Wakati wa mchakato wa extrusion ya vifaa vya alloy ya alumini extruded, hasa maelezo ya alumini, kasoro ya "pitting" mara nyingi hutokea juu ya uso. Maonyesho mahususi ni pamoja na uvimbe mdogo sana wenye msongamano tofauti, mkia, na hisia za wazi za mkono, na hisia za spiky. Baada ya oxidation au matibabu ya uso wa electrophoretic, mara nyingi huonekana kama chembe nyeusi zinazoambatana na uso wa bidhaa.
Katika uzalishaji wa extrusion wa wasifu wa sehemu kubwa, kasoro hii ina uwezekano mkubwa wa kutokea kutokana na ushawishi wa muundo wa ingot, joto la extrusion, kasi ya extrusion, utata wa mold, nk. Profaili uso matayarisho mchakato, hasa alkali etching mchakato, wakati idadi ndogo ya chembe kubwa ukubwa, imara kuzingatiwa kubaki juu ya uso wa wasifu, na kuathiri kuonekana ubora wa bidhaa ya mwisho.
Katika bidhaa za kawaida za mlango wa jengo na wasifu wa dirisha, wateja kwa ujumla hukubali kasoro ndogo ndogo, lakini kwa maelezo mafupi ya viwanda ambayo yanahitaji msisitizo sawa juu ya mali ya mitambo na utendaji wa mapambo au msisitizo zaidi juu ya utendaji wa mapambo, wateja kwa ujumla hawakubali kasoro hii, hasa kasoro za shimo ambazo ni. haioani na rangi tofauti ya usuli.
Ili kuchambua utaratibu wa uundaji wa chembe mbaya, mofolojia na muundo wa maeneo ya kasoro chini ya nyimbo tofauti za aloi na michakato ya extrusion ilichambuliwa, na tofauti kati ya kasoro na tumbo zililinganishwa. Suluhisho la busara la kutatua chembe mbaya liliwekwa mbele, na jaribio la majaribio lilifanywa.
Ili kutatua kasoro za shimo za wasifu, ni muhimu kuelewa utaratibu wa malezi ya kasoro za shimo. Wakati wa mchakato wa extrusion, alumini kushikamana na ukanda wa kufanya kazi ni sababu kuu ya kasoro za shimo kwenye uso wa vifaa vya alumini vilivyotolewa. Hii ni kwa sababu mchakato wa extrusion wa alumini unafanywa kwa joto la juu la karibu 450 ° C. Ikiwa athari za joto la deformation na joto la msuguano huongezwa, joto la chuma litakuwa la juu wakati linatoka kwenye shimo la kufa. Wakati bidhaa inapita nje ya shimo la kufa, kutokana na joto la juu, kuna jambo la kukwama kwa alumini kati ya chuma na ukanda wa kazi wa mold.
Fomu ya kuunganisha hii ni mara nyingi: mchakato wa mara kwa mara wa kuunganisha - kupasuka - kuunganisha - kupasuka tena, na bidhaa inapita mbele, na kusababisha mashimo mengi madogo juu ya uso wa bidhaa.
Jambo hili la kuunganisha linahusiana na mambo kama vile ubora wa ingot, hali ya uso wa ukanda wa kufanya kazi wa mold, joto la extrusion, kasi ya extrusion, kiwango cha deformation, na upinzani wa deformation ya chuma.
1 Nyenzo za mtihani na mbinu
Kupitia utafiti wa awali, tulijifunza kuwa vipengele kama vile usafi wa metallurgiska, hali ya ukungu, mchakato wa uchujaji, viambato na hali ya uzalishaji vinaweza kuathiri chembe za uso. Katika mtihani, vijiti viwili vya alloy, 6005A na 6060, vilitumiwa kutoa sehemu sawa. Mofolojia na muundo wa nafasi za chembe mbovu zilichanganuliwa kupitia spectrometa ya usomaji wa moja kwa moja na mbinu za kugundua SEM, na ikilinganishwa na matriki ya kawaida inayozunguka.
Ili kutofautisha wazi mofolojia ya kasoro mbili za pitted na chembe, zinafafanuliwa kama ifuatavyo:
(1) Kasoro za mashimo au kasoro za kuvuta ni aina ya kasoro ya ncha ambayo ni kasoro isiyo ya kawaida kama kiluwiluwi au yenye ncha inayoonekana kwenye uso wa wasifu. Kasoro huanza kutoka kwa mstari wa mwanzo na kuishia na kasoro kuanguka, kujilimbikiza kwenye maharagwe ya chuma mwishoni mwa mstari wa mwanzo. Ukubwa wa kasoro ya shimo kwa ujumla ni 1-5mm, na hubadilika kuwa nyeusi baada ya matibabu ya oksidi, ambayo hatimaye huathiri mwonekano wa wasifu, kama inavyoonyeshwa kwenye duara nyekundu kwenye Mchoro 1.
