По време на процеса на екструдиране на екструдирани материали с алуминиева сплав, особено алуминиеви профили, на повърхността често възниква „питинг“ дефект. Специфичните прояви включват много малки тумори с различна плътност, опашка и очевидно усещане за ръка, с бодливо усещане. След окисляване или електрофоретична повърхностна обработка, те често се появяват като черни гранули, прилепнали към повърхността на продукта.
При екструдиране на производството на профили в мащаб, този дефект е по-вероятно да възникне поради влиянието на структурата на слината, температурата на екструзия, скоростта на екструзия, сложността на плесени и др. Повечето от фините частици от дефекти на кожи могат да бъдат отстранени по време на Процесът на предварителна обработка на повърхността на профила, особено процесът на офорт на алкалите, докато малък брой големи, здраво залепени частици остават върху повърхността на профила, засягащи качеството на външния вид на крайния продукт.
В обикновените продукти на профила на сградата и профила на прозореца клиентите обикновено приемат незначителни дефекти, но за индустриални профили, които изискват равен акцент върху механичните свойства и декоративните характеристики или повече акцент върху декоративните показатели, клиентите обикновено не приемат този дефект, особено дефектите, които са дефекти, които са Несъответстващ на различния цвят на фона.
За да се анализира механизмът на образуване на груби частици, бяха анализирани морфологията и състава на дефектните места при различни състави на сплав и екструдиране и разликите между дефектите и матрицата бяха сравнени. Беше представено разумно решение за ефективно решаване на грубите частици и беше проведен пробен тест.
За да се решат дефектите на профилите на изкореняване, е необходимо да се разбере механизмът на образуване на дефекти на кожи. По време на процеса на екструзия алуминият, придържащ се към работния колан, е основната причина за изкореняване на дефекти върху повърхността на екструдирани алуминиеви материали. Това е така, защото процесът на екструзия на алуминий се провежда при висока температура от около 450 ° C. Ако се добавят ефектите на топлината на деформацията и топлината на триене, температурата на метала ще бъде по -висока, когато тя изтича от отвора на матрицата. Когато продуктът изтича от отвора на матрицата, поради високата температура, между метала и работещия колан на плесента има явление от алуминий, залепващ.
Формата на това свързване често е: повтарящ се процес на свързване - разкъсване - свързване - отново разкъсване и продуктът тече напред, което води до много малки ями на повърхността на продукта.
Това явление на свързване е свързано с фактори като качеството на слината, състоянието на повърхността на работния колан на плесен, температурата на екструзия, скоростта на екструзия, степента на деформация и устойчивостта на деформация на метала.
1 тестови материали и методи
Чрез предварителни изследвания научихме, че фактори като металургична чистота, статус на плесен, процес на екструзия, съставки и производствени условия могат да повлияят на частиците, разрушени от повърхността. В теста бяха използвани два легирани пръта, 6005A и 6060 за екструдиране на същия участък. Морфологията и съставът на грапавите позиции на частиците бяха анализирани чрез директно четене на спектрометър и методи за откриване на SEM и се сравняват със заобикалящата нормална матрица.
За да се разграничат ясно морфологията на двата дефекта на кожи и частици, те се дефинират по следния начин:
(1) Дефектите на копчетата или дърпане на дефекти е вид точков дефект, който е неправилен дефект на тадполи или точкоподобно надраскване, който се появява на повърхността на профила. Дефектът започва от ивицата на надраскване и завършва с падане на дефекта, натрупвайки се в метален фасул в края на линията на надраскване. Размерът на дефекта на изкореняване обикновено е 1-5 мм и става тъмно черно след обработка на окисляване, което в крайна сметка влияе върху появата на профила, както е показано в червения кръг на фигура 1.
(2) Повърхностните частици също се наричат метални зърна или адсорбционни частици. Повърхността на профила на алуминиевата сплав е прикрепена със сферични сиво-черни твърди метални частици и има разхлабена структура. Има два вида профили на алуминиева сплав: тези, които могат да бъдат изтрити и тези, които не могат да бъдат изтрити. Размерът обикновено е по -малък от 0,5 мм и се чувства груб на пипане. В предната секция няма драскотина. След окисляване тя не се различава много от матрицата, както е показано в жълтия кръг на фигура 1.
