تحسين جودة ملفات تعريف سبائك الألومنيوم الراقية: الأسباب والحلول للعيوب في الملفات الشخصية

أثناء عملية البثق للمواد المقدمة من سبيكة الألومنيوم ، وخاصة ملامح الألومنيوم ، يحدث عيب "تأليف" غالبًا على السطح. تشمل المظاهر المحددة أورامًا صغيرة جدًا ذات كثافات متفاوتة ، ورفع ، وشعور يدوي واضح ، مع شعور شائك. بعد الأكسدة أو المعالجة السطحية الكهربية ، غالبًا ما تظهر كحبيبات سوداء تلتصق بسطح المنتج.

في إنتاج البثق لملفات تعريف القسم الكبير ، من المرجح أن يحدث هذا العيب بسبب تأثير بنية السبل ، ودرجة حرارة البثق ، وسرعة البثق ، وتعقيد القالب ، وما إلى ذلك. عملية المعالجة السطحية السطحية ، وخاصة عملية الحفر القلوية ، في حين أن هناك عدد صغير من الجسيمات الكبيرة الحجم والملتصقة بحزم على سطح الملف الشخصي ، مما يؤثر على جودة مظهر المنتج النهائي.

في منتجات باب البناء والنافذة العادية ، يقبل العملاء عمومًا عيوبًا طفيفة ، ولكن بالنسبة للملفات التعليمية الصناعية التي تتطلب تركيزًا متساويًا على الخصائص الميكانيكية والأداء الزخرفي أو التركيز بشكل أكبر على الأداء الزخرفي ، لا يقبل العملاء هذا العيب بشكل عام ، وخاصة العيوب المحفوظة التي هي لا تتفق مع لون الخلفية المختلفة.

من أجل تحليل آلية تكوين الجزيئات الخشنة ، تمت تحليل التشكل وتكوين مواقع العيوب تحت تركيبات سبائك مختلفة وعمليات البثق ، وتمت مقارنة الاختلافات بين العيوب والمصفوفة. تم طرح حل معقول لحل الجزيئات الخشنة بشكل فعال ، وتم إجراء اختبار تجريبي.

لحل عيوب الحفر للملفات التعريف ، من الضروري فهم آلية تشكيل العيوب. أثناء عملية البثق ، يعد التمسك بالألمنيوم بحزام العمل يموت هو السبب الرئيسي للاشتعال العيوب على سطح مواد الألمنيوم المقذوف. وذلك لأن عملية البثق للألمنيوم يتم تنفيذها عند درجة حرارة عالية تبلغ حوالي 450 درجة مئوية. إذا تمت إضافة آثار حرارة التشوه ووقت الاحتكاك ، فستكون درجة حرارة المعدن أعلى عندما تتدفق من فتحة الموت. عندما يتدفق المنتج من فتحة الموت ، بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، هناك ظاهرة من الألومنيوم التي تلتصق بين المعدن وحزام عمل القالب.

غالبًا ما يكون شكل هذا الترابط: عملية متكررة للترابط - تمزق - الترابط - تمزق مرة أخرى ، ويتدفق المنتج للأمام ، مما يؤدي إلى العديد من الحفر الصغيرة على سطح المنتج.

ترتبط ظاهرة الترابط هذه بعوامل مثل جودة البوين ، وحالة السطح لحزام عمل القالب ، ودرجة حرارة البثق ، وسرعة البثق ، ودرجة التشوه ، ومقاومة تشوه المعدن.

1 مواد وأساليب اختبار

من خلال البحث الأولي ، علمنا أن عوامل مثل النقاء المعدني ، وحالة القالب ، وعملية البثق ، والمكونات ، وظروف الإنتاج قد تؤثر على الجسيمات السطحية الخشنة. في الاختبار ، تم استخدام اثنين من قضبان السبائك ، 6005 أ و 6060 ، لبثق نفس القسم. تم تحليل التشكل وتكوين مواضع الجسيمات الخشنة من خلال طيف القراءة المباشر وطرق اكتشاف SEM ، ومقارنة مع المصفوفة الطبيعية المحيطة.

