Aluminio-aleazioko estrusio-materialen estrusio-prozesuan, batez ere aluminiozko profilak, gainazalean "pitting" akats bat gertatzen da askotan. Adierazpen espezifikoen artean tumore oso txikiak daude, dentsitate ezberdinekin, isatsekin eta eskuaren sentsazio agerikoa, erpin sentimenduarekin. Oxidazio edo gainazaleko tratamendu elektroforetikoaren ondoren, sarritan produktuaren gainazalean itsasten diren granulo beltz gisa agertzen dira.
Sekzio handiko profilen estrusio-ekoizpenean, akats hau litekeena da lingotearen egituraren, estrusio-tenperaturaren, estrusio-abiaduraren, moldearen konplexutasunaren eta abarren eraginaren ondorioz. profilaren gainazalaren aurretratamendu-prozesua, batez ere alkalino-grabatu prozesua, tamaina handiko eta irmo atxikitako partikula kopuru txiki bat profilaren gainazalean geratzen den bitartean, azken produktuaren itxura-kalitateari eragiten dio.
Eraikineko ateen eta leihoen profilaren produktu arruntetan, bezeroek, oro har, akats txikiak onartzen dituzte, baina propietate mekanikoetan eta dekorazio-errendimenduan enfasi berdina edo dekorazio-errendimenduan enfasi handiagoa behar duten industria-profiletan, oro har, bezeroek ez dute akats hori onartzen, batez ere zulodun akatsak. atzeko kolore ezberdinarekin bat ez datorrena.
Partikula zakarren eraketa-mekanismoa aztertzeko, aleazio-konposizio eta estrusio-prozesu ezberdinetan dauden akatsen kokapenen morfologia eta konposizioa aztertu ziren, eta akatsen eta matrizearen arteko desberdintasunak alderatu ziren. Partikula zakarrak modu eraginkorrean konpontzeko zentzuzko irtenbide bat aurkeztu zen eta proba proba bat egin zen.
Profilen pitting-akatsak konpontzeko, beharrezkoa da pitting-akatsen eraketa mekanismoa ulertzea. Estrusio prozesuan, aluminioa estrusiozko materialen gainazalean akatsen kausa nagusia da trokelaren laneko gerrikoari itsastea. Hau da, aluminioaren estrusio-prozesua 450 °C inguruko tenperatura altuan egiten delako. Deformazio-beroaren eta marruskadura-beroaren ondorioak gehitzen badira, metalaren tenperatura handiagoa izango da trokel-zulotik ateratzen denean. Produktua trokel-zulotik irteten denean, tenperatura altua dela eta, metalaren eta moldearen laneko gerrikoaren artean aluminioa itsasten den fenomenoa dago.
Lotura honen forma hau izan ohi da: lotura – urratu – lotura – berriro urratzea prozesu errepikatua, eta produktua aurrera doa, produktuaren gainazalean zulo txiki asko sortzen direlarik.
Lotura-fenomeno hau lingotearen kalitatea, moldearen lan-uhalaren gainazaleko egoera, estrusio-tenperatura, estrusio-abiadura, deformazio-maila eta metalaren deformazio-erresistentzia bezalako faktoreekin lotuta dago.
1 Proba materialak eta metodoak
Aurretiazko ikerketen bidez, metalurgia purutasuna, moldearen egoera, estrusio-prozesua, osagaiak eta ekoizpen-baldintzek gainazaleko partikulen eragina izan dezaketela jakin genuen. Saiakeran, aleaziozko bi hagaxka erabili ziren, 6005A eta 6060, sekzio bera estruzitzeko. Zakartutako partikulen posizioen morfologia eta konposizioa irakurketa zuzeneko espektrometroaren eta SEM detektatzeko metodoen bidez aztertu ziren, eta inguruko matrize normalarekin alderatu ziren.
Pitsuen eta partikulen bi akatsen morfologia argi eta garbi bereizteko, honela definitzen dira:
(1) Pitted akatsak edo tira-akatsak puntu-akats mota bat da, hau da, zapaburu-itxurako edo puntu-itxurako marradura-akats irregularra, profilaren gainazalean agertzen dena. Akatsa scratch-lerrotik hasten da eta akatsa erortzean amaitzen da, scratch-lerroaren amaieran metalezko babarrunetan metatuz. Piztutako akatsaren tamaina, oro har, 1-5 mm-koa da, eta beltz iluna bihurtzen da oxidazio-tratamenduaren ondoren, eta horrek azken finean profilaren itxurari eragiten dio, 1. Irudiko zirkulu gorrian erakusten den moduan.
