Yn ystod y broses allwthio o ddeunyddiau allwthiol aloi alwminiwm, yn enwedig proffiliau alwminiwm, mae nam “pitting” yn aml yn digwydd ar yr wyneb. Mae'r amlygiadau penodol yn cynnwys tiwmorau bach iawn gyda dwyseddau amrywiol, cynffonio, a naws law amlwg, gyda theimlad pigog. Ar ôl ocsidiad neu driniaeth arwyneb electrofforetig, maent yn aml yn ymddangos fel gronynnau du yn cadw at wyneb y cynnyrch.
Wrth gynhyrchu allwthio proffiliau adran fawr, mae'r nam hwn yn fwy tebygol o ddigwydd oherwydd dylanwad y strwythur ingot, tymheredd allwthio, cyflymder allwthio, cymhlethdod llwydni, ac ati. Gellir tynnu'r rhan fwyaf o ronynnau mân diffygion pitw yn ystod y Mae proses pretreatment wyneb proffil, yn enwedig y broses ysgythru alcali, tra bod nifer fach o ronynnau maint mawr, sydd wedi'u cadw'n gadarn, yn aros ar wyneb y proffil, gan effeithio ar ansawdd ymddangosiad y cynnyrch terfynol.
Mewn cynhyrchion proffil drws adeiladu a ffenestri cyffredin, mae cwsmeriaid yn gyffredinol yn derbyn mân ddiffygion pitw, ond ar gyfer proffiliau diwydiannol sy'n gofyn am bwyslais cyfartal ar briodweddau mecanyddol a pherfformiad addurniadol neu fwy o bwyslais ar berfformiad addurniadol, yn gyffredinol nid yw cwsmeriaid yn anghyson â'r gwahanol liw cefndir.
Er mwyn dadansoddi mecanwaith ffurfio gronynnau garw, dadansoddwyd morffoleg a chyfansoddiad y lleoliadau nam 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 gosod. Yn ystod y broses allwthio, alwminiwm sy'n cadw at 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 dadffurfiad 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 o alwminiwm yn glynu rhwng y metel a'r gwregys gweithio mowld.
Mae ffurf y bondio hwn yn aml: proses ailadroddus o fondio - 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 fel ansawdd yr ingot, cyflwr wyneb y gwregys gweithio mowld, tymheredd allwthio, cyflymder allwthio, graddfa'r dadffurfiad, ac ymwrthedd dadffurfiad y metel.
1 Deunyddiau a Dulliau Prawf
Trwy ymchwil ragarweiniol, gwnaethom ddysgu y gallai ffactorau fel purdeb metelegol, statws llwydni, proses allwthio, cynhwysion ac amodau cynhyrchu effeithio ar yr wyneb gronynnau garw. Yn y prawf, defnyddiwyd dwy wialen aloi, 6005a a 6060, i alltudio'r un adran. Dadansoddwyd morffoleg a chyfansoddiad y safleoedd gronynnau garw trwy ddulliau sbectromedr darllen uniongyrchol a chanfod SEM, a'u cymharu â'r matrics arferol cyfagos.
Er mwyn gwahaniaethu'n glir morffoleg dau ddiffyg gronynnau a gronynnau, fe'u diffinnir fel a ganlyn:
(1) Mae diffygion pitted neu ddiffygion tynnu yn fath o ddiffyg pwynt sy'n nam crafu tebyg i benbwl afreolaidd neu debyg i bwynt sy'n ymddangos ar wyneb y proffil. Mae'r nam yn cychwyn o'r streipen grafu ac yn gorffen gyda'r nam yn cwympo i ffwrdd, gan gronni i ffa metel ar ddiwedd y llinell grafu. Mae maint y nam pitted yn gyffredinol yn 1-5mm, ac mae'n troi'n ddu tywyll ar ôl triniaeth ocsideiddio, sydd yn y pen draw yn effeithio ar ymddangosiad y proffil, fel y dangosir yn y cylch coch yn Ffigur 1.
(2) Gelwir gronynnau arwyneb hefyd yn ffa metel neu ronynnau arsugniad. Mae wyneb y proffil aloi alwminiwm ynghlwm â gronynnau metel caled du-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 ocsidiad, nid yw'n llawer gwahanol i'r matrics, fel y dangosir yn y cylch melyn yn Ffigur 1.
