Under ekstruderingsprosessen med ekstruderte ekstruderte materialer, spesielt aluminiumsprofiler, oppstår en "pitting" -defekt ofte på overflaten. De spesifikke manifestasjonene inkluderer veldig små svulster med varierende tettheter, skreddersøm og åpenbar håndfølelse, med en pigget følelse. Etter oksidasjon eller elektroforetisk overflatebehandling fremstår de ofte som svarte granuler som holder seg til overflaten av produktet.
I ekstruderingsproduksjonen av storeksjonsprofiler er det mer sannsynlig at denne defekten oppstår på grunn av påvirkning av ingotstrukturen, ekstruderingstemperatur, ekstruderingshastighet, muggkompleksitet, etc. De fleste av de fine partiklene av pittede defekter kan fjernes under Profiloverflateforbehandlingsprosess, spesielt alkalietsingsprosessen, mens et lite antall storstore, godt tilbehandlede partikler forblir på profiloverflaten, noe som påvirker utseendets kvalitet på sluttproduktet.
I vanlige byggedør- og vindusprofilprodukter godtar kunder generelt mindre pittede mangler, men for industrielle profiler som krever like vekt på mekaniske egenskaper og dekorativ ytelse eller mer vekt på dekorativ ytelse, godtar kundene generelt ikke denne feilen, spesielt pitted defekter som er Inkonsekvent med den forskjellige bakgrunnsfargen.
For å analysere dannelsesmekanismen til grove partikler ble morfologien og sammensetningen av defektstedene under forskjellige legeringssammensetninger og ekstruderingsprosesser analysert, og forskjellene mellom defektene og matrisen ble sammenlignet. En rimelig løsning for effektivt å løse de grove partiklene ble fremmet, og en prøvetest ble utført.
For å løse pittingsfeilene til profiler, er det nødvendig å forstå formasjonsmekanismen for pittingdefekter. Under ekstruderingsprosessen er aluminium som holder seg til arbeidsbeltet den viktigste årsaken til pittingdefekter på overflaten av ekstruderte aluminiumsmaterialer. Dette er fordi ekstruderingsprosessen av aluminium utføres ved en høy temperatur på ca. 450 ° C. Hvis effekten av deformasjonsvarme og friksjonsvarme tilsettes, vil metallets temperatur være høyere når det renner ut av dysehullet. Når produktet renner ut av dysehullet, på grunn av den høye temperaturen, er det et fenomen av aluminium som stikker mellom metallet og formen som arbeidsbelte.
Formen for denne bindingen er ofte: en gjentatt prosess med binding - riving - binding - riving igjen, og produktet renner fremover, noe som resulterer i mange små groper på overflaten av produktet.
Dette bindingsfenomenet er relatert til faktorer som kvaliteten på INGOT, overflatetilstanden til formens arbeidsbelt, ekstruderingstemperatur, ekstruderingshastighet, deformasjonsgrad og deformasjonsmotstanden til metallet.
1 testmaterialer og metoder
Gjennom foreløpig forskning lærte vi at faktorer som metallurgisk renhet, muggstatus, ekstruderingsprosess, ingredienser og produksjonsforhold kan påvirke overflaten grovt partikler. I testen ble to legeringsstenger, 6005a og 6060, brukt til å ekstrudere den samme seksjonen. Morfologien og sammensetningen av de grovede partikkelposisjonene ble analysert gjennom direkte lesespektrometer og SEM -deteksjonsmetoder, og sammenlignet med den omkringliggende normale matrisen.
For å tydelig skille morfologien til de to defektene av pitted og partikler, er de definert som følger:
(1) Pitted defekter eller trekkfeil er en slags punktdefekt som er en uregelmessig rumpetrolllignende eller punktlignende ripedefekt som vises på overflaten av profilen. Mangelen starter fra skrapestripen og slutter med at feilen faller av, samler seg i metallbønner på slutten av skrapelinjen. Størrelsen på den pittede defekten er vanligvis 1-5mm, og den blir mørk svart etter oksidasjonsbehandling, noe som til slutt påvirker utseendet til profilen, som vist i den røde sirkelen i figur 1.
(2) Overflatepartikler kalles også metallbønner eller adsorpsjonspartikler. Overflaten på aluminiumslegeringsprofilen er festet med sfæriske grå-svarte hardmetallpartikler og har en løs struktur. Det er to typer aluminiumslegeringsprofiler: de som kan utslettes og de som ikke kan utslettes. Størrelsen er vanligvis mindre enn 0,5 mm, og den føles grov å ta på. Det er ingen riper i frontseksjonen. Etter oksidasjon er den ikke mye forskjellig fra matrisen, som vist i den gule sirkelen i figur 1.
