Að bæta gæði hágæða álprófíla: orsakir og lausnir á galla í sniðum

Í útpressunarferli pressuðu efna úr áli, sérstaklega álprófílum, kemur oft „pitting“ galli á yfirborðinu. Sérstakar birtingarmyndir fela í sér mjög lítil æxli með mismunandi þéttleika, skott og augljóst handbragð, með oddhvassandi tilfinningu. Eftir oxun eða rafhleðslu yfirborðsmeðferð birtast þau oft sem svört korn sem festast við yfirborð vörunnar.

Við útpressunarframleiðslu á stórum sniðum er líklegra að þessi galli komi fram vegna áhrifa frá uppbyggingu hleifa, útpressunarhita, útpressunarhraða, flókið myglusvepp osfrv. Hægt er að fjarlægja flestar fínu agnir af holóttum göllum meðan á vinnslu stendur. Formeðferðarferli sniðyfirborðs, sérstaklega alkalíætingarferlið, á meðan lítill fjöldi stórra, þétt viðloðna agna er eftir á sniðyfirborðinu, sem hefur áhrif á útlitsgæði endanlegrar vöru.

Í venjulegum byggingarhurða- og gluggaprófílvörum samþykkja viðskiptavinir almennt minniháttar galla, en fyrir iðnaðarprófíla sem krefjast jafnrar áherslu á vélræna eiginleika og skreytingarframmistöðu eða meiri áherslu á skreytingarframmistöðu, samþykkja viðskiptavinir almennt ekki þennan galla, sérstaklega grófa galla sem eru í ósamræmi við mismunandi bakgrunnslit.

Til að greina myndunarferli grófra agna var formgerð og samsetning gallastaðanna undir mismunandi álblöndu og útpressunarferlum greind og munurinn á göllunum og fylkinu borinn saman. Sanngjarn lausn til að leysa grófu agnirnar á áhrifaríkan hátt var sett fram og prófun var gerð.

Til að leysa gryfjunargalla sniða er nauðsynlegt að skilja myndunarferli holugalla. Meðan á útpressunarferlinu stendur er ál sem festist við vinnslubeltið aðalorsök gryfjugalla á yfirborði pressuðu álefna. Þetta er vegna þess að útpressunarferlið áls fer fram við hátt hitastig um 450°C. Ef áhrifum aflögunarhita og núningshita er bætt við verður hitastig málmsins hærra þegar það rennur út úr deyjaholinu. Þegar varan rennur út úr deyjaholinu, vegna hás hitastigs, er fyrirbæri þess að ál festist á milli málmsins og moldvinnslubeltsins.

Form þessarar tengingar er oft: endurtekið ferli þar sem tengingar - rifna - tengingar - rifna aftur, og varan flæðir áfram, sem leiðir til margra lítilla gryfja á yfirborði vörunnar.

Þetta tengingarfyrirbæri er tengt þáttum eins og gæðum hleifarinnar, yfirborðsástandi mótsvinnubeltsins, útpressunarhitastig, útpressunarhraði, aflögunarstig og aflögunarþol málmsins.

1 Prófaðu efni og aðferðir

Með bráðabirgðarannsóknum komumst við að því að þættir eins og hreinleiki málmvinnslu, myglustaða, útpressunarferli, innihaldsefni og framleiðsluaðstæður geta haft áhrif á hrjúfðar agnir á yfirborðinu. Í prófuninni voru tvær álstangir, 6005A og 6060, notaðar til að pressa sama hlutann. Formgerð og samsetning staða grófu agna var greind með beinum lestri litrófsmæli og SEM greiningaraðferðum og borin saman við eðlilegt fylki í kring.

Til þess að greina skýrt á formgerð tveggja galla í gryfju og agna eru þeir skilgreindir sem hér segir:

(1) Pitted galli eða toggalla er eins konar punktgalli sem er óreglulegur tadpole-eins eða punkt-eins og rispugalli sem kemur fram á yfirborði sniðsins. Gallinn byrjar á klórröndinni og endar með því að gallinn fellur af og safnast saman í málmbaunir í lok klóralínu. Stærð grófa gallans er yfirleitt 1-5 mm og hann verður dökksvartur eftir oxunarmeðferð, sem hefur að lokum áhrif á útlit sniðsins, eins og sýnt er í rauða hringnum á mynd 1.

(2) Yfirborðsagnir eru einnig kallaðar málmbaunir eða aðsogsagnir. Yfirborð álprófílsins er fest með kúlulaga grá-svörtum hörðum málmögnum og hefur lausa uppbyggingu. Það eru tvær tegundir af álprófílum: þau sem hægt er að þurrka af og þau sem ekki er hægt að þurrka af. Stærðin er yfirleitt minni en 0,5 mm og finnst hún gróf viðkomu. Það er engin rispa á framhlutanum. Eftir oxun er það ekki mikið frábrugðið fylkinu, eins og sýnt er í gula hringnum á mynd 1.

2 Niðurstöður prófa og greining

2.1 Yfirborðsdráttargallar

Mynd 2 sýnir örbyggingarformgerð toggalla á yfirborði 6005A málmblöndunnar. Það eru þrepalíkar rispur í fremri hluta togarans og þær enda með stöfluðum hnúðum. Eftir að hnúðarnir birtast fer yfirborðið aftur í eðlilegt horf. Staðsetning hrjúfunargallans er ekki slétt viðkomu, hefur skarpa þyrnakennd og festist eða safnast fyrir á yfirborði sniðsins. Í gegnum útpressunarprófið kom í ljós að dráttarformgerð 6005A og 6060 pressuðu sniðanna er svipuð og skottenda vörunnar er meira en höfuðendinn; munurinn er sá að heildardráttarstærð 6005A er minni og rispudýptin er veik. Þetta gæti tengst breytingum á álblöndu, ástandi steypustanga og mygluskilyrðum. Sést undir 100X, það eru augljós klóramerki á framenda dráttarsvæðisins, sem er lengt meðfram útpressunarstefnunni og lögun lokahnúðaagnanna er óregluleg. Við 500X er framenda dráttarflatarins með þrepalíkum rispum meðfram útpressunarstefnunni (stærð þessa galla er um 120 μm) og það eru augljós stöflunarmerki á hnúðlaga ögnunum í halaendanum.