من أجل التمييز بوضوح مع مورفولوجيا العيوب في الجسيمات والجزيئات ، يتم تعريفها على النحو التالي:

(1) يعتبر العيوب المحفوظة أو عيوب سحب نوع من العيوب النقطة وهو عيب خدش يشبه الشرغفة أو يشبه النقطة والذي يظهر على سطح الملف الشخصي. يبدأ العيب من شريط الخدش وينتهي مع سقوط العيب ، ويتراكم في الفاصوليا المعدنية في نهاية خط الخدش. حجم العيب المحفور هو عمومًا 1-5 مم ، ويتحول إلى أسود داكن بعد علاج الأكسدة ، والذي يؤثر في النهاية على ظهور الملف الشخصي ، كما هو موضح في الدائرة الحمراء في الشكل 1.

(2) تسمى جزيئات السطح أيضًا الفاصوليا المعدنية أو جزيئات الامتزاز. يتم توصيل سطح ملف تعريف سبيكة الألمنيوم بجزيئات معدنية صلبة باللون الرمادي الرمادي والبنية السائبة. هناك نوعان من ملامح سبائك الألومنيوم: تلك التي يمكن مسحها وتلك التي لا يمكن القضاء عليها. يكون الحجم أقل من 0.5 مم عمومًا ، ويشعر باللمس. لا يوجد خدش في القسم الأمامي. بعد الأكسدة ، لا يختلف الأمر كثيرًا عن المصفوفة ، كما هو موضح في الدائرة الصفراء في الشكل 1.

2 نتائج الاختبار والتحليل

2.1 عيوب سحب السطح

يوضح الشكل 2 التشكل المجهرية للعيوب السحب على سطح سبيكة 6005A. هناك خدوش تشبه الخطوة في الجزء الأمامي من السحب ، وتنتهي بعقيدات مكدسة. بعد ظهور العقيدات ، يعود السطح إلى طبيعته. موقع العيب الخشن ليس سلسًا لللمس ، وله شعور شائكة حادة ، ويلتزم أو يتراكم على سطح الملف الشخصي. من خلال اختبار البثق ، لوحظ أن مورفولوجيا سحب 6005 أ و 6060 مقدمة متشابهة ، ونهاية الذيل للمنتج أكثر من نهاية الرأس ؛ الفرق هو أن حجم السحب الكلي 6005A أصغر ويضعف عمق الخدش. قد يكون هذا مرتبطًا بالتغييرات في تكوين السبائك ، وحالة قضيب المصبوب ، وظروف العفن. لوحظ تحت 100X ، هناك علامات خدش واضحة على الطرف الأمامي من منطقة السحب ، والتي تم استطالة على طول اتجاه البثق ، وشكل جزيئات العقيدات النهائية غير منتظم. في 500x ، تحتوي الطرف الأمامي لسطح السحب على خدوش تشبه الخطوة على طول اتجاه البثق (حجم هذا العيب حوالي 120 ميكرون) ، وهناك علامات تكديس واضحة على الجسيمات العقدية في نهاية الذيل.

من أجل تحليل أسباب السحب ، تم استخدام مطياف القراءة المباشر و EDX لإجراء تحليل المكون على مواقع العيوب ومصفوفة المكونات الثلاثة من السبائك. يوضح الجدول 1 نتائج اختبار ملف تعريف 6005A. تظهر نتائج EDX أن تكوين موضع التراص لجزيئات السحب يشبه أساسًا تلك الموجودة في المصفوفة. بالإضافة إلى ذلك ، تتراكم بعض جزيئات الشوائب الدقيقة في عيب السحب وحولها ، وتحول جزيئات الشوائب C و O (أو CL) أو Fe و Si و S.

يوضح تحليل العيوب الخشنة من ملفات تعريف مقذوفة من 6005 أ غنائية أن جزيئات السحب كبيرة في الحجم (1-5 مم) ، ويتم تكديس السطح في الغالب ، وهناك خدوش تشبه الخطوة في القسم الأمامي ؛ التكوين قريب من مصفوفة AL ، وستكون هناك مراحل غير متجانسة تحتوي على Fe و Si و C و O الموزعة حولها. إنه يوضح أن آلية تكوين السحب للسبائك الثلاثة هي نفسها.

أثناء عملية البثق ، سوف يتسبب احتكاك تدفق المعادن في ارتفاع درجة حرارة حزام العمل في القالب ، مما يشكل "طبقة من الألومنيوم اللزجة" عند حافة مدخل حزام العمل. في الوقت نفسه ، من السهل تكوين حلول صلبة باستبدال حلول صلبة مع FE ، مما سيعزز تكوين "طبقة ألمنيوم لزجة" عند مدخل منطقة عمل العفن.