2 Testresultater og analyse
2.1 overflatetrekkingsdefekter
Figur 2 viser den mikrostrukturelle morfologien til trekkedefekten på overflaten av 6005A -legeringen. Det er trinnlignende riper i den fremre delen av trekningen, og de ender med stablede knuter. Etter at knutene dukker opp, går overflaten tilbake til det normale. Plasseringen av den grovende defekten er ikke jevn å ta på, har en skarp tornete følelse og fester eller akkumuleres på overflaten av profilen. Gjennom ekstruderingstesten ble det observert at trekkmorfologien til 6005A og 6060 ekstruderte profiler er lik, og halenden av produktet er mer enn hodeenden; Forskjellen er at den totale trekkstørrelsen på 6005A er mindre og riperdybden svekkes. Dette kan ha sammenheng med endringer i legeringssammensetning, støpt stangstat og muggforhold. Observert under 100x, er det åpenbare ripermerker i fronten av trekkområdet, som er langstrakt langs ekstruderingsretningen, og formen til de endelige nodulepartiklene er uregelmessig. Ved 500x har frontenden av trekkoverflaten trinnlignende riper langs ekstruderingsretning (størrelsen på denne defekten er omtrent 120 um), og det er åpenbare stablingsmerker på de nodulære partiklene i halen.
For å analysere årsakene til å trekke, ble direkte lesespektrometer og EDX brukt til å utføre komponentanalyse på defektstedene og matrisen til de tre legeringskomponentene. Tabell 1 viser testresultatene fra 6005A -profilen. EDX -resultatene viser at sammensetningen av stablingsposisjonen til trekkpartiklene i utgangspunktet er lik matrisen. I tillegg akkumuleres noen fine urenhetspartikler i og rundt trekkedefekten, og urenhetspartiklene inneholder C, O (eller CL), eller Fe, Si og S.
Analyse av de grovende defektene av 6005A fin oksidert ekstruderte profiler viser at trekkpartiklene er store i størrelse (1-5mm), overflaten er stort sett stablet, og det er trinnlignende riper på frontseksjonen; Sammensetningen er nær AL -matrisen, og det vil være heterogene faser som inneholder Fe, Si, C og O distribuert rundt den. Det viser at trekkformasjonsmekanismen til de tre legeringene er den samme.
Under ekstruderingsprosessen vil metallstrømningsfriksjon føre til at temperaturen på formen som arbeider beltet stiger, og danner et "klissete aluminiumslag" i skjærkanten av arbeidsbeltets inngang. Samtidig er overflødig SI og andre elementer som Mn og CR i aluminiumslegeringen enkle å danne erstatning av faste løsninger med Fe, som vil fremme dannelsen av et "klissete aluminiumlag" ved inngangen til mold arbeidssonen.
Når metallet renner fremover og gnir seg mot arbeidsbeltet, oppstår et frem- og tilbakegående fenomen med kontinuerlig bindings-tendringsbinding i en viss stilling, noe som får metallet til å kontinuerlig overlages i denne posisjonen. Når partiklene øker til en viss størrelse, vil den bli trukket bort av det flytende produktet og danner skrapemerker på metalloverflaten. Den vil forbli på metalloverflaten og danne trekkpartikler i enden av ripen. Derfor kan det vurderes at dannelsen av grovede partikler hovedsakelig er relatert til aluminiumet som holder seg til formarbeidsbeltet. De heterogene fasene som er fordelt rundt den, kan stamme fra smøreolje, oksider eller støvpartikler, samt urenheter brakt av den grove overflaten av ingot.
Antall trekk i 6005A -testresultatene er imidlertid mindre og graden er lettere. På den ene siden skyldes det avfasningen ved avkjørselen til moldens arbeidsbelt og forsiktig polering av arbeidsbeltet for å redusere tykkelsen på aluminiumslaget; På den annen side er det relatert til overflødig SI -innhold.
I henhold til direkte lesespektralkomposisjonsresultater, kan det sees at i tillegg til SI kombinert med Mg MG2SI, vises den gjenværende SI i form av et enkelt stoff.
2.2 Små partikler på overflaten
Under visuell inspeksjon med lav forstørrelse er partiklene små (≤0,5 mm), ikke glatte å ta på, har en skarp følelse og fester deg til overflaten av profilen. Observert under 100 ganger er små partikler på overflaten tilfeldig fordelt, og det er småpartikler festet til overflaten uavhengig av om det er riper eller ikke;
På 500x, uansett om det er åpenbare trinnlignende riper på overflaten langs ekstruderingsretning, er mange partikler fremdeles festet, og partikkelstørrelsene varierer. Den største partikkelstørrelsen er omtrent 15 um, og de små partiklene er omtrent 5 μm.
