl3 neu AlFeSi(Mn) yn yr ingot, neu gyfnodau gwaddod yn ystod y broses allwthio. Mater tramor ymlynol yw'r llall.
2.3 Effaith garwedd arwyneb yr ingot
Yn ystod y prawf, canfuwyd bod wyneb cefn y turn gwialen bwrw 6005A yn arw ac wedi'i staenio â llwch. Roedd dwy wialen cast gyda'r marciau offer troi dyfnaf mewn lleoliadau lleol, a oedd yn cyfateb i gynnydd sylweddol yn nifer y tynnu ar ôl allwthio, ac roedd maint un tyniad yn fwy, fel y dangosir yn Ffigur 7.
Nid oes gan y gwialen cast 6005A unrhyw turn, felly mae'r garwedd arwyneb yn isel ac mae nifer y tynnu'n cael ei leihau. Yn ogystal, gan nad oes hylif torri gormodol ynghlwm wrth farciau turn y gwialen cast, mae'r cynnwys C yn y gronynnau cyfatebol yn cael ei leihau. Profir y bydd y marciau troi ar wyneb y gwialen cast yn gwaethygu tynnu a ffurfio gronynnau i raddau.
3 Trafodaeth
(1) Mae cydrannau diffygion tynnu yn y bôn yr un fath â rhai'r matrics. Y gronynnau tramor, hen groen ar wyneb yr ingot ac amhureddau eraill a gronnwyd yn wal y gasgen allwthio neu ardal farw'r mowld yn ystod y broses allwthio, sy'n cael eu dwyn i'r wyneb metel neu haen alwminiwm y mowld yn gweithio. gwregys. Wrth i'r cynnyrch lifo ymlaen, achosir crafiadau arwyneb, a phan fydd y cynnyrch yn cronni i faint penodol, caiff ei dynnu allan gan y cynnyrch i ffurfio tynnu. Ar ôl ocsideiddio, cafodd y tyniad ei gyrydu, ac oherwydd ei faint mawr, roedd diffygion tebyg i bwll yno.
(2) Mae gronynnau wyneb weithiau'n ymddangos fel gronynnau bach sengl, ac weithiau'n bodoli ar ffurf agregedig. Mae eu cyfansoddiad yn amlwg yn wahanol i gyfansoddiad y matrics, ac yn cynnwys elfennau O, C, Fe, a Si yn bennaf. Mae rhai o'r gronynnau yn cael eu dominyddu gan elfennau O a C, ac mae rhai gronynnau yn cael eu dominyddu gan O, C, Fe, a Si. Felly, cesglir bod y gronynnau arwyneb yn dod o ddwy ffynhonnell: mae un yn waddodion fel AlFeSi a Si elfennol, ac mae amhureddau fel O a C yn cael eu cadw i'r wyneb; Mater tramor ymlynol yw'r llall. Mae'r gronynnau'n cael eu cyrydu i ffwrdd ar ôl ocsidiad. Oherwydd eu maint bach, nid ydynt yn cael fawr o effaith ar yr wyneb.
(3) Mae gronynnau sy'n gyfoethog mewn elfennau C ac O yn bennaf yn dod o olew iro, llwch, pridd, aer, ac ati yn glynu wrth wyneb yr ingot. Prif gydrannau olew iro yw C, O, H, S, ac ati, a phrif gydran llwch a phridd yw SiO2. Mae cynnwys O gronynnau wyneb yn gyffredinol uchel. Oherwydd bod y gronynnau mewn cyflwr tymheredd uchel yn syth ar ôl gadael y gwregys gweithio, ac oherwydd arwynebedd arwyneb penodol mawr y gronynnau, maent yn arsugniad atomau O yn yr aer yn hawdd ac yn achosi ocsidiad ar ôl dod i gysylltiad â'r aer, gan arwain at O uwch. cynnwys na'r matrics.
(4) Mae Fe, Si, ac ati yn bennaf yn dod o'r cyfnodau ocsidau, hen raddfa ac amhuredd yn yr ingot (pwynt toddi uchel neu ail gam nad yw'n cael ei ddileu'n llwyr gan homogenization). Mae'r elfen Fe yn tarddu o Fe mewn ingotau alwminiwm, gan ffurfio cyfnodau amhuredd pwynt toddi uchel fel FeAl3 neu AlFeSi(Mn), na ellir eu toddi mewn hydoddiant solet yn ystod y broses homogeneiddio, neu nad ydynt yn cael eu trosi'n llawn; Mae Si yn bodoli yn y matrics alwminiwm ar ffurf Mg2Si neu ddatrysiad solet supersaturated o Si yn ystod y broses castio. Yn ystod proses allwthio poeth y gwialen cast, gall gormodedd Si waddodi. Hydoddedd Si mewn alwminiwm yw 0.48% ar 450 ° C a 0.8% (wt%) ar 500 ° C. Mae'r cynnwys Si gormodol yn 6005 tua 0.41%, a gall y Si dyddodiad fod yn agregiad a dyodiad a achosir gan amrywiadau crynodiad.