(2) Chembe za uso pia huitwa maharagwe ya chuma au chembe za adsorption. Uso wa wasifu wa aloi ya alumini umeunganishwa na chembe za chuma ngumu za spherical kijivu-nyeusi na ina muundo huru. Kuna aina mbili za wasifu wa aloi ya alumini: wale ambao wanaweza kufuta na wale ambao hawawezi kufuta. Ukubwa kwa ujumla ni chini ya 0.5mm, na inahisi kuwa mbaya kwa kugusa. Hakuna mkwaruzo katika sehemu ya mbele. Baada ya uoksidishaji, haina tofauti sana na tumbo, kama inavyoonyeshwa kwenye duara la manjano kwenye Mchoro 1.
2 Matokeo ya mtihani na uchambuzi
2.1 Kasoro za kuvuta uso
Mchoro wa 2 unaonyesha morphology ya muundo mdogo wa kasoro ya kuvuta kwenye uso wa aloi ya 6005A. Kuna mikwaruzo inayofanana na hatua katika sehemu ya mbele ya kuvuta, na inaisha na vinundu vilivyopangwa. Baada ya nodules kuonekana, uso unarudi kwa kawaida. Mahali pa kasoro ya ukali sio laini kwa kugusa, ina hisia kali ya miiba, na inashikilia au hujilimbikiza kwenye uso wa wasifu. Kupitia mtihani wa extrusion, ilionekana kuwa morphology ya kuvuta ya 6005A na 6060 ya maelezo ya extruded ni sawa, na mwisho wa mkia wa bidhaa ni zaidi ya mwisho wa kichwa; tofauti ni kwamba saizi ya jumla ya kuvuta ya 6005A ni ndogo na kina cha mwanzo ni dhaifu. Hii inaweza kuhusishwa na mabadiliko katika muundo wa aloi, hali ya fimbo ya kutupwa, na hali ya ukungu. Ikizingatiwa chini ya 100X, kuna alama za mikwaruzo dhahiri kwenye ncha ya mbele ya eneo la kuvuta, ambayo imeinuliwa kando ya mwelekeo wa extrusion, na umbo la chembe za nodule za mwisho sio za kawaida. Katika 500X, mwisho wa mbele wa uso wa kuvuta una mikwaruzo ya hatua kando ya mwelekeo wa extrusion (ukubwa wa kasoro hii ni karibu 120 μm), na kuna alama za wazi za kuweka kwenye chembe za nodular kwenye mwisho wa mkia.
Ili kuchambua sababu za kuvuta, spectrometer ya kusoma moja kwa moja na EDX ilitumiwa kufanya uchambuzi wa sehemu kwenye maeneo ya kasoro na matrix ya vipengele vitatu vya alloy. Jedwali la 1 linaonyesha matokeo ya mtihani wa wasifu wa 6005A. Matokeo ya EDX yanaonyesha kuwa utungaji wa nafasi ya stacking ya chembe za kuvuta kimsingi ni sawa na ile ya matrix. Kwa kuongeza, baadhi ya chembe ndogo za uchafu hukusanywa ndani na karibu na kasoro ya kuvuta, na chembe za uchafu zina C, O (au Cl), au Fe, Si, na S.
Uchambuzi wa kasoro za 6005A zilizo na oksidi laini unaonyesha kuwa chembe za kuvuta ni kubwa kwa ukubwa (1-5mm), uso umewekwa zaidi, na kuna mikwaruzo ya hatua kwenye sehemu ya mbele; Utunzi uko karibu na matrix ya Al, na kutakuwa na awamu tofauti zenye Fe, Si, C, na O zikisambazwa kuzunguka. Inaonyesha kwamba utaratibu wa malezi ya kuunganisha ya aloi tatu ni sawa.
Wakati wa mchakato wa extrusion, msuguano wa mtiririko wa chuma utasababisha joto la ukanda wa kazi wa mold kuongezeka, na kutengeneza "safu ya alumini yenye nata" kwenye makali ya kukata mlango wa ukanda wa kazi. Wakati huo huo, Si ya ziada na vitu vingine kama vile Mn na Cr kwenye aloi ya alumini ni rahisi kuunda suluhisho thabiti na Fe, ambayo itakuza uundaji wa "safu ya alumini yenye nata" kwenye mlango wa eneo la kazi la ukungu.