(2) Azaleko partikulei metalezko babarrunak edo adsortzio partikulak ere deitzen zaie. Aluminio aleazioko profilaren gainazala metalezko partikula gogor gris-beltza esferikoekin lotuta dago eta egitura solte bat du. Bi motatako aluminio-aleazioko profilak daude: garbitu daitezkeenak eta garbitu ezin direnak. Tamaina, oro har, 0,5 mm baino txikiagoa da, eta ukipenean zakarra sentitzen da. Aurrealdean ez dago marradurarik. Oxidazioaren ondoren, ez da matrizearekiko oso desberdina, 1. irudiko zirkulu horian ikusten den bezala.
2 Proben emaitzak eta analisia
2.1 Azalera tiratzeko akatsak
2. irudiak 6005A aleazioaren gainazaleko tirakatze-akatsaren morfologia mikroegiturala erakusten du. Urratsaren antzeko marradurak daude tiraketaren aurreko aldean, eta pilatutako noduluekin amaitzen dira. Noduluak agertu ondoren, gainazala normaltasunera itzultzen da. Zakartasunaren akatsaren kokapena ez da ukipenerako leuna, arantza-sentimendu zorrotza du eta profilaren gainazalean itsasten edo metatzen da. Estrusio-probaren bidez, 6005A eta 6060 estrusio-profilen tirakatze-morfologia antzekoa dela ikusi zen, eta produktuaren isats-muturra buru-muturra baino gehiago dela; aldea da 6005A-ren tiraketa-tamaina orokorra txikiagoa dela eta marraduraren sakonera ahuldu egiten dela. Aleazio-konposizioan, fundiziozko haga-egoeran eta molde-baldintzetan izandako aldaketekin erlazionatuta egon daiteke. 100X azpian ikusita, tira-eremuaren aurreko muturrean marradura-markak nabariak daude, estrusioaren norabidean luzatzen dena, eta azken nodulu partikulen forma irregularra da. 500X-n, tiratzeko gainazalaren aurrealdeko muturrak estrusio-noranzkoan zehar urrats-formako marradurak ditu (akats honen tamaina 120 μm ingurukoa da), eta buztaneko partikula nodularetan pilaketa-markak nabariak daude.
Tiraketaren kausak aztertzeko, irakurketa zuzeneko espektrometroa eta EDX erabili ziren osagaien analisia egiteko hiru aleazio osagaien akatsen kokapenen eta matrizearen gainean. 1. taulan 6005A profilaren proben emaitzak erakusten dira. EDX-ren emaitzek erakusten dute tira-partikulen pilaketa-posizioaren konposizioa funtsean matrizearen antzekoa dela. Gainera, ezpurutasun-partikula fin batzuk tira-akatsean eta inguruan pilatzen dira, eta ezpurutasun-partikulak C, O (edo Cl) edo Fe, Si eta S dituzte.
6005A extrusionatutako profilen oxidazio finaren akatsen analisiak erakusten du tira-partikulak tamaina handikoak direla (1-5 mm), gainazala gehienetan pilatuta dagoela eta aurreko atalean urrats antzeko marradurak daudela; Konposizioa Al matrizetik hurbil dago, eta horren inguruan banatuta Fe, Si, C eta O duten fase heterogeneoak egongo dira. Hiru aleazioen tiraka eratzeko mekanismoa berdina dela erakusten du.
Estrusio-prozesuan, metal-fluxuaren marruskadurak moldearen lan-uhalaren tenperatura igoko du, lan-uhalaren sarrerako punta-ertzean "aluminiozko geruza itsaskorra" osatuz. Aldi berean, gehiegizko Si eta aluminiozko aleazioko Mn eta Cr bezalako beste elementu batzuk errazak dira Fe-rekin ordezko soluzio solidoak osatzeko, eta horrek "aluminiozko geruza itsaskorra" sortzea sustatuko du moldearen lan eremuaren sarreran.
