Во время экструзионного процесса экструдированных алюминиевых сплавов материалов, особенно алюминиевых профилей, на поверхности часто возникает дефект «ямы». Конкретные проявления включают очень маленькие опухоли с различной плотностью, хвостом и очевидным ощущением рук, с ощущением ощущения. После окисления или электрофоретической поверхности они часто кажутся черными гранулами, прилипшими к поверхности продукта.
При производстве экструзии профилей с большими секциями этот дефект с большей вероятностью возникает из-за влияния структуры слитка, температуры экструзии, скорости экструзии, сложности плесени и т. Д. Процесс предварительной обработки профиля, особенно процесс травления щелочи, в то время как на поверхности профиля остается небольшое количество больших, твердо приверженных частиц, что влияет на качество внешнего вида конечного продукта.
В обычных продуктах для профиля дверей и оконных профилей клиенты, как правило, принимают незначительные дефекты из ямков, но для промышленных профилей, которые требуют одинакового акцента на механических свойствах и декоративных характеристиках или больше внимания на декоративные характеристики, клиенты, как правило, не принимают этот дефект, особенно яттные дефекты, которые являются. Несовместим с различным цветом фона.
Чтобы проанализировать механизм образования грубых частиц, были проанализированы морфология и состав местоположений дефектов в различных составах сплава и процессов экструзии, и сравнивались различия между дефектами и матрицей. Было выдвинуто разумное решение для эффективного решения грубых частиц, и был проведен пробный тест.
Чтобы решить ячеек дефектов профилей, необходимо понять механизм формирования дефектов. Во время процесса экструзии алюминиевый прилипание к работающему ремню является основной причиной дефектов ятчиков на поверхности экструдированных алюминиевых материалов. Это связано с тем, что процесс экструзии алюминия выполняется при высокой температуре около 450 ° C. Если добавляются эффекты тепла и тепла трения, температура металла будет выше, когда он вытекает из отверстия. Когда продукт вытекает из отверстия, из -за высокой температуры, существует феномен алюминия между металлом и формованным ремнем.
Форма этой связи часто бывает: повторный процесс связывания - разрывы - связывание - снова разрывание, и продукт течет вперед, что приводит к многим небольшим ямкам на поверхности продукта.
Это явление связывания связано с такими факторами, как качество слитка, поверхностное состояние рабочего ремня плесени, температура экструзии, скорость экструзии, степень деформации и сопротивление деформации металла.
1 Испытательные материалы и методы
Благодаря предварительным исследованиям мы узнали, что такие факторы, как металлургическая чистота, состояние плесени, процесс экструзии, ингредиенты и условия производства, могут влиять на поверхностные шероховатые частицы. В тесте два сплавных стержня, 6005A и 6060, использовались для экструдирования одного и того же секции. Морфология и состав положений шероховатых частиц были проанализированы с помощью спектрометра прямого считывания и методов обнаружения SEM и по сравнению с окружающей нормальной матрицей.
Чтобы четко различить морфологию двух дефектов ямных и частиц, они определены следующим образом:
(1) Яркие дефекты или дефекты потягивания являются своего рода точечным дефектом, который является нерегулярным головастическим или точечным дефектом царапин, который появляется на поверхности профиля. Дефект начинается с полосы царапины и заканчивается тем, что дефект падает, накапливаясь в металлических бобах в конце линии царапины. Размер ямного дефекта, как правило, составляет 1-5 мм, и он становится темным черным после окисляющей обработки, что в конечном итоге влияет на внешний вид профиля, как показано на красном круге на рисунке 1.
(2) Поверхностные частицы также называются металлическими бобами или адсорбционными частицами. Поверхность профиля алюминиевого сплава прикреплена сферическими серо-черными частицами твердых металлов и имеет свободную структуру. Существует два типа профилей алюминиевого сплава: те, которые можно уничтожить, и те, которые нельзя уничтожить. Размер, как правило, менее 0,5 мм, и он чувствует себя грубым на ощупь. В передней части нет царапин. После окисления он не сильно отличается от матрицы, как показано на желтом круге на рисунке 1.