Wakati chuma kinapita mbele na kusugua dhidi ya ukanda wa kazi, hali ya kuheshimiana ya kuunganisha-kurarua-mshikamano unaoendelea hutokea katika nafasi fulani, na kusababisha chuma kuzidi juu katika nafasi hii. Wakati chembe zinaongezeka kwa ukubwa fulani, Itavutwa mbali na bidhaa inayozunguka na kuunda alama za mwanzo kwenye uso wa chuma. Itabaki juu ya uso wa chuma na kuunda chembe za kuvuta mwishoni mwa mwanzo. kwa hivyo, inaweza kuzingatiwa kuwa uundaji wa chembe zenye ukali unahusiana hasa na alumini inayoshikamana na ukanda wa kufanya kazi wa mold. Awamu tofauti tofauti zinazosambazwa karibu nayo zinaweza kutoka kwa mafuta ya kulainisha, oksidi au chembe za vumbi, pamoja na uchafu unaoletwa na uso mbaya wa ingot.
Walakini, idadi ya mvuto katika matokeo ya mtihani wa 6005A ni ndogo na digrii ni nyepesi. Kwa upande mmoja, ni kutokana na chamfering katika kuondoka kwa ukanda wa kazi wa mold na polishing makini ya ukanda wa kazi ili kupunguza unene wa safu ya alumini; kwa upande mwingine, inahusiana na ziada ya maudhui ya Si.
Kwa mujibu wa matokeo ya utungaji wa usomaji wa moja kwa moja, inaweza kuonekana kuwa pamoja na Si pamoja na Mg Mg2Si, Si iliyobaki inaonekana kwa namna ya dutu rahisi.
2.2 Chembe ndogo juu ya uso
Chini ya ukaguzi wa kuona wa ukuzaji wa chini, chembe ni ndogo (≤0.5mm), sio laini kwa kugusa, huwa na hisia kali, na kushikamana na uso wa wasifu. Ikizingatiwa chini ya 100X, chembe ndogo kwenye uso zinasambazwa kwa nasibu, na kuna chembe za ukubwa mdogo zilizounganishwa kwenye uso bila kujali kama kuna mikwaruzo au la;
Katika 500X, bila kujali kama kuna mikwaruzo ya wazi ya hatua kwenye uso kando ya mwelekeo wa extrusion, chembe nyingi bado zimeunganishwa, na ukubwa wa chembe hutofautiana. Ukubwa wa chembe kubwa ni karibu 15 μm, na chembe ndogo ni karibu 5 μm.
Kupitia uchanganuzi wa utungaji wa chembe za uso wa aloi 6060 na tumbo lisilobadilika, chembe hizo huundwa hasa na vipengele vya O, C, Si, na Fe, na maudhui ya alumini ni ya chini sana. Takriban chembe zote zina vipengele vya O na C. Muundo wa kila chembe ni tofauti kidogo. Miongoni mwao, chembe ni karibu na 10 μm, ambayo ni ya juu zaidi kuliko tumbo Si, Mg, na O; Katika chembe c, Si, O, na Cl ni wazi zaidi; Chembe d na f zina Si, O, na Na za juu; chembe e vyenye Si, Fe, na O; h chembe ni misombo yenye Fe. Matokeo ya chembe 6060 ni sawa na hii, lakini kwa sababu maudhui ya Si na Fe katika 6060 yenyewe ni ya chini, yaliyomo ya Si na Fe katika chembe za uso pia ni ya chini; maudhui ya C katika chembe 6060 ni ya chini kiasi.
Chembe za uso zinaweza zisiwe chembe ndogo moja, lakini pia zinaweza kuwepo katika mfumo wa miunganisho ya chembe nyingi ndogo zenye maumbo tofauti, na asilimia kubwa ya vipengele tofauti katika chembe tofauti hutofautiana. Inaaminika kuwa chembe hizo zinajumuisha aina mbili. Moja ni minyunyuko kama vile AlFeSi na elemental Si, ambayo hutoka kwa awamu za uchafu wa kiwango cha juu myeyuko kama vile FeAl3 au AlFeSi(Mn) kwenye ingot, au awamu za kunyesha wakati wa mchakato wa extrusion. Nyingine ni mambo ya kigeni yanayoambatana.