2 резултати и анализ на теста
2.1 Дефекти на издърпване на повърхността
Фигура 2 показва микроструктурната морфология на дефекта на дърпане на повърхността на сплавта 6005A. В предната част на дърпането има стъпаловидни драскотини и те завършват с подредени възли. След появата на възлите повърхността се връща към нормалното. Местоположението на грубия дефект не е гладко на пипане, има остро трънливо усещане и се прилепва или се натрупва на повърхността на профила. Чрез теста за екструзия беше наблюдавано, че издърпващата морфология на 6005A и 6060 екструдирани профили е подобна, а опашният край на продукта е повече от края на главата; Разликата е, че общият размер на дърпане от 6005A е по -малък и дълбочината на надраскване е отслабена. Това може да е свързано с промените в състава на сплав, състоянието на отливката и условията на плесен. Наблюдавани под 100 пъти, на предния край на зоната на дърпане има очевидни следи от предния край на зоната, която се удължава по посоката на екструдиране, а формата на крайните частици на възли е неправилна. При 500x предният край на дърпащата повърхност има стъпка, подобни на драскотини по посоката на екструзия (размерът на този дефект е около 120 μm) и има очевидни маркировки за подреждане на нодуларните частици в края на опашката.
За да се анализират причините за дърпане, директният спектрометър за четене и EDX бяха използвани за провеждане на анализ на компонентите на дефектите и матрицата на трите компонента на сплав. Таблица 1 показва резултатите от теста на профила 6005A. Резултатите от EDX показват, че съставът на позицията на подреждане на издърпващите частици е основно подобен на този на матрицата. В допълнение, някои фини примеси се натрупват в и около дефекта на дърпане, а частиците на примесите съдържат С, О (или Cl) или Fe, Si и S.
Анализът на грубите дефекти на 6005A фини окислени екструдирани профили показва, че издърпващите частици са с големи размери (1-5 мм), повърхността е подредена най-вече и има стъпка, подобни на драскотини на предната част; Съставът е близо до матрицата Al и ще има хетерогенни фази, съдържащи Fe, Si, C и O, разпределени около него. Той показва, че механизмът за образуване на дърпане на трите сплави е един и същ.
По време на процеса на екструзия, триенето на металния поток ще доведе до повишаване на температурата на работещия колан от плесен, образувайки „лепкав алуминиев слой“ в режещия ръб на входа на работещия колан. В същото време излишъкът от SI и други елементи като Mn и Cr в алуминиевата сплав са лесни за образуване на заместващи твърди разтвори с Fe, което ще насърчи образуването на „лепкав алуминиев слой“ на входа на работната зона на плесен.
Докато металът тече напред и се втрива срещу работния колан, възвръщащо се явление на непрекъснато свързване на свързване се случва в определено положение, което води до това, че металът непрекъснато се наслагва на това положение. Когато частиците се увеличат до определен размер, той ще бъде издърпан от течащия продукт и ще образува драскотини върху металната повърхност. Той ще остане върху металната повърхност и ще образува издърпващи частици в края на нулата. Ето защо може да се счита, че образуването на груби частици е свързано главно с алуминиевия, залепващ към работен колан от плесен. Хетерогенните фази, разпределени около него, могат да произхождат от смазване на масло, оксиди или прахови частици, както и примеси, донесени от грапавата повърхност на сливането.
Броят на издърпването в резултатите от тестовете 6005A е по -малък, а степента е по -лека. От една страна, това се дължи на скоча при изхода на работещия колан от плесен и внимателното полиране на работещия колан за намаляване на дебелината на алуминиевия слой; От друга страна, тя е свързана със съдържанието на излишното Si.
Според резултатите от спектралния състав на директното четене, може да се види, че в допълнение към Si в комбинация с MG MG2SI, останалата Si се появява под формата на просто вещество.
2.2 Малки частици на повърхността
При визуална проверка с ниска магнификация частиците са малки (≤0,5 мм), а не гладки на пипане, имат остро усещане и се придържат към повърхността на профила. Наблюдавани под 100 пъти, малките частици на повърхността са разпределени на случаен принцип и има частици с малки размери, прикрепени към повърхността, независимо дали има драскотини или не;
При 500x, без значение дали има очевидни стъпка, подобни на стъпкови драскотини по повърхността по посоката на екструзия, все още са прикрепени много частици и размерите на частиците варират. Най -големият размер на частиците е около 15 μm, а малките частици са около 5 μm.