2 Результаты теста и анализ
2.1 Поверхностные дефекты
На рисунке 2 показана микроструктурная морфология дефекта тяги на поверхности сплава 6005A. В передней части тяги есть пошаговые царапины, и они заканчиваются сложенными узелками. После появления узелков поверхность возвращается к норме. Расположение шероховатого дефекта не является гладким на ощупь, имеет острый резкий ощущение и придерживается или накапливается на поверхности профиля. Благодаря экструзионному тесту было отмечено, что морфология тяги 6005A и 6060 экструдированных профилей аналогична, а хвостовой конец продукта больше, чем конец головы; Разница в том, что общий размер тяги 6005A меньше, а глубина царапины ослаблена. Это может быть связано с изменениями в составе сплава, состоянии литого стержня и условиях плесени. Наблюдаемые в 100 раз, на передней части зоны вытягивания есть очевидные следы царапины, которая удлиняется вдоль направления экструзии, а форма конечных частиц узла нерегулярна. В 500X передний конец натягивающей поверхности имеет поэтапные царапины вдоль направления экструзии (размер этого дефекта составляет около 120 мкм), а на узловатых частицах на хвостовом конце есть очевидные скидки на узловых частицах.
Чтобы проанализировать причины вытягивания, спектрометр прямого считывания и EDX использовались для проведения компонентного анализа в местоположениях дефектов и матрицы трех компонентов сплава. В таблице 1 показаны результаты теста профиля 6005A. Результаты EDX показывают, что композиция положения укладки частиц вытягивающих частиц в основном аналогична матрице. Кроме того, некоторые частицы тонкой примеси накапливаются в и вокруг нее, а частицы примеси содержат C, O (или Cl) или Fe, Si и S.
Анализ шероховатых дефектов 6005A мелких окисленных экструдированных профилей показывает, что частицы тяги имеют большие по размеру (1-5 мм), поверхность в основном сложена, а на передней части есть пошаговые царапины; Композиция находится близко к матрице AL, и будут иметь гетерогенные фазы, содержащие Fe, Si, C и O, распределенные вокруг нее. Это показывает, что механизм формирования тяги трех сплавов одинаковы.
Во время процесса экструзии трение потока металла приведет к повышению температуры режима для формы, образуя «липкий алюминиевый слой» на режущем крае входа в рабочее ремень. В то же время избыток Si и других элементов, таких как Mn и Cr в алюминиевом сплаве, являются легко сформировать сменные твердые растворы с Fe, что будет способствовать формированию «липкого алюминиевого слоя» у входа в рабочую зону формы.
Когда металл течет вперед и втирается на рабочую ремень, возвратно-возвращающее явление непрерывного связывания связывания происходит в определенном положении, в результате чего металл непрерывно наполняет в этом положении. Когда частицы увеличиваются до определенного размера, оно будет разбран протекающим продуктом и образует следы царапины на металлической поверхности. Он останется на металлической поверхности и образует частицы, вытягивающие частицы в конце царапины. Таким образом, можно считать, что образование шероховатых частиц в основном связано с прилипкой алюминия к работе с формой. Гетерогенные фазы, распределенные вокруг него, могут происходить из -за смазочного масла, оксидов или частиц пыли, а также примесей, вызванных шероховатой поверхностью слитка.
Тем не менее, количество притяжения в результатах испытаний 6005A меньше, а степень легче. С одной стороны, это связано с смятением на выходе из рабочего ремня плесени и тщательной полировкой рабочего пояса, чтобы уменьшить толщину алюминиевого слоя; С другой стороны, это связано с избыточным содержанием Si.
Согласно результатам спектрального состава прямого считывания, можно видеть, что в дополнение к Si в сочетании с MG MG2SI оставшаяся SI появляется в форме простого вещества.
2.2 Маленькие частицы на поверхности
При визуальном осмотре с низким содержанием магнификации частицы небольшие (≤0,5 мм), не гладкие на ощупь, имеют резкое ощущение и прилипают к поверхности профиля. Наблюдаемые в 100 раз, мелкие частицы на поверхности распределены случайным образом, и существуют частицы малого размера, прикрепленные к поверхности независимо от того, есть ли царапины или нет;
На 500X, независимо от того, есть ли очевидные пошаговые царапины на поверхности вдоль направления экструзии, многие частицы все еще прикреплены, и размеры частиц различаются. Самый большой размер частиц составляет около 15 мкм, а мелкие частицы составляют около 5 мкм.