Til þess að greina orsakir toga var beinn lesturrófsmælir og EDX notaður til að framkvæma greiningu á íhlutum á gallastöðum og fylki álhlutanna þriggja. Tafla 1 sýnir prófunarniðurstöður 6005A prófílsins. Niðurstöður EDX sýna að samsetning stöflunarstöðu dragagnanna er í grundvallaratriðum svipuð og fylkisins. Að auki safnast nokkrar fínar óhreinindaagnir í og ​​í kringum toggallana og óhreinindaagnirnar innihalda C, O (eða Cl), eða Fe, Si og S.

Greining á rjúfunargöllum 6005A fínoxaðra pressuðu sniða sýnir að togagnirnar eru stórar í stærð (1-5 mm), yfirborðið er að mestu staflað og það eru þrepalíkar rispur á framhlutanum; Samsetningin er nálægt Al fylkinu og það verða misleitir fasar sem innihalda Fe, Si, C og O dreift um það. Það sýnir að togmyndunarbúnaður þessara þriggja málmblöndur er sá sami.

Meðan á útpressunarferlinu stendur mun málmflæðisnúningur valda því að hitastig vinnslubeltsins hækkar og myndar „límkennt állag“ við skurðbrún vinnslubeltisinngangsins. Á sama tíma er auðvelt að mynda umfram Si og aðrir þættir eins og Mn og Cr í álblöndunni til að koma í staðinn fyrir fastar lausnir með Fe, sem mun stuðla að myndun „klístrandi állags“ við inngang mótsvinnusvæðisins.

Þegar málmurinn rennur áfram og nuddar vinnubeltinu, kemur fram gagnkvæmt fyrirbæri, samfelld tenging-rífa-binding, á ákveðinni stöðu, sem veldur því að málmurinn leggst stöðugt ofan á þessa stöðu. Þegar agnirnar aukast í ákveðna stærð mun hún dragast í burtu af flæðandi vöru og mynda rispumerki á málmyfirborðinu. Það verður áfram á málmyfirborðinu og myndar togagnir í lok rispunnar. Þess vegna má líta svo á að myndun hróflaðra agna tengist aðallega því að álið festist við mótvinnubeltið. Misleitu fasarnir sem dreifast um það geta komið frá smurolíu, oxíðum eða rykögnum, svo og óhreinindum sem koma með gróft yfirborð hleifsins.

Hins vegar er fjöldi toga í 6005A prófunarniðurstöðum minni og stigið er léttara. Annars vegar er það vegna afhjúpunarinnar við útganginn á moldvinnubeltinu og vandlega fægja vinnubeltið til að draga úr þykkt állagsins; á hinn bóginn er það tengt umfram Si innihaldi.

Samkvæmt beinni lestri litrófssamsetningar niðurstöðum má sjá að auk Si ásamt Mg Mg2Si kemur Si sem eftir er í formi einfalts efnis.

2.2 Litlar agnir á yfirborði

Við sjónræna skoðun með lítilli stækkun eru agnirnar litlar (≤0,5 mm), ekki sléttar að snerta, hafa skarpa tilfinningu og festast við yfirborð sniðsins. Sést undir 100X, litlar agnir á yfirborðinu dreifast af handahófi og það eru litlar agnir festar við yfirborðið óháð því hvort það eru rispur eða ekki;

Við 500X, sama hvort það eru augljósar rispur á yfirborðinu meðfram útpressunarstefnunni, eru margar agnir enn festar og kornastærðin er mismunandi. Stærsta kornastærð er um 15 μm og litlu agnirnar eru um 5 μm.

Með samsetningargreiningu á 6060 ál yfirborðsagnunum og ósnortnu fylkinu eru agnirnar aðallega samsettar úr O, C, Si og Fe frumefnum og álinnihaldið er mjög lágt. Næstum allar agnir innihalda O og C frumefni. Samsetning hverrar agna er aðeins öðruvísi. Meðal þeirra eru a agnirnar nálægt 10 μm, sem er verulega hærra en fylkið Si, Mg og O; Í c ögnum eru Si, O og Cl augljóslega hærri; Agnir d og f innihalda mikið Si, O og Na; agnir e innihalda Si, Fe og O; h agnir eru efnasambönd sem innihalda Fe. Niðurstöður 6060 agna eru svipaðar þessu, en vegna þess að Si og Fe innihaldið í 6060 sjálfu er lágt er samsvarandi Si og Fe innihald í yfirborðsagnunum einnig lágt; C innihaldið í 6060 ögnum er tiltölulega lágt.

Yfirborðsagnir eru kannski ekki stakar smáar agnir heldur geta þær líka verið til í formi samsöfnunar margra lítilla agna með mismunandi lögun og massaprósenta mismunandi frumefna í mismunandi ögnum er mismunandi. Talið er að agnirnar séu aðallega samsettar úr tveimur gerðum. Einn er botnfall eins og AlFeSi og frumefnis Si, sem koma frá hábræðslustigi óhreininda eins og FeAl3 eða AlFeSi(Mn) í hleifnum, eða botnfallsfasa meðan á útpressunarferlinu stendur. Hitt er viðloðandi aðskotaefni.

2.3 Áhrif yfirborðsgrófs hleifar