Чрез анализа на състава на повърхностните частици на сплав 6060 и непокътнатата матрица, частиците са съставени главно от O, C, Si и Fe елементи, а съдържанието на алуминий е много ниско. Почти всички частици съдържат O и C елементи. Съставът на всяка частица е малко по -различен. Сред тях частиците са близо до 10 μm, което е значително по -високо от матрицата Si, Mg и O; В C частици, Si, O и Cl очевидно са по -високи; Частиците D и F съдържат високи Si, O и Na; Частиците e съдържат Si, Fe и O; Н частиците са съдържащи Fe съединения. Резултатите от 6060 частици са подобни на това, но тъй като съдържанието на Si и Fe в самите 6060 е ниско, съответното съдържание на Si и Fe в повърхностните частици също са ниски; Съдържанието на C в 6060 частици е сравнително ниско.
Повърхностните частици може да не са единични малки частици, но могат да съществуват и под формата на агрегации на много малки частици с различни форми, а процентите на масата на различни елементи в различни частици варират. Смята се, че частиците са съставени главно от два вида. Единият е утайки като Alfesi и Elemental Si, които произхождат от високи фази на примеси на топене на топене като FEAL3 или Alfesi (MN) в блока или утайка на фазите по време на процеса на екструзия. Другото е прилепнала чужда материя.
2.3 Ефект от грапавостта на повърхността на слината
По време на теста беше установено, че задната повърхност на струга от хвърляне на пръчка 6005A е груба и оцветена с прах. Имаше две отливки с най -дълбоките маркировки за завъртане на местните места, които съответстваха на значително увеличение на броя на издърпването след екструзия, а размерът на едно издърпване е по -голям, както е показано на фигура 7.
Отливката от 6005A няма струг, така че грапавостта на повърхността е ниска и броят на издърпванията се намалява. В допълнение, тъй като няма излишна режеща течност, прикрепена към струговите знаци на отливащата пръчка, съдържанието на С в съответните частици се намалява. Доказано е, че завъртащите маркировки на повърхността на отливащата пръчка ще влошат издърпването и образуването на частици до известна степен.
3 дискусия
(1) Компонентите на дърпане на дефекти са основно същите като тези на матрицата. Това са чуждите частици, старата кожа на повърхността на сплита и други примеси, натрупани в стената на екструдиращата цев или мъртвата зона на формата по време на процеса на екструзия, които се привеждат в металната повърхност или алуминиевия слой на работата, работеща Колан. Тъй като продуктът тече напред, се причиняват повърхностни драскотини и когато продуктът се натрупва до определен размер, той се изважда от продукта, за да образува дърпане. След окисляването издърпването се корозира и поради големите му размери там имаше дефекти, подобни на ями.
(2) Повърхностните частици понякога се появяват като единични малки частици и понякога съществуват в агрегирана форма. Съставът им очевидно се различава от този на матрицата и главно съдържа O, C, Fe и Si елементи. Някои от частиците са доминирани от O и C елементи, а някои частици са доминирани от O, C, Fe и Si. Следователно се заключава, че повърхностните частици идват от два източника: един е утайка като алфеси и елементарен SI, а примесите като O и C се придържат към повърхността; Другото е прилепнала чужда материя. Частиците се разяждат след окисляване. Поради малкия си размер те нямат или малко влияние върху повърхността.
(3) Частици, богати на С и О елементи, идват главно от смазване на масло, прах, почва, въздух и др. Залепени към повърхността на сливането. Основните компоненти на смазващото масло са C, O, H, S и т.н., а основният компонент на праха и почвата е SiO2. Съдържанието на повърхностни частици обикновено е високо. Тъй като частиците са в състояние с висока температура веднага след напускане на работния ремък и поради голямата специфична повърхност на частиците, те лесно адсорбират O атомите във въздуха и причиняват окисляване след контакт с въздуха, което води до по -висок O O Съдържание от матрицата.