Благодаря композиционному анализу частиц поверхности сплава 6060 и неповрежденной матрицы частицы в основном состоят из элементов O, C, Si и Fe, а содержание алюминия очень низкое. Почти все частицы содержат элементы O и C. Состав каждой частицы немного отличается. Среди них частицы А находятся близко к 10 мкм, что значительно выше, чем матрица Si, Mg и O; В частицах С, Si, O и Cl, очевидно, выше; Частицы D и F содержат высокий Si, O и Na; частицы E содержат Si, Fe и O; H частицы являются Fe-содержащими соединениями. Результаты 6060 частиц аналогичны этому, но поскольку содержание Si и Fe в саме 6060 является низким, соответствующее содержание Si и Fe в поверхностных частицах также низкое; Содержание C в частицах 6060 относительно низкое.
Поверхностные частицы могут быть не отдельными небольшими частицами, но также могут существовать в форме агрегаций многих мелких частиц с различными формами, и процент массы различных элементов в разных частицах варьируется. Считается, что частицы в основном состоят из двух типов. Одним из них являются осаждающие, такие как Alfesi и элементарный Si, которые происходят из фаз примесей высокой температуры плавления, таких как Feal3 или Alfesi (Mn), в слитке или фаз осадков во время процесса экструзии. Другой - приверженый внешний вещество.
2.3 Влияние шероховатости поверхности слитка
Во время теста было обнаружено, что задняя поверхность листового стержня 6005A была грубой и окрашена пылью. В местных местах было два литых стержня с самыми глубокими следовыми инструментами поворота, что соответствовало значительному увеличению количества тяги после экструзии, и размер одного тяги был больше, как показано на рисунке 7.
Литой стержень 6005A не имеет токана, поэтому шероховатость поверхности низкая, а количество вытягиваний уменьшается. Кроме того, поскольку не существует избыточной режущей жидкости, прикрепленной к токарным станкам литого стержня, содержание C в соответствующих частицах уменьшается. Доказано, что поворотные отметки на поверхности литого стержня в определенной степени усугублят тягу и образование частиц.
3 Обсуждение
(1) Компоненты вытягивания дефектов в основном такие же, как и у матрицы. Это иностранные частицы, старая кожа на поверхности слитка и другие примеси, накопленные в стенке экструзионной ствола или в мертвой области плесени во время процесса экструзии, которые приносят на металлическую поверхность или алюминиевый слой работы формы пояс. По мере того, как продукт вытекает вперед, возникают царапины поверхности, и когда продукт накапливается до определенного размера, он вынимает продукт для формирования вытягивания. После окисления вытягивание было коррозировано, и из-за его большого размера там были дефекты, похожие на ямы.
(2) Поверхностные частицы иногда появляются в виде отдельных мелких частиц, а иногда существуют в агрегированной форме. Их композиция, очевидно, отличается от композиции матрицы и в основном содержит элементы O, C, Fe и Si. В некоторых частицах преобладают элементы O и C, а в некоторых частицах преобладают O, C, Fe и Si. Следовательно, предполагается, что поверхностные частицы поступают из двух источников: один из них осаждает, такие как альфеси и элементарные Si, и примеси, такие как O и C, придерживаются поверхности; Другой - приверженый внешний вещество. Частицы коррозируются после окисления. Из -за их небольшого размера они не оказывают или мало влияют на поверхность.
(3) частицы, богатые элементами C и O в основном из смазочного масла, пыли, почвы, воздуха и т. Д., Прилипанные к поверхности слитка. Основными компонентами смазочного масла являются C, O, H, S и т. Д., А основным компонентом пыли и почвы является SIO2. O Содержание поверхностных частиц, как правило, высокое. Поскольку частицы находятся в высоком температурном состоянии сразу после покинуть рабочий ремень и из -за большой удельной площади поверхности частиц, они легко адсорбируют атомы О в воздухе и вызывают окисление после контакта с воздухом, что приводит к более высокому o содержание, чем матрица.