2 ganlyniad a dadansoddiad profion
2.1 Diffygion Tynnu Arwyneb
Mae Ffigur 2 yn dangos morffoleg microstrwythurol y nam tynnu ar wyneb yr aloi 6005A. Mae crafiadau tebyg i gam yn rhan flaen y tynnu, ac maen nhw'n gorffen gyda modiwlau wedi'u pentyrru. Ar ôl i'r modiwlau ymddangos, mae'r wyneb yn dychwelyd i normal. Nid yw lleoliad y nam garw yn llyfn i'r cyffyrddiad, mae ganddo naws ddraenog miniog, ac mae'n glynu neu'n cronni ar wyneb y proffil. Trwy'r prawf allwthio, gwelwyd 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 y maint tynnu cyffredinol o 6005A yn llai a bod dyfnder y crafu yn cael ei wanhau. Gall hyn fod yn gysylltiedig â newidiadau yng nghyfansoddiad aloi, cyflwr gwialen cast, ac amodau llwydni. Wedi'i arsylwi o dan 100x, mae marciau crafu amlwg ar ben blaen yr ardal dynnu, sydd wedi'i hirgul ar hyd y cyfeiriad allwthio, ac mae siâp gronynnau'r modiwl terfynol yn afreolaidd. Ar 500x, mae gan ben blaen yr arwyneb tynnu grafiadau tebyg i gam ar hyd y cyfeiriad allwthio (mae maint y nam hwn tua 120 μm), ac mae marciau pentyrru amlwg ar y gronynnau nodular ar ben y gynffon.
Er mwyn dadansoddi achosion tynnu, defnyddiwyd sbectromedr darllen uniongyrchol ac EDX i gynnal dadansoddiad cydran ar leoliadau nam a matrics y tair cydran aloi. Mae Tabl 1 yn dangos canlyniadau profion y proffil 6005A. Mae'r canlyniadau EDX yn dangos bod cyfansoddiad safle pentyrru'r gronynnau tynnu yn debyg yn y bôn i gyfansoddiad y matrics. Yn ogystal, mae rhai gronynnau amhuredd mân yn cael eu cronni yn ac o amgylch y nam tynnu, ac mae'r gronynnau amhuredd yn cynnwys C, O (neu CL), neu Fe, Si, ac S.
Mae dadansoddiad o ddiffygion garw 6005A proffiliau allwthiol ocsidiedig mân yn dangos bod y gronynnau tynnu yn fawr o ran maint (1-5mm), mae'r wyneb wedi'i bentyrru ar y cyfan, ac mae crafiadau cam tebyg i gam ar y rhan flaen; Mae'r cyfansoddiad yn agos at y matrics Al, a bydd cyfnodau heterogenaidd yn cynnwys Fe, Si, C, ac O a ddosberthir o'i gwmpas. Mae'n dangos bod mecanwaith ffurfio tynnu'r tri alo yr un peth.
Yn ystod y broses allwthio, bydd ffrithiant llif metel yn achosi i dymheredd y gwregys gweithio mowld godi, gan ffurfio “haen alwminiwm gludiog” ar flaen y gad yn y fynedfa gwregys gweithio. Ar yr un pryd, mae gormod o Si ac elfennau eraill fel MN a CR yn yr aloi alwminiwm yn hawdd eu ffurfio i ddatrysiadau solet ag Fe, a fydd yn hyrwyddo ffurfio “haen alwminiwm gludiog” wrth fynedfa'r parth gweithio mowld.
Wrth i'r metel lifo ymlaen a rhwbio yn erbyn y gwregys gwaith, mae ffenomen ddwyochrog o fondio rholio bondio parhaus yn digwydd mewn sefyllfa benodol, gan beri i'r metel arosod yn barhaus yn y safle hwn. Pan fydd y gronynnau'n cynyddu i faint penodol, bydd y cynnyrch sy'n llifo yn ei dynnu i ffwrdd 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. Cyn hynny, gellir ystyried bod ffurfio gronynnau garw yn gysylltiedig yn bennaf â'r alwminiwm sy'n glynu wrth y gwregys gweithio mowld. Efallai y bydd y cyfnodau heterogenaidd a ddosberthir o'i gwmpas yn tarddu o olew iro, ocsidau neu ronynnau llwch, yn ogystal ag amhureddau a ddygwyd gan arwyneb garw'r ingot.
Fodd bynnag, mae nifer y tynnu yng nghanlyniadau'r profion 6005A yn llai ac mae'r radd yn ysgafnach. Ar y naill law, mae hyn oherwydd y siambrio wrth allanfa'r gwregys gweithio mowld a sgleinio'r gwregys gweithio yn ofalus i leihau trwch yr haen alwminiwm; Ar y llaw arall, mae'n gysylltiedig â'r cynnwys SI gormodol.