Metala aurrera doan heinean eta lan-uhalaren aurka igurtzi ahala, etengabeko lotura-urraketa-lotura-fenomeno bat gertatzen da posizio jakin batean, eta metala etengabe gainjartzea eragiten du posizio horretan. Partikulak tamaina jakin batera hazten direnean, isurtzen ari den produktuak urrunduko du eta marradura-markak sortuko ditu metalezko gainazalean. Metalezko gainazalean geratuko da eta marraduraren amaieran tiraka-partikulak eratuko ditu. hortaz, kontsidera daiteke partikula zakartuen eraketa moldearen laneko gerrikoari aluminioari lotuta dagoela batez ere. Inguruan banatzen diren fase heterogeneoek olio lubrifikatzaile, oxido edo hauts partikulen jatorria izan dezakete, baita lingotearen gainazal zakarrak ekarritako ezpurutasunetatik ere.
Hala ere, 6005A probaren emaitzetan tirada kopurua txikiagoa da eta gradua arinagoa da. Alde batetik, moldearen lan-uhalaren irteeran txanflatutako eta lan-uhalaren leunketa kontu handiz, aluminio-geruzaren lodiera murrizteko; bestetik, gehiegizko Si edukiarekin lotuta dago.
Irakurketa zuzeneko konposizio espektralaren emaitzen arabera, ikus daiteke Si Mg Mg2Si-rekin konbinatuta gain, gainerako Si substantzia sinple baten moduan agertzen dela.
2.2 Azaleko partikula txikiak
Handipen txikiko ikuskapenaren arabera, partikulak txikiak dira (≤0,5 mm), ukipenerako ez dira leunak, sentsazio zorrotza dute eta profilaren gainazalean atxikitzen dira. 100X azpian ikusita, gainazaleko partikula txikiak ausaz banatzen dira, eta gainazalean tamaina txikiko partikulak daude, marradurak dauden edo ez kontuan hartu gabe;
500X-n, estrusio-noranzkoan gainazalean urrats itxurako marradura nabariak dauden ala ez, partikula asko atxikita daude oraindik eta partikulen tamainak aldatzen dira. Partikula tamaina handiena 15 μm ingurukoa da, eta partikula txikiak 5 μm ingurukoa.
6060 aleazio gainazaleko partikulen eta matrize osoaren konposizioaren analisiaren bidez, partikulak O, C, Si eta Fe elementuz osatuta daude batez ere, eta aluminio-edukia oso baxua da. Ia partikula guztiek O eta C elementuak dituzte. Partikula bakoitzaren konposizioa zertxobait desberdina da. Horien artean, a partikulak 10 μm-tik hurbil daude, eta hori Si, Mg eta O matrizea baino nabarmen handiagoa da; C partikuletan, Si, O eta Cl, jakina, handiagoak dira; d eta f partikulek Si, O eta Na altuak dituzte; e partikulek Si, Fe eta O dituzte; h partikulak Fe duten konposatuak dira. 6060 partikulen emaitzak antzekoak dira, baina 6060an bertan Si eta Fe edukia txikia denez, gainazaleko partikulen Si eta Fe edukiak ere baxuak dira; 6060 partikulen C edukia nahiko baxua da.
Azaleko partikulak ez dira partikula txiki bakarrak izan, baina forma ezberdineko partikula txiki askoren agregazio moduan ere egon daitezke, eta partikula ezberdinetan elementu ezberdinen masa-portzentajeak aldatu egiten dira. Uste da partikulak bi motatakoak direla batez ere. Bata AlFeSi eta Si elementala bezalako hauspeakinak dira, lingotean dauden urtze-puntu handiko ezpurutasun-faseetatik sortzen direnak, hala nola, FeAl3 edo AlFeSi(Mn), edo estrusio-prozesuan prezipitatutako faseetatik. Bestea atzerriko materia atxikia da.
2.3 Lingotearen gainazaleko zimurtasunaren eragina
Proba egin bitartean, 6005A fundiziozko haga tornuaren atzeko gainazala zakarra eta hautsez zikinduta zegoela ikusi zen. Torneatzeko erremintaren markarik sakonenak zituzten bi hagak zeuden tokiko tokietan, estrusioaren ondoren tirakada-kopuruaren gehikuntza nabarmenari zegokiona, eta tiraketa bakarraren tamaina handiagoa zen, 7. Irudian ikusten den bezala.