Gjennom sammensetningsanalysen av 6060 -legeringsoverflatepartiklene og den intakte matrisen, er partiklene hovedsakelig sammensatt av O, C, Si og Fe -elementer, og aluminiuminnholdet er veldig lavt. Nesten alle partikler inneholder O- og C -elementer. Sammensetningen til hver partikkel er litt annerledes. Blant dem er A -partiklene nær 10 μm, noe som er betydelig høyere enn Matrix Si, Mg og O; I C -partikler er Si, O og CL åpenbart høyere; Partikler D og F inneholder høy Si, O og Na; partikler e inneholder si, fe og o; H-partikler er Fe-holdige forbindelser. Resultatene fra 6060 partikler ligner på dette, men fordi Si og Fe -innholdet i 6060 i seg selv er lavt, er det tilsvarende Si og Fe -innholdet i overflatepartiklene også lave; C -innholdet i 6060 partikler er relativt lavt.
Overflatepartikler er kanskje ikke enkelt små partikler, men kan også eksistere i form av aggregasjoner av mange små partikler med forskjellige former, og masseprosentene av forskjellige elementer i forskjellige partikler varierer. Det antas at partiklene hovedsakelig er sammensatt av to typer. Den ene er presipitater som Alfesi og Elemental Si, som stammer fra urenhetsfaser med høyt smeltepunkt som Feal3 eller Alfesi (Mn) i Ingot, eller bunnfaser under ekstruderingsprosessen. Den andre er tilhenger av fremmedlegemer.
2.3 Effekt av overflateuhet av ingot
Under testen ble det funnet at den bakre overflaten av 6005A støpt stangbenk var grov og farget med støv. Det var to støpte stenger med de dypeste vendeverktøymerkene på lokale steder, noe som tilsvarte en betydelig økning i antall trekk etter ekstrudering, og størrelsen på et enkelt trekk var større, som vist i figur 7.
6005A støpt stang har ingen dreiebenk, så overflaten ruhet er lav og antallet trekk reduseres. I tillegg, siden det ikke er noen overflødig skjærevæske festet til dreiemarkene til støpt stang, reduseres C -innholdet i de tilsvarende partiklene. Det er bevist at dreinemerkene på overflaten av støpt stangen vil forverre trekk og partikkeldannelse til en viss grad.
3 Diskusjon
(1) Komponentene i trekkfeil er i utgangspunktet de samme som matrisen. Det er de fremmede partiklene, gammel hud på overflaten av ingot og andre urenheter som er akkumulert i ekstruderingsfatveggen eller det døde området av formen under ekstruderingsprosessen, som bringes til metalloverflaten eller aluminiumslaget til formen som fungerer belte. Når produktet renner fremover, er overflate riper forårsaket, og når produktet samler seg til en viss størrelse, blir det tatt ut av produktet for å danne trekk. Etter oksidasjon ble trekket korrodert, og på grunn av dens store størrelse var det pit-lignende feil der.
(2) Overflatepartikler fremstår noen ganger som enkelt små partikler, og eksisterer noen ganger i aggregert form. Sammensetningen deres er åpenbart forskjellig fra matrisen, og inneholder hovedsakelig o-, c-, Fe- og SI -elementer. Noen av partiklene er dominert av O- og C -elementer, og noen partikler er dominert av O, C, Fe og Si. Derfor utledes det at overflatepartiklene kommer fra to kilder: den ene er presipitater som Alfesi og Elemental Si, og urenheter som O og C blir festet til overflaten; Den andre er tilhenger av fremmedlegemer. Partiklene er korrodert bort etter oksidasjon. På grunn av deres lille størrelse har de ingen eller liten innvirkning på overflaten.
(3) Partikler som er rike på C- og O -elementer, kommer hovedsakelig fra smøreolje, støv, jord, luft, etc. festet til overflaten av ingot. Hovedkomponentene i smøreolje er C, O, H, S, etc., og hovedkomponenten i støv og jord er SiO2. O -innholdet i overflatepartikler er generelt høyt. Fordi partiklene er i høy temperatur -tilstand umiddelbart etter at de har forlatt arbeidsbeltet, og på grunn av det store spesifikke overflatearealet til partiklene, adsorerer de lett O -atomer i luften og forårsaker oksidasjon etter kontakt med luften, noe som resulterer i en høyere O Innhold enn matrisen.