2.3 Athari ya ukali wa uso wa ingot
Wakati wa mtihani, iligundua kuwa uso wa nyuma wa lathe ya fimbo ya 6005A ilikuwa mbaya na yenye vumbi. Kulikuwa na vijiti viwili vilivyo na alama za zana za kugeuza za ndani kabisa katika maeneo ya karibu, ambayo yalilingana na ongezeko kubwa la idadi ya vuta baada ya kuchomoa, na saizi ya mvuto mmoja ilikuwa kubwa zaidi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7.
Fimbo ya 6005A haina lathe, hivyo ukali wa uso ni mdogo na idadi ya kuvuta imepunguzwa. Kwa kuongeza, kwa kuwa hakuna maji ya ziada ya kukata yaliyounganishwa na alama za lathe ya fimbo ya kutupwa, maudhui ya C katika chembe zinazofanana hupunguzwa. Inathibitishwa kuwa alama za kugeuka juu ya uso wa fimbo ya kutupwa zitazidisha kuvuta na kutengeneza chembe kwa kiasi fulani.
3 Mazungumzo
(1) Vipengele vya kasoro za kuvuta kimsingi ni sawa na zile za tumbo. Ni chembe za kigeni, ngozi ya zamani juu ya uso wa ingot na uchafu mwingine uliokusanywa kwenye ukuta wa pipa la extrusion au eneo lililokufa la mold wakati wa mchakato wa extrusion, ambayo huletwa kwenye uso wa chuma au safu ya alumini ya kazi ya mold. ukanda. Wakati bidhaa inapita mbele, scratches ya uso husababishwa, na wakati bidhaa hujilimbikiza kwa ukubwa fulani, hutolewa nje na bidhaa ili kuunda kuvuta. Baada ya oxidation, kuvuta kulikuwa na kutu, na kwa sababu ya ukubwa wake mkubwa, kulikuwa na kasoro kama shimo huko.
(2) Chembe za uso wakati mwingine huonekana kama chembe ndogo moja, na wakati mwingine zipo katika umbo lililojumlishwa. Muundo wao ni dhahiri tofauti na ule wa matrix, na haswa ina vipengele vya O, C, Fe, na Si. Baadhi ya chembe hizo hutawaliwa na vipengele vya O na C, na baadhi ya chembe hutawaliwa na O, C, Fe, na Si. Kwa hivyo, inakisiwa kuwa chembe za uso hutoka kwa vyanzo viwili: moja ni mvua kama vile AlFeSi na elemental Si, na uchafu kama vile O na C huzingatiwa juu ya uso; Nyingine ni mambo ya kigeni yanayoambatana. Chembe hizo huharibiwa na kutu baada ya oxidation. Kutokana na ukubwa wao mdogo, hawana au athari kidogo juu ya uso.
(3) Chembe zenye vipengele vingi vya C na O hutoka hasa kwenye mafuta ya kulainisha, vumbi, udongo, hewa, n.k. zinazoshikamana na uso wa ingot. Sehemu kuu za mafuta ya kulainisha ni C, O, H, S, nk, na sehemu kuu ya vumbi na udongo ni SiO2. Maudhui ya O ya chembe za uso kwa ujumla ni ya juu. Kwa sababu chembe hizo ziko katika hali ya joto la juu mara tu baada ya kuacha ukanda wa kufanya kazi, na kwa sababu ya eneo kubwa maalum la uso wa chembe, huvutia kwa urahisi atomi O katika hewa na kusababisha oxidation baada ya kuwasiliana na hewa, na kusababisha O ya juu. yaliyomo kuliko matrix.
(4) Fe, Si, nk. hasa hutoka kwa oksidi, viwango vya zamani na awamu za uchafu kwenye ingot (hatua ya juu ya kuyeyuka au awamu ya pili ambayo haijaondolewa kikamilifu na homogenization). Kipengele cha Fe hutoka kwa Fe katika ingo za alumini, na kutengeneza awamu za uchafu wa kiwango cha juu cha kuyeyuka kama vile FeAl3 au AlFeSi(Mn), ambacho hakiwezi kuyeyushwa katika myeyusho madhubuti wakati wa mchakato wa kuunganishwa, au haijabadilishwa kikamilifu; Si ipo kwenye matrix ya aluminium katika mfumo wa Mg2Si au suluhu thabiti iliyojaa maji ya Si wakati wa mchakato wa utumaji. Wakati wa mchakato wa moto wa extrusion ya fimbo ya kutupwa, ziada ya Si inaweza kuongezeka. Umumunyifu wa Si katika alumini ni 0.48% kwa 450°C na 0.8% (wt%) kwa 500°C. Yaliyomo ya Si ya ziada katika 6005 ni takriban 0.41%, na Si iliyoanguka inaweza kuwa mkusanyiko na mvua inayosababishwa na kushuka kwa viwango vya mkusanyiko.