عندما يتدفق المعدن إلى الأمام ويفرك على حزام العمل ، تحدث ظاهرة ترددية للترابط المستمر لترابط الترابط في وضع معين ، مما تسبب في تركيز المعدن بشكل مستمر في هذا الموقف. عندما تزداد الجسيمات إلى حجم معين ، سيتم سحبها بواسطة المنتج المتدفق وتشكيل علامات الخدش على سطح المعدن. سيبقى على سطح المعدن ويشكل جزيئات سحب في نهاية الخدش. فيما يلي ، يمكن اعتبار أن تكوين الجزيئات الخشنة يرتبط بشكل رئيسي بالألمنيوم الذي يلتصق بحزام عمل القالب. قد تنشأ المراحل غير المتجانسة الموزعة حولها من زيت التشحيم أو الأكاسيد أو جزيئات الغبار ، وكذلك الشوائب التي جلبتها السطح الخشن للبيون.

ومع ذلك ، فإن عدد عمليات السحب في نتائج اختبار 6005A أصغر والدرجة أخف. من ناحية ، يرجع ذلك إلى التشعب عند مخرج حزام العمل والتلميع الدقيق لحزام العمل لتقليل سمك طبقة الألمنيوم ؛ من ناحية أخرى ، يرتبط بمحتوى SI الزائد.

وفقًا لنتائج التكوين الطيفي للقراءة المباشرة ، يمكن ملاحظة أنه بالإضافة إلى SI مع MG MG2SI ، تظهر SI المتبقية في شكل مادة بسيطة.

2.2 جزيئات صغيرة على السطح

تحت الفحص البصري المنخفض الطول ، تكون الجسيمات صغيرة (.50.5 مم) ، وليست ناعمة لللمس ، وتتمتع بشعور حاد ، وتلتزم بسطح الملف الشخصي. لوحظت تحت 100x ، يتم توزيع جزيئات صغيرة على السطح بشكل عشوائي ، وهناك جزيئات صغيرة الحجم متصلة بالسطح بغض النظر عما إذا كانت هناك خدوش أم لا ؛

عند 500x ، بغض النظر عما إذا كانت هناك خدوش تشبه الخطوة الواضحة على السطح على طول اتجاه البثق ، لا تزال العديد من الجزيئات متصلة ، وتختلف أحجام الجسيمات. أكبر حجم الجسيمات حوالي 15 ميكرون ، والجزيئات الصغيرة حوالي 5 ميكرون.

من خلال تحليل تكوين جزيئات سطح سبائك 6060 والمصفوفة سليمة ، تتكون الجسيمات بشكل أساسي من عناصر O و C و Si و Fe ، ومحتوى الألومنيوم منخفض للغاية. تحتوي جميع الجسيمات تقريبًا على عناصر O و C. تكوين كل جسيم مختلف قليلاً. من بينها ، تكون الجسيمات A قريبة من 10 ميكرون ، وهو أعلى بكثير من مصفوفة Si و Mg و O ؛ في جسيمات C ، من الواضح أن SI ، O ، و CL أعلى ؛ تحتوي الجسيمات D و F على ارتفاع Si و O و Na ؛ الجسيمات e تحتوي على si و fe و o ؛ جسيمات H هي مركبات تحتوي على FE. تشبه نتائج 6060 جزيئات هذا ، ولكن لأن محتوى Si و Fe في 6060 نفسه منخفض ، فإن محتويات Si و Fe المقابلة في جزيئات السطح منخفضة أيضًا ؛ محتوى C في 6060 جزيئات منخفض نسبيا.

قد لا تكون جزيئات السطح جسيمات صغيرة واحدة ، ولكنها قد توجد أيضًا في شكل مجموعات من العديد من الجزيئات الصغيرة ذات الأشكال المختلفة ، وتختلف نسب الكتلة من العناصر المختلفة في جزيئات مختلفة. ويعتقد أن الجسيمات تتكون أساسا من نوعين. أحدهما هو رواسب مثل الفسيسي و SI elemental ، والتي تنشأ من مراحل شوائب نقطة الانصهار العالية مثل FEAL3 أو Alfesi (MN) في البريدة ، أو المراحل المترسبة أثناء عملية البثق. والآخر هو مسألة أجنبية ملتصقة.