Yn ôl y canlyniadau cyfansoddiad sbectrol darllen uniongyrchol, gellir gweld, yn ogystal ag Si ynghyd â Mg Mg2Si, bod y Si sy'n weddill yn ymddangos ar ffurf sylwedd syml.
2.2 gronynnau bach ar yr wyneb
O dan archwiliad gweledol chwyddhad isel, mae'r gronynnau'n fach (≤0.5mm), ddim yn llyfn i'r cyffwrdd, mae ganddynt deimlad 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 o faint ynghlwm wrth yr wyneb ni waeth a oes crafiadau ai peidio;
Ar 500x, ni waeth a oes crafiadau amlwg tebyg i gam ar yr wyneb ar hyd y cyfeiriad allwthio, mae llawer o ronynnau ynghlwm o hyd, ac mae'r meintiau gronynnau yn amrywio. Mae maint y gronynnau mwyaf tua 15 μm, ac mae'r gronynnau bach tua 5 μm.
Trwy'r dadansoddiad cyfansoddiad o'r gronynnau arwyneb 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 ac F yn cynnwys Si, O, a Na; Mae 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 arwyneb yn ronynnau bach sengl, ond gallant hefyd fodoli ar ffurf agregau llawer o ronynnau bach â gwahanol siapiau, ac mae canrannau màs y gwahanol elfennau mewn gwahanol ronynnau yn amrywio. Credir bod y gronynnau'n cynnwys dau fath yn bennaf. Mae un yn gwaddodi fel alfesi ac Si elfenol, sy'n tarddu o gyfnodau amhuredd pwynt toddi uchel fel Feal3 neu Alfesi (MN) yn yr ingot, neu waddodi cyfnodau yn ystod y broses allwthio. Y llall yw mater tramor ymlynol.
2.3 Effaith garwedd arwyneb ingot
Yn ystod y prawf, darganfuwyd bod wyneb cefn y turn gwialen cast 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 tynnu yn fwy, fel y dangosir yn Ffigur 7.
Nid oes gan y wialen gast 6005A durn, felly mae'r garwedd arwyneb yn isel ac mae nifer y tynnu'n cael eu lleihau. Yn ogystal, gan nad oes hylif torri gormodol ynghlwm wrth farciau turn y wialen cast, mae'r cynnwys C yn y gronynnau cyfatebol yn cael ei leihau. Profir y bydd y marciau troi ar wyneb y wialen gast yn gwaethygu tynnu a ffurfio gronynnau i raddau.
3 Trafodaeth
(1) Mae cydrannau tynnu diffygion yr un fath yn y bôn â chymunedau'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 wyneb metel neu haen alwminiwm y mowld sy'n gweithio Belt. Wrth i'r cynnyrch lifo ymlaen, mae crafiadau arwyneb yn cael eu hachosi, a phan fydd y cynnyrch yn cronni i faint penodol, mae'n cael ei dynnu allan gan y cynnyrch i ffurfio tynnu. Ar ôl ocsidiad, cyrydwyd y tynnu, ac oherwydd ei faint mawr, roedd diffygion tebyg i bwll yno.
(2) Weithiau mae gronynnau arwyneb yn 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 bennaf mae'n cynnwys elfennau O, C, Fe, a Si. Mae rhai o'r gronynnau yn cael eu dominyddu gan elfennau O ac 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 gwaddodi fel alfesi ac Si elfennol, ac mae amhureddau fel O ac C yn cael eu cadw at yr wyneb; Y llall yw mater tramor ymlynol. Mae'r gronynnau wedi'u cyrydu i ffwrdd ar ôl ocsidiad. Oherwydd eu maint bach, nid ydynt yn cael unrhyw effaith neu ychydig o effaith ar yr wyneb.
(3) Mae gronynnau sy'n llawn elfennau C ac O yn dod yn bennaf o olew iro, llwch, pridd, aer, ac ati a lynir 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 arwyneb yn uchel ar y cyfan. Oherwydd bod y gronynnau mewn cyflwr tymheredd uchel yn syth ar ôl gadael y gwregys gweithio, ac oherwydd arwynebedd penodol mawr y gronynnau, maent yn hawdd yn hysbysebu atomau yn yr aer ac yn achosi ocsidiad ar ôl cysylltu â'r aer, gan arwain at O uwch o cynnwys na'r matrics.