(4) Fe, Si и др. Главно идват от оксидите, старите фази на мащаба и примесите в сплита (висока точка на топене или втора фаза, която не е елиминирана напълно чрез хомогенизация). Фе елементът произхожда от Fe в алуминиеви блокове, образувайки високи фази на примеси на топене на топене като FEAL3 или Alfesi (MN), които не могат да бъдат разтворени в твърд разтвор по време на процеса на хомогенизация или не са напълно преобразувани; SI съществува в алуминиевата матрица под формата на MG2SI или свръхнаситен твърд разтвор на SI по време на процеса на леене. По време на горещия процес на екструдиране на отливащата пръчка, излишъкът на Si може да се утаи. Разтворимостта на Si в алуминий е 0,48% при 450 ° С и 0,8% (тегл.%) При 500 ° С. Съдържанието на излишък на Si в 6005 е около 0,41%, а утаената Si може да бъде агрегация и валежи, причинени от колебанията на концентрацията.
(5) Алуминиевият, който се придържа към работещия колан от плесен, е основната причина за дърпане. Екстузионната матрица е среда с висока температура и високо налягане. Триенето на металния поток ще повиши температурата на работния колан на формата, образувайки „лепкав алуминиев слой“ в режещия ръб на входа на работния колан.
В същото време излишъкът от SI и други елементи като Mn и Cr в алуминиевата сплав са лесни за образуване на заместващи твърди разтвори с Fe, което ще насърчи образуването на „лепкав алуминиев слой“ на входа на работната зона на плесен. Металът, преминаващ през „лепкавия алуминиев слой“, принадлежи на вътрешно триене (плъзгащо се срязване вътре в метала). Металният деформира и се втвърдява поради вътрешно триене, което насърчава основния метал и формата да се придържат заедно. В същото време работният колан от плесен се деформира във формата на тромпет поради налягането, а лепкавият алуминий, образуван от най -новата част на работния колан, контакт с профила, е подобен на режещия ръб на инструмента за завъртане.
Образуването на лепкав алуминий е динамичен процес на растеж и проливане. Частиците непрекъснато се извеждат от профила. Ако той изтича директно от работния колан и незабавно се адсорбира върху повърхността на профила, малките частици, термично залепени към повърхността, се наричат „адсорбционни частици“. Ако някои частици ще бъдат счупени от екструдираната алуминиева сплав, някои частици ще се придържат към повърхността на работния колан при преминаване през работния колан, причинявайки драскотини по повърхността на профила. Краят на опашката е подредената алуминиева матрица. Когато има много алуминий, забит в средата на работния колан (връзката е силна), тя ще влоши повърхностните драскотини.
(6) Скоростта на екструзия оказва голямо влияние върху дърпането. Влиянието на скоростта на екструзия. Що се отнася до проследената 6005 сплав, скоростта на екструзия се увеличава в рамките на тестовия диапазон, температурата на изхода се увеличава и броят на частиците за издърпване на повърхността се увеличава и става по -тежък с увеличаването на механичните линии. Скоростта на екструзия трябва да се поддържа възможно най -стабилна, за да се избегнат внезапни промени в скоростта. Прекомерната скорост на екструзия и високата температура на изхода ще доведат до повишено триене и сериозно дърпане на частици. Специфичният механизъм на въздействието на скоростта на екструзия върху феномена на дърпане изисква последващо проследяване и проверка.
(7) Качеството на повърхността на отливката също е важен фактор, влияещ върху дърпащите частици. Повърхността на отливащата пръчка е груба, с триони, маслени петна, прах, корозия и т.н., всички от които увеличават тенденцията на дърпане на частици.
4 Заключение
(1) Съставът на дърпане на дефекти е в съответствие с този на матрицата; Съставът на позицията на частиците очевидно е различен от този на матрицата, съдържаща главно O, C, Fe и Si елементи.
(2) Дефектите на издърпването на частиците са причинени главно от алуминиев, който се придържа към работещия колан от плесен. Всички фактори, които насърчават алуминиевия, който се придържа към работещия колан за плесен, ще причинят дефекти на дърпане. При предположението на осигуряването на качеството на отливащата пръчка генерирането на дърпащи частици няма пряко влияние върху състава на сплавта.
(3) Правилното равномерно обработка на пожар е полезно за намаляване на издърпването на повърхността.
Време за публикация: SEP-10-2024
