Estrusioen propietate mekanikoak espero bezalakoak ez badira, arreta normalean lingotearen hasierako konposizioan edo estrusio/zahartze baldintzetan jartzen da. Jende gutxik zalantzan jartzen du homogeneizazioa bera arazo bat izan daitekeen ala ez. Izan ere, homogeneizazio etapa funtsezkoa da kalitate handiko estrusioak ekoizteko. Homogeneizazio urratsa behar bezala kontrolatzen ez bada, honako hauek gerta daitezke:
●Haustura-presioaren igoera
●Akats gehiago
● Anodizatu ondoren marra-ehundurak
● Estrusio-abiadura txikiagoa
● Ezaugarri mekaniko eskasak
Homogeneizazio etaparen helburuak bi dira: burdina duten konposatu intermetalikoak fintzea, eta magnesioa (Mg) eta silizioa (Si) birbanatzea. Lingotearen mikroegitura homogeneizazioaren aurretik eta ondoren aztertuz, lingoteak estrusioan ondo funtzionatuko duen ala ez iragar daiteke.
Billetaren Homogeneizazioaren Eragina Gogortzean
6XXX estrusioetan, erresistentzia zahartzean zehar eratzen diren Mg eta Si aberatsak diren faseetatik dator. Fase hauek eratzeko gaitasuna elementuak zahartzea hasi aurretik disoluzio solidoan jartzearen mende dago. Mg eta Si azkenean disoluzio solidoaren parte izan daitezen, metala azkar hoztu behar da 530 °C-tik gora. Puntu horretatik gorako tenperaturetan, Mg eta Si naturalki aluminioan disolbatzen dira. Hala ere, estrusioan zehar, metala denbora gutxian bakarrik geratzen da tenperatura horren gainetik. Mg eta Si guztiak disolbatzen direla ziurtatzeko, Mg eta Si partikulak nahiko txikiak izan behar dira. Zoritxarrez, galdaketan zehar, Mg eta Si Mg₂Si bloke nahiko handi gisa hauspeatzen dira (1a irudia).
6060 lingoteentzako homogeneizazio ziklo tipiko bat 560 °C-tan izaten da 2 orduz. Prozesu honetan, lingotea 530 °C-tik gora denbora luzez mantentzen denez, Mg₂Si disolbatu egiten da. Hoztean, banaketa askoz finagoan berriro prezipitatzen da (1c irudia). Homogeneizazio tenperatura nahikoa altua ez bada, edo denbora laburregia bada, Mg₂Si partikula handi batzuk geratuko dira. Hori gertatzen denean, estrusioaren ondorengo disoluzio solidoak Mg eta Si gutxiago dauka, eta horrek gogortze prezipitatuen dentsitate handia sortzea ezinezko egiten du, eta horrek propietate mekanikoak murriztea dakar.
1. irudia. Leundutako eta %2 HF bidez grabatutako 6060 lingoteen mikrografia optikoak: (a) urtutako moduan, (b) partzialki homogeneizatuta, (c) guztiz homogeneizatuta.
Burdina duten intermetalikoetan homogeneizazioaren eginkizuna
Burdinak (Fe) eragin handiagoa du haustura-gogorrean erresistentzian baino. 6XXX aleazioetan, Fe faseek β-fasea (Al₅(FeMn)Si edo Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) eratzeko joera dute galdaketa prozesuan. Fase hauek handiak, angeluarrak dira, eta estrusioan oztopatzen dute (2a irudian nabarmenduta). Homogeneizazioan zehar, elementu astunak (Fe, Mn, etab.) barreiatzen dira, eta fase angeluar handiak txikiagoak eta biribilagoak bihurtzen dira (2b irudia).
Irudi optikoetatik soilik, zaila da fase desberdinak bereiztea, eta ezinezkoa da fidagarritasunez kuantifikatzea. Innoval-en, lingoteen homogeneizazioa kuantifikatzen dugu gure barne ezaugarrien detekzio eta sailkapen (FDC) metodoa erabiliz, eta horrek %α balioa ematen die lingoteei. Horri esker, homogeneizazioaren kalitatea ebaluatu dezakegu.
2. irudia. Lingoteen mikrografia optikoak (a) homogeneizazioa baino lehen eta (b) ondoren.
Ezaugarrien Detekzio eta Sailkapen (FDC) Metodoa
3a irudiak eskaneatze-mikroskopia elektronikoaren (SEM) bidez aztertutako lagin leundu bat erakusten du. Ondoren, eskala griseko atalase-teknika bat aplikatzen da 3b irudian zuri agertzen diren intermetalikoak bereizteko eta identifikatzeko. Teknika honek 1 mm²-ko eremuak aztertzea ahalbidetzen du, hau da, 1000 ezaugarri baino gehiago azter daitezke aldi berean.
3. irudia. (a) 6060 lingote homogeneizatuaren atzeranzko barreiadura elektronikoaren irudia, (b) (a)-ko ezaugarri indibidualak identifikatuak.
Partikulen konposizioa
Innoval sistema Oxford Instruments Xplore 30 energia-dispertsatzaileko X izpien (EDX) detektagailu batekin hornituta dago. Horri esker, identifikatutako puntu bakoitzetik EDX espektroak azkar eta automatikoki bildu daitezke. Espektro horietatik, partikulen konposizioa zehaztu daiteke, eta Fe:Si erlazio erlatiboa ondorioztatu.
Aleazioaren Mn edo Cr edukiaren arabera, beste elementu astun batzuk ere sar daitezke. 6XXX aleazio batzuetarako (batzuetan Mn esanguratsuarekin), (Fe+Mn):Si erlazioa erabiltzen da erreferentzia gisa. Proportzio hauek Fe duten intermetaliko ezagunenekin alderatu daitezke.
β-fasea (Al₅(FeMn)Si edo Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si erlazioa ≈ 2. α-fasea (Al₁₂(FeMn)₃Si edo Al₈.₃(FeMn)₂Si): erlazioa ≈ 4–6, konposizioaren arabera. Gure software pertsonalizatuak atalase bat ezartzeko eta partikula bakoitza α edo β gisa sailkatzeko aukera ematen digu, eta gero haien posizioak mikroegituran mapatzeko (4. irudia). Horrek α eraldatutako lingotean gutxi gorabeherako ehunekoa ematen du.
4. irudia. (a) α- eta β-sailkatutako partikulak erakusten dituen mapa, (b) (Fe+Mn):Si erlazioen dispertsio-diagrama.
Datuek zer esan diezaguketen
5. irudiak informazio hau nola erabiltzen den erakusten du adibide bat. Kasu honetan, emaitzek labe espezifiko batean berotze ez-uniformea adierazten dute, edo baliteke ezarritako tenperatura ez dela lortu. Kasu horiek behar bezala ebaluatzeko, proba-toloneak eta kalitate ezaguneko erreferentzia-toloneak behar dira. Hauek gabe, ezin da aleazio-konposizio horretarako espero den %α tartea ezarri.
5. irudia. %α-ren konparaketa homogeneizazio-labe eskas baten atal desberdinetan.
Argitaratze data: 2025eko abuztuaren 30a