(4) Fe, Si и т. Д. В основном поступают из фаз оксидов, старой шкалы и примесей в слитке (высокая температура плавления или вторая фаза, которая не полностью устранена гомогенизацией). Элемент Fe происходит из Fe в алюминиевых слитках, образуя высокие фазы примеси с высокой точкой плавления, такие как Feal3 или Alfesi (Mn), которые не могут быть растворены в твердом растворе во время процесса гомогенизации или не полностью преобразованы; SI существует в алюминиевой матрице в форме MG2SI или сверхспроектированного твердого раствора SI в процессе литья. Во время горячей экструзии листового стержня избыток Si может осадить. Растворимость Si в алюминии составляет 0,48% при 450 ° C и 0,8% (мас.%) При 500 ° C. Избыточное содержание Si в 6005 составляет около 0,41%, а осажденный Si может быть агрегацией и осадком, вызванным колебаниями концентрации.
(5) Алюминиевая прилипание к ремню, работающему плесенью, является основной причиной тяги. Экструзия-это высокотемпературная и среда высокого давления. Металлоточное трение повысит температуру рабочего пояса формы, образуя «липкий алюминиевый слой» на режущем крае входа в рабочее ремень.
В то же время избыток Si и других элементов, таких как Mn и Cr в алюминиевом сплаве, являются легко сформировать сменные твердые растворы с Fe, что будет способствовать формированию «липкого алюминиевого слоя» у входа в рабочую зону формы. Металл, протекающий через «липкий алюминиевый слой», принадлежит внутреннему трению (скользящий сдвиг внутри металла). Металл деформируется и затвердевает из -за внутреннего трения, что способствует базовому металлу и плесени, чтобы соединиться вместе. В то же время, работающий ремень формы деформируется в форму трубы из -за давления, а липкий алюминий, образованный режущей частью части рабочего ремня, контактирующего с профилем, аналогичен режущему краю инструмента поворота.
Образование липкого алюминия является динамическим процессом роста и выброса. Частицы постоянно выводятся профилем. Откуда на поверхность профиля, образуя дефекты. Если он вытекает непосредственно из рабочего пояса и мгновенно адсорбируется на поверхности профиля, мелкие частицы, термически прилипшие к поверхности, называются «адсорбционными частицами». Если некоторые частицы будут нарушены экструдированным алюминиевым сплавом, некоторые частицы будут прилипнут к поверхности рабочего ремня при прохождении через рабочий ремень, вызывая царапины на поверхности профиля. Хвост - это сложенная алюминиевая матрица. Когда в середине рабочего пояса застряло много алюминия (связь сильная), она усугубит царапины поверхности.
(6) Скорость экструзии оказывает большое влияние на тягу. Влияние скорости экструзии. Что касается отслеживаемого сплава 6005, то скорость экструзии увеличивается в диапазоне испытаний, температура выходов увеличивается, а количество частиц вытягивания поверхности увеличивается и становится тяжелее по мере увеличения механических линий. Скорость экструзии должна сохраняться как можно более стабильной, чтобы избежать внезапных изменений скорости. Чрезмерная скорость экструзии и высокая температура выхода приведут к увеличению трения и серьезным притяжениям частиц. Конкретный механизм воздействия скорости экструзии на явление тяги требует последующего наблюдения и проверки.
(7) Качество поверхности литого стержня также является важным фактором, влияющим на притягивающие частицы. Поверхность литого стержня грубая, с заульдонами пилики, масляными пятнами, пылью, коррозией и т. Д., Каждый из которых увеличивает тенденцию потягивания частиц.
4 Заключение
(1) состав вытягивающих дефектов согласуется с составом матрицы; Состав положения частицы, очевидно, отличается от состава матрицы, в основном содержащей элементы O, C, Fe и Si.
(2) Дефекты потягивания частиц в основном вызваны прилипкой алюминия к рабочим ремню формы. Любые факторы, которые способствуют прилипке алюминия в ремень, работающий на плесени, будут вызывать дефекты. На предпосылке обеспечения качества листового стержня генерация притягающих частиц не оказывает прямого влияния на состав сплава.
(3) Правильная однородная обработка огня полезна для уменьшения вытягивания поверхности.
Время публикации: сентябрь-10-2024