(5) Alumini inayoshikamana na ukanda wa kufanya kazi wa ukungu ndio sababu kuu ya kuvuta. Kifa cha extrusion ni mazingira ya hali ya juu ya joto na shinikizo la juu. Msuguano wa mtiririko wa chuma utaongeza joto la ukanda wa kazi wa mold, na kutengeneza "safu ya alumini yenye nata" kwenye makali ya kukata ya mlango wa ukanda wa kazi.
Wakati huo huo, Si ya ziada na vitu vingine kama vile Mn na Cr kwenye aloi ya alumini ni rahisi kuunda suluhisho thabiti na Fe, ambayo itakuza uundaji wa "safu ya alumini yenye nata" kwenye mlango wa eneo la kazi la ukungu. Chuma kinachopita kupitia "safu ya alumini yenye nata" ni ya msuguano wa ndani (shear ya kuteleza ndani ya chuma). Chuma huharibika na kuwa ngumu kutokana na msuguano wa ndani, ambayo inakuza chuma cha msingi na mold kushikamana pamoja. Wakati huo huo, ukanda wa kufanya kazi wa mold huharibika katika sura ya tarumbeta kutokana na shinikizo, na alumini yenye nata inayoundwa na sehemu ya kukata ya ukanda wa kufanya kazi unaowasiliana na wasifu ni sawa na makali ya kukata chombo cha kugeuka.
Uundaji wa alumini yenye nata ni mchakato wenye nguvu wa ukuaji na kumwaga. Chembe huletwa mara kwa mara na wasifu.Kushikamana na uso wa wasifu, kutengeneza kasoro za kuvuta. Ikiwa inapita moja kwa moja nje ya ukanda wa kazi na inatangazwa mara moja juu ya uso wa wasifu, chembe ndogo zinazozingatiwa kwa joto kwenye uso huitwa "chembe za adsorption". Ikiwa baadhi ya chembe zitavunjwa na aloi ya alumini ya extruded, baadhi ya chembe zitashika kwenye uso wa ukanda wa kazi wakati wa kupitia ukanda wa kazi, na kusababisha scratches juu ya uso wa wasifu. Mwisho wa mkia ni matrix ya alumini iliyopangwa. Wakati kuna alumini nyingi zimekwama katikati ya ukanda wa kazi (kifungo ni imara), itaongeza scratches ya uso.
(6) Kasi ya extrusion ina ushawishi mkubwa juu ya kuvuta. Ushawishi wa kasi ya extrusion. Kuhusiana na aloi ya 6005 inayofuatiliwa, kasi ya extrusion huongezeka ndani ya safu ya majaribio, halijoto ya kituo huongezeka, na idadi ya chembe za kuvuta uso huongezeka na kuwa nzito kadiri mistari ya kimitambo inavyoongezeka. Kasi ya extrusion inapaswa kuwekwa kwa utulivu iwezekanavyo ili kuepuka mabadiliko ya ghafla katika kasi. Kasi ya kuzidisha kasi na halijoto ya juu itasababisha msuguano ulioongezeka na uvutaji mkubwa wa chembe. Utaratibu maalum wa athari ya kasi ya extrusion kwenye jambo la kuvuta inahitaji ufuatiliaji na uthibitishaji unaofuata.
(7) Ubora wa uso wa fimbo ya kutupwa pia ni jambo muhimu linaloathiri chembe za kuvuta. Uso wa fimbo ya kutupwa ni mbaya, na burrs ya sawing, stains ya mafuta, vumbi, kutu, nk, ambayo yote huongeza tabia ya kuunganisha chembe.
4 Hitimisho
(1) Muundo wa kasoro za kuvuta ni sawa na ule wa tumbo; utungaji wa nafasi ya chembe ni dhahiri tofauti na ule wa matriki, hasa yenye vipengele vya O, C, Fe, na Si.
(2) Kasoro za chembe za kuvuta husababishwa zaidi na alumini kushikamana na ukanda wa kazi wa ukungu. Mambo yoyote ambayo yanakuza alumini kushikamana na ukanda wa kufanya kazi wa mold itasababisha kasoro za kuvuta. Juu ya msingi wa kuhakikisha ubora wa fimbo ya kutupwa, kizazi cha chembe za kuvuta hazina athari ya moja kwa moja kwenye muundo wa alloy.
(3) Matibabu sahihi ya moto yanafaa kwa kupunguza kuvuta uso.
Muda wa kutuma: Sep-10-2024