6005A fundiziozko hagaxkak ez du tornurik, beraz gainazaleko zimurtasuna txikia da eta tiraketa kopurua murrizten da. Horrez gain, ebakitzeko gehiegizko fluidorik ez dagoenez fundiziozko hagatxoaren tornuaren markei lotuta, dagokien partikulen C edukia murrizten da. Frogatuta dago fundiziozko hagaaren gainazaleko biraketa-markek tiraka eta partikulak eraketa areagotu egingo dutela neurri batean.
3 Eztabaida
(1) Tira-akatsen osagaiak, funtsean, matrizearen berdinak dira. Partikula arrotzak, lingotearen gainazaleko azal zaharra eta estrusio-upelaren horman metatutako beste ezpurutasun batzuk edo estrusio-prozesuan moldearen eremu hildakoak dira, metalezko gainazalera edo moldearen aluminiozko geruzara eramaten direnak. gerrikoa. Produktua aurrera doan heinean, gainazaleko marradurak sortzen dira, eta produktua tamaina jakin batera pilatzen denean, produktuak ateratzen du tira egiteko. Oxidazioaren ondoren, tiraka herdoildu egin zen, eta bere tamaina handia zela eta, hobi itxurako akatsak zeuden bertan.
(2) Azaleko partikulak batzuetan partikula txiki bakar gisa agertzen dira, eta beste batzuetan forma agregatuan existitzen dira. Haien osaera, jakina, matrizearenaren desberdina da, eta batez ere O, C, Fe eta Si elementuak ditu. Partikula batzuetan O eta C elementuak dira nagusi, eta partikula batzuetan O, C, Fe eta Si dira nagusi. Hori dela eta, gainazaleko partikulak bi iturritatik datozela ondorioztatzen da: bata AlFeSi eta Si elementala bezalako prezipitatuak dira, eta O eta C bezalako ezpurutasunak gainazalean itsasten dira; Bestea atzerriko materia atxikia da. Oxidazioaren ondoren partikulak herdoildu egiten dira. Tamaina txikia dela eta, gainazalean eraginik ez edo gutxi dute.
(3) C eta O elementuetan aberatsak diren partikulak, batez ere, lingotearen gainazalean atxikitako olio lubrifikatzailetik, hautsetik, lurzorutik, airetik eta abarretatik datoz. Olio lubrifikatzailearen osagai nagusiak C, O, H, S, etab. dira, eta hautsaren eta lurzoruaren osagai nagusia SiO2 da. Azaleko partikulen O edukia altua da oro har. Partikulak laneko gerrikotik irten eta berehala tenperatura altuko egoeran daudenez eta partikulen azalera espezifiko handia dela eta, erraz xurgatzen dituzte O atomoak airean eta oxidazioa eragiten dute airearekin kontaktuan egon ondoren, eta ondorioz, O handiagoa da. matrizea baino edukia.
(4) Fe, Si eta abar lingotean dauden oxidoetatik, eskala zaharretik eta ezpurutasun-faseetatik datoz batik bat (homogeneizazioaren bidez guztiz ezabatzen ez den urtze-puntu altua edo bigarren fasea). Fe elementua aluminiozko lingoteetan Fe-tik sortzen da, homogeneizazio prozesuan disoluzio solidoan disolbatu ezin daitezkeenak edo guztiz bihurtzen ez diren urtze-puntu handiko ezpurutasun-fasak eratuz, hala nola FeAl3 edo AlFeSi(Mn); Si aluminiozko matrizean Mg2Si forman edo Si-ren soluzio solido gainsaturatuan dago galdaketa-prozesuan. Galdatutako hagatxoaren estrusio-prozesu beroan zehar, Si soberan hauspea daiteke. Si-ren disolbagarritasuna aluminioan % 0,48koa da 450 °C-tan eta % 0,8 (pisuaren %) 500 °C-tan. 6005eko gehiegizko Si edukia % 0,41 ingurukoa da, eta prezipitatutako Si-a kontzentrazio-gorabeherek eragindako agregazioa eta prezipitazioa izan daiteke.