2.3 تأثير خشونة السطح من السندات

أثناء الاختبار ، وجد أن السطح الخلفي لمخرطة قضيب المصبوب 6005A كان خشنًا وملطخًا بالغبار. كان هناك اثنين من قضبان المصبوب مع أعمق أدوات تحول علامات في المواقع المحلية ، والتي تتوافق مع زيادة كبيرة في عدد السحب بعد البثق ، وكان حجم سحب واحد أكبر ، كما هو موضح في الشكل 7.

لا يحتوي قضيب المصبوب 6005A على مخرطة ، وبالتالي فإن خشونة السطح منخفضة ويتم تقليل عدد السحب. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لعدم وجود سائل قطع فائض متصل بعلامات المخرطة من قضيب المصبوب ، يتم تقليل محتوى C في الجسيمات المقابلة. لقد ثبت أن علامات الدوران على سطح قضيب المصبوب ستؤدي إلى تفاقم السحب وتشكيل الجسيمات إلى حد ما.

3 مناقشة

(1) مكونات سحب العيوب هي في الأساس مثل تلك الموجودة في المصفوفة. إنها الجسيمات الأجنبية ، والجلد القديم على سطح السبيك وغيرها من الشوائب المتراكمة في جدار برميل البثق أو المنطقة الميتة للقالب أثناء عملية البثق ، والتي يتم إحضارها إلى سطح المعدن أو طبقة الألومنيوم من القالب حزام. عندما يتدفق المنتج للأمام ، تحدث خدوش السطح ، وعندما يتراكم المنتج بحجم معين ، يتم إخراج المنتج من قبل المنتج. بعد الأكسدة ، تم تآكل السحب ، وبسبب حجمه الكبير ، كانت هناك عيوب تشبه الحفرة هناك.

(2) تظهر جزيئات السطح أحيانًا كجزيئات صغيرة واحدة ، وأحيانًا موجودة في شكل مجمعة. من الواضح أن تكوينها مختلف عن مصفوفة ، ويحتوي بشكل أساسي على عناصر O و C و Fe و Si. تهيمن بعض الجزيئات على العناصر O و C ، ويهيمن O و O و C و Fe و Si. لذلك ، يتم استنتاج أن جزيئات السطح تأتي من مصدرين: أحدهما هو رواسب مثل الفسيسي و SI الأولي ، والشوائب مثل O و C يتم الالتزام بها على السطح ؛ والآخر هو مسألة أجنبية ملتصقة. يتم تآكل الجزيئات بعد الأكسدة. بسبب حجمها الصغير ، ليس لديهم أي تأثير أو ضئيل على السطح.

(3) الجزيئات الغنية بعناصر C و O تأتي بشكل أساسي من زيت التشحيم والغبار والتربة والهواء ، إلخ. تم الالتزام بسطح السبيكة. المكونات الرئيسية لزيت التشحيم هي C ، O ، H ، S ، إلخ ، والمكون الرئيسي للغبار والتربة هو SiO2. محتوى O من جزيئات السطح عالية بشكل عام. نظرًا لأن الجسيمات في حالة درجة حرارة عالية فور مغادرة حزام العمل ، وبسبب مساحة السطح المحددة الكبيرة للجزيئات ، فإنها بسهولة تمتصرة O في الهواء وتسبب الأكسدة بعد التلامس مع الهواء ، مما يؤدي إلى ارتفاع O. المحتوى من المصفوفة.

(4) Fe ، Si ، إلخ. يأتي بشكل رئيسي من الأكاسيد ، المقياس القديم والمراحل الشوائب في السبيكة (نقطة انصهار عالية أو المرحلة الثانية التي لا يتم التخلص منها بالكامل عن طريق التجانس). ينشأ عنصر FE من FE في سبائك الألومنيوم ، ويشكل مراحل شوائب نقطة ذوبان عالية مثل FEAL3 أو Alfesi (MN) ، والتي لا يمكن حلها في محلول صلب أثناء عملية التجانس ، أو لا يتم تحويلها بالكامل ؛ يوجد SI في مصفوفة الألومنيوم في شكل Mg2SI أو محلول صلب غير مشبع من Si أثناء عملية الصب. أثناء عملية البثق الساخنة للقضيب المصبوب ، قد يترسب SI الزائد. قابلية ذوبان SI في الألومنيوم هي 0.48 ٪ عند 450 درجة مئوية و 0.8 ٪ (بالوزن ٪) عند 500 درجة مئوية. يبلغ محتوى SI الزائد في 6005 حوالي 0.41 ٪ ، وقد يكون SI المترسب هو التجميع وهطول الأمطار الناجم عن تقلبات التركيز.