(4) Daw Fe, Si, ac ati yn bennaf o'r ocsidau, yr hen raddfa ac anffeithiau yn yr INGOT (pwynt toddi uchel neu'r ail gam nad yw'n cael ei ddileu'n llawn gan homogeneiddio). 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 toddiant solet yn ystod y broses homogeneiddio, neu nad ydynt wedi'u trosi'n llawn; Mae SI yn bodoli yn y matrics alwminiwm ar ffurf Mg2Si neu doddiant solet ofergoelus o Si yn ystod y broses gastio. Yn ystod proses allwthio poeth y wialen cast, gall gormod o 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 yr Si gwaddodol fod yn agregu a dyodiad a achosir gan amrywiadau crynodiad.
(5) Alwminiwm yn glynu wrth y gwregys gweithio mowld yw prif achos tynnu. Mae'r die allwthio yn amgylchedd tymheredd uchel a gwasgedd uchel. Bydd ffrithiant llif metel yn cynyddu tymheredd gwregys gwaith y mowld, gan ffurfio “haen alwminiwm gludiog” ar flaen y gad yn y fynedfa gwregys gweithio.
Ar yr un pryd, mae gormod o Si ac elfennau eraill fel MN a CR yn yr aloi alwminiwm yn hawdd eu ffurfio i ddatrysiadau solet ag Fe, a fydd yn hyrwyddo ffurfio “haen alwminiwm gludiog” wrth fynedfa'r parth gweithio mowld. 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 dadffurfio ac yn caledu oherwydd ffrithiant mewnol, sy'n hyrwyddo'r metel sylfaenol a'r mowld i gadw at ei gilydd. Ar yr un pryd, mae'r gwregys gweithio mowld yn cael ei ddadffurfio i siâp trwmped oherwydd y pwysau, ac mae'r alwminiwm gludiog a ffurfiwyd gan ran flaengar y gwregys gweithio sy'n cysylltu â'r proffil yn debyg i ymyl arloesol teclyn troi.
Mae ffurfio alwminiwm gludiog yn broses ddeinamig o dwf a shedding. Mae gronynnau'n cael eu dwyn allan yn gyson gan y proffil. Yn ôl i wyneb y proffil, gan ffurfio diffygion tynnu. Os yw'n llifo'n uniongyrchol allan o'r gwregys gwaith ac yn cael ei adsorbed ar unwaith ar wyneb y proffil, gelwir y gronynnau bach a lynir yn thermol wrth yr wyneb yn “gronynnau arsugniad”. Os bydd rhai gronynnau'n cael eu torri gan yr aloi alwminiwm allwthiol, bydd rhai gronynnau'n cadw at wyneb y gwregys gwaith wrth basio trwy'r gwregys gwaith, gan achosi crafiadau ar wyneb y proffil. Pen y gynffon yw'r matrics alwminiwm wedi'i bentyrru. Pan fydd llawer o alwminiwm yn sownd yng nghanol y gwregys gwaith (mae'r bond yn gryf), bydd yn gwaethygu crafiadau arwyneb.
(6) Mae'r cyflymder allwthio yn cael dylanwad mawr ar dynnu. Dylanwad cyflymder allwthio. Cyn belled ag y mae'r aloi 6005 wedi'i olrhain yn y cwestiwn, mae'r cyflymder allwthio yn cynyddu o fewn ystod y prawf, mae tymheredd yr allfa'n cynyddu, ac mae nifer y gronynnau sy'n tynnu arwyneb 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 angen dilyniant a dilysu dilynol mecanwaith penodol effaith cyflymder allwthio ar y ffenomen tynnu.
(7) Mae ansawdd wyneb y wialen gast hefyd yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar y gronynnau sy'n tynnu. Mae wyneb y wialen gast yn arw, gyda burrs llifio, staeniau olew, llwch, cyrydiad, ac ati, ac mae pob un ohonynt yn cynyddu tueddiad tynnu gronynnau.
4 Casgliad
(1) mae cyfansoddiad diffygion tynnu yn gyson â chyfansoddiad y matrics; Mae cyfansoddiad safle'r gronynnau yn amlwg yn wahanol i gyfansoddiad y matrics, sy'n cynnwys elfennau O, C, Fe, a Si yn bennaf.
(2) Mae tynnu diffygion gronynnau yn cael eu hachosi'n bennaf gan alwminiwm yn glynu wrth y gwregys gweithio mowld. Bydd unrhyw ffactorau sy'n hyrwyddo alwminiwm sy'n cadw at y gwregys gweithio mowld yn achosi diffygion tynnu. Ar y rhagosodiad o sicrhau ansawdd y wialen cast, nid yw'r genhedlaeth o ronynnau tynnu yn cael unrhyw effaith uniongyrchol ar gyfansoddiad yr aloi.
(3) Mae triniaeth dân unffurf briodol yn fuddiol i leihau tynnu arwyneb.
Amser Post: Medi 10-2024