(5) Moldearen laneko gerrikoari eusten zaion aluminioa tiraren kausa nagusia da. Estrusiozko trokela tenperatura eta presio handiko ingurunea da. Metal-fluxuaren marruskadurak moldearen lan-uhalaren tenperatura handituko du, lan-uhalaren sarrerako ebaketa-ertzean "aluminiozko geruza itsaskorra" osatuz.
Aldi berean, gehiegizko Si eta aluminiozko aleazioko Mn eta Cr bezalako beste elementu batzuk errazak dira Fe-rekin ordezko soluzio solidoak osatzeko, eta horrek "aluminiozko geruza itsaskorra" sortzea sustatuko du moldearen lan eremuaren sarreran. "Aluminio-geruza itsaskorra" zeharkatzen duen metala barne-marruskadurari dagokio (metalaren barruko zizaila irristakorra). Metala deformatu eta gogortu egiten da barne-marruskaduraren ondorioz, eta horrek azpiko metala eta moldea elkarrekin itsastea sustatzen du. Aldi berean, moldearen laneko gerrikoa tronpeta forma batean deformatzen da presioaren ondorioz, eta laneko gerrikoaren ebaketa-ertz zatiak profilarekin kontaktuan jartzen duen ebaketa-ertzaren zatiak eratzen duen aluminio itsaskorra torneatzeko tresna baten ebaketa-ertzaren antzekoa da.
Aluminio itsaskorraren eraketa hazkuntza eta isurketa prozesu dinamikoa da. Profilak etengabe ateratzen ditu partikulak. Profilaren gainazalean itsatsi, tiraka akatsak sortuz. Laneko gerrikotik zuzenean isurtzen bada eta profilaren gainazalean berehala xurgatzen bada, gainazalean termikoki atxikitako partikula txikiei "adsortzio-partikula" deitzen zaie. Estrusiozko aluminiozko aleazioarekin partikula batzuk hautsiko badira, partikula batzuk lan-uhalaren gainazalean itsatsiko dira lan-uhaletik igarotzean, profilaren gainazalean marradurak eraginez. Buztan muturra pilatutako aluminiozko matrizea da. Laneko uhalaren erdian aluminio asko itsatsita dagoenean (lotura sendoa da), gainazaleko marradurak areagotu egingo ditu.
(6) Estrusio-abiadurak eragin handia du tiraketan. Estrusio abiaduraren eragina. Jarraitutako 6005 aleazioari dagokionez, estrusio-abiadura handitu egiten da proba-barrutiaren barruan, irteerako tenperatura handitzen da eta gainazaleko tira-partikulen kopurua handitu eta astunagoa bihurtzen da lerro mekanikoak handitu ahala. Estrusio-abiadura ahalik eta egonkorren mantendu behar da, abiaduraren bat-bateko aldaketak saihesteko. Gehiegizko estrusio-abiadura eta irteera-tenperatura altuak marruskadura areagotzea eta partikulen tiraketa larria ekarriko du. Estrusio-abiadurak tira-fenomenoan duen eragina duen mekanismo espezifikoak ondorengo jarraipena eta egiaztapena eskatzen ditu.
(7) Galdatutako hagaxkaren gainazaleko kalitatea tiraka partikulei eragiten dien faktore garrantzitsua da. Fundiziozko hagaaren gainazala latza da, zerra-babesak, olio-orbanak, hautsa, korrosioa, etab., eta horrek guztiak partikulak tiratzeko joera areagotzen du.
4 Ondorioa
(1) Tira-akatsen konposizioa matrizearenarekin bat dator; partikulen posizioaren osaera, jakina, matrizearena ezberdina da, batez ere O, C, Fe eta Si elementuak dituena.
(2) Partikularen akatsak, batez ere, aluminioa moldearen laneko gerrikoari itsatsita eragiten du. Moldearen laneko gerrikoari aluminioa itsastea sustatzen duen edozein faktorek tiraka akatsak eragingo ditu. Galdatutako hagatxoaren kalitatea bermatzeko premisarekin, tiraka partikulak sortzeak ez du eragin zuzenik aleazio-konposizioan.
(3) Suaren tratamendu uniforme egokia onuragarria da gainazaleko tiraketa murrizteko.
Argitalpenaren ordua: 2024-09-10