(5) ألومنيوم التمسك بحزام عمل القالب هو السبب الرئيسي للسحب. يموت البثق هو بيئة عالية درجة الحرارة والضغط. سيزيد احتكاك تدفق المعادن من درجة حرارة حزام العمل للقالب ، مما يشكل "طبقة ألمنيوم لزجة" عند حافة مدخل حزام العمل.

في الوقت نفسه ، من السهل تكوين حلول صلبة باستبدال حلول صلبة مع FE ، مما سيعزز تكوين "طبقة ألمنيوم لزجة" عند مدخل منطقة عمل العفن. ينتمي المعدن الذي يتدفق عبر "طبقة الألمنيوم اللزجة" إلى الاحتكاك الداخلي (القص المنزلق داخل المعدن). تشوهات المعادن وتصلب بسبب الاحتكاك الداخلي ، الذي يعزز المعدن الأساسي والقالب للالتصاق ببعضها البعض. في الوقت نفسه ، يتم تشويه حزام عمل القالب في شكل بوق بسبب الضغط ، ويشبه الألمنيوم اللزج الذي يتكون من الجزء الحاد من حزام العمل الذي يتواصل مع الملف الشخصي مع حافة أداة الدوران.

تشكيل الألومنيوم اللزج هو عملية ديناميكية للنمو والتسلق. يتم إخراج الجسيمات باستمرار بواسطة الملف الشخصي. إذا كان يتدفق مباشرة من حزام العمل وتم امتصاصه على الفور على سطح الملف الشخصي ، فإن الجسيمات الصغيرة التي تم الالتزام بها حرارياً على السطح تسمى "جزيئات الامتزاز". إذا تم كسر بعض الجسيمات بواسطة سبيكة الألمنيوم المقذوف ، فستتمسك بعض الجزيئات بسطح حزام العمل عند المرور عبر حزام العمل ، مما يسبب الخدوش على سطح الملف الشخصي. نهاية الذيل هو مصفوفة الألمنيوم المكدسة. عندما يكون هناك الكثير من الألمنيوم عالق في منتصف حزام العمل (الرابطة قوية) ، فإنه سيؤدي إلى تفاقم الخدوش السطحية.

(6) سرعة البثق لها تأثير كبير على السحب. تأثير سرعة البثق. فيما يتعلق بالسبائك 6005 التي تم تتبعها ، تزداد سرعة البثق في نطاق الاختبار ، وتزداد درجة حرارة المخرج ، ويزداد عدد جزيئات سحب السطح ويصبح أثقل مع زيادة الخطوط الميكانيكية. يجب أن تبقى سرعة البثق مستقرة قدر الإمكان لتجنب التغييرات المفاجئة في السرعة. ستؤدي سرعة البثق المفرطة ودرجة حرارة المخرج المرتفعة إلى زيادة الاحتكاك وسحب الجسيمات الخطير. تتطلب الآلية المحددة لتأثير سرعة البثق على ظاهرة السحب المتابعة والتحقق اللاحقين.

(7) جودة سطح قضيب المصبوب هي أيضًا عامل مهم يؤثر على جزيئات السحب. سطح قضيب المصبوب خشن ، مع نشرات النشر ، بقع الزيت ، الغبار ، التآكل ، وما إلى ذلك ، وكلها تزيد من ميل جزيئات سحب.

4 الخاتمة

(1) تكوين عيوب سحبها متسقة مع مصفوفة ؛ من الواضح أن تكوين موضع الجسيمات يختلف عن عناصر المصفوفة ، التي تحتوي بشكل رئيسي على عناصر O و C و Fe و Si.

(2) أن عيوب سحب الجسيمات ناتجة بشكل رئيسي بسبب الالتزام بالألمنيوم لحزام عمل القالب. أي عوامل تعزز الألومنيوم التمسك بحزام عمل القالب سوف تتسبب في سحب العيوب. على فرضية ضمان جودة قضيب المصبوب ، فإن توليد جزيئات سحب ليس له أي تأثير مباشر على تكوين السبائك.

(3) معالجة الحريق الموحدة المناسبة مفيد لتقليل سحب السطح.