(4) Fe, Si, etc. kommer hovedsakelig fra oksydene, gamle skalaer og urenhetsfaser i Ingot (høyt smeltepunkt eller andre fase som ikke er fullstendig eliminert ved homogenisering). FE -elementet stammer fra FE i aluminiumsinngående, og danner urenhetsfaser med høyt smeltepunkt som Feal3 eller Alfesi (MN), som ikke kan oppløses i fast løsning under homogeniseringsprosessen, eller ikke er fullstendig konvertert; Si eksisterer i aluminiumsmatrisen i form av MG2SI eller en overmettet fast løsning av Si under støpingsprosessen. Under den varme ekstruderingsprosessen til støpt stangen kan overflødig Si utfelle. Løseligheten av Si i aluminium er 0,48% ved 450 ° C og 0,8% (vekt%) ved 500 ° C. Overskuddet av SI -innholdet i 6005 er omtrent 0,41%, og den utfelte Si kan være aggregering og nedbør forårsaket av konsentrasjonssvingninger.
(5) Aluminium som holder seg til moldens arbeidsbelt er den viktigste årsaken til å trekke. Ekstrudering dør er et miljø med høyt temperatur og høyt trykk. Metallstrømfriksjon vil øke temperaturen på arbeidsbeltet til formen, og danne et "klissete aluminiumslag" i skjærkanten av arbeidsbeltets inngang.
Samtidig er overflødig SI og andre elementer som Mn og CR i aluminiumslegeringen enkle å danne erstatning av faste løsninger med Fe, som vil fremme dannelsen av et "klissete aluminiumlag" ved inngangen til mold arbeidssonen. Metallet som strømmer gjennom det "klissete aluminiumslaget" tilhører indre friksjon (skyveskjær inne i metallet). Metallet deformeres og herder på grunn av indre friksjon, som fremmer det underliggende metallet og formen for å feste seg sammen. Samtidig deformeres formeringsbeltet til en trompetform på grunn av trykket, og det klissete aluminiumet som er dannet av den banebrytende delen av arbeidsbeltet som kontakter profilen, er lik den skjærende kanten av et vendeverktøy.
Dannelsen av klissete aluminium er en dynamisk prosess med vekst og kaster. Partikler blir stadig brakt ut av profilen. Hvis det flyter direkte ut av arbeidsbeltet og blir øyeblikkelig adsorbert på overflaten av profilen, kalles de små partiklene termisk festet til overflaten "adsorpsjonspartikler". Hvis noen partikler vil bli ødelagt av den ekstruderte aluminiumslegeringen, vil noen partikler holde seg til overflaten av arbeidsbeltet når de passerer gjennom arbeidsbeltet, og forårsake riper på overflaten av profilen. Haleenden er den stablede aluminiumsmatrisen. Når det er mye aluminium som sitter fast midt i arbeidsbeltet (bindingen er sterkt), vil det forverre overflatens riper.
(6) Ekstruderingshastigheten har stor innflytelse på å trekke. Påvirkningen av ekstruderingshastighet. Når det gjelder den sporet 6005 -legeringen, øker ekstruderingshastigheten innenfor testområdet, utløpstemperaturen øker, og antallet overflatepartikler øker og blir tyngre etter hvert som de mekaniske linjene øker. Ekstruderingshastigheten bør holdes så stabil som mulig for å unngå plutselige hastighetsendringer. Overdreven ekstruderingshastighet og høy utløpstemperatur vil føre til økt friksjon og alvorlig partikkeltrekking. Den spesifikke mekanismen for virkningen av ekstruderingshastighet på trekkfenomenet krever etterfølgende oppfølging og verifisering.
(7) Overflatekvaliteten på støpt stang er også en viktig faktor som påvirker trekkpartiklene. Overflaten på støpt stang er grov, med sagende burrs, oljflekker, støv, korrosjon osv., Som alle øker tendensen til å trekke partikler.
4 Konklusjon
(1) Sammensetningen av trekkfeil stemmer overens med matrisen; Sammensetningen av partikkelposisjonen er åpenbart forskjellig fra matrisen, hovedsakelig som inneholder O-, C-, Fe- og SI -elementer.
(2) Trekking av partikkeldefekter er hovedsakelig forårsaket av aluminium som holder seg til muggarbeidsbeltet. Eventuelle faktorer som fremmer aluminium som klistrer seg til moldens arbeidsbelte, vil føre til trekkfekter. På grunnlag av å sikre kvaliteten på støpt stang, har generasjonen av trekkpartikler ingen direkte innvirkning på legeringssammensetningen.
(3) Riktig jevn brannbehandling er gunstig for å redusere overflatetrekking.
Post Time: SEP-10-2024