(5) Alwminiwm glynu at y gwregys gweithio llwydni yw prif achos tynnu. Mae'r marw allwthio yn amgylchedd tymheredd uchel a phwysau uchel. Bydd ffrithiant llif metel yn cynyddu tymheredd gwregys gweithio'r mowld, gan ffurfio "haen alwminiwm gludiog" ar flaen y gad ym mynedfa'r gwregys gweithio.
Ar yr un pryd, mae gormodedd o Si ac elfennau eraill fel Mn a Cr yn yr aloi alwminiwm yn hawdd i ffurfio atebion solet newydd gyda Fe, a fydd yn hyrwyddo ffurfio "haen alwminiwm gludiog" wrth fynedfa'r parth gweithio llwydni. Mae'r metel sy'n llifo trwy'r “haen alwminiwm gludiog” yn perthyn i ffrithiant mewnol (cneifio llithro y tu mewn i'r metel). Mae'r metel yn anffurfio ac yn caledu oherwydd ffrithiant mewnol, sy'n hyrwyddo'r metel gwaelodol a'r mowld i gadw at ei gilydd. Ar yr un pryd, mae'r gwregys gweithio llwydni yn cael ei ddadffurfio i siâp trwmped oherwydd y pwysau, ac mae'r alwminiwm gludiog a ffurfiwyd gan ran flaen y gwregys gweithio sy'n cysylltu â'r proffil yn debyg i ymyl torri offeryn troi.
Mae ffurfio alwminiwm gludiog yn broses ddeinamig o dwf a shedding. Mae gronynnau'n cael eu dwyn allan yn gyson gan y proffil. Cadw at wyneb y proffil, gan ffurfio diffygion tynnu. Os yw'n llifo'n uniongyrchol allan o'r gwregys gwaith ac yn cael ei arsugniad ar unwaith ar wyneb y proffil, gelwir y gronynnau bach sy'n glynu'n thermol i'r wyneb yn “gronynnau arsugniad”. Os bydd rhai gronynnau'n cael eu torri gan yr aloi alwminiwm allwthiol, bydd rhai gronynnau'n glynu wrth wyneb y gwregys gwaith wrth fynd trwy'r gwregys gwaith, gan achosi crafiadau ar wyneb y proffil. Y pen cynffon yw'r matrics alwminiwm pentyrru. Pan fo llawer o alwminiwm yn sownd yng nghanol y gwregys gwaith (mae'r bond yn gryf), bydd yn gwaethygu crafiadau arwyneb.
(6) Mae gan y cyflymder allwthio ddylanwad mawr ar dynnu. Dylanwad cyflymder allwthio. Cyn belled ag y mae'r aloi 6005 wedi'i dracio yn y cwestiwn, mae'r cyflymder allwthio yn cynyddu o fewn yr ystod prawf, mae'r tymheredd allfa yn cynyddu, ac mae nifer y gronynnau tynnu wyneb yn cynyddu ac yn dod yn drymach wrth i'r llinellau mecanyddol gynyddu. Dylid cadw'r cyflymder allwthio mor sefydlog â phosibl er mwyn osgoi newidiadau sydyn mewn cyflymder. Bydd cyflymder allwthio gormodol a thymheredd allfa uchel yn arwain at fwy o ffrithiant a thynnu gronynnau difrifol. Mae mecanwaith penodol effaith cyflymder allwthio ar y ffenomen tynnu yn gofyn am waith dilynol a dilysu dilynol.
(7) Mae ansawdd wyneb y gwialen cast hefyd yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar y gronynnau tynnu. Mae wyneb y gwialen cast yn arw, gyda burrs llifio, staeniau olew, llwch, cyrydiad, ac ati, ac mae pob un ohonynt yn cynyddu'r duedd o dynnu gronynnau.
4 Casgliad
(1) Mae cyfansoddiad diffygion tynnu yn gyson â chyfansoddiad y matrics; mae cyfansoddiad sefyllfa'r gronynnau yn amlwg yn wahanol i un y matrics, yn bennaf yn cynnwys elfennau O, C, Fe, a Si.
(2) Mae diffygion gronynnau tynnu yn cael eu hachosi'n bennaf gan alwminiwm yn glynu wrth y gwregys gweithio llwydni. Bydd unrhyw ffactorau sy'n hyrwyddo glynu alwminiwm at y gwregys gweithio llwydni yn achosi diffygion tynnu. Ar y rhagosodiad o sicrhau ansawdd y gwialen cast, nid yw cynhyrchu gronynnau tynnu yn cael unrhyw effaith uniongyrchol ar gyfansoddiad yr aloi.
(3) Mae triniaeth tân gwisg unffurf yn fuddiol i leihau tynnu arwyneb.
Amser postio: Medi-10-2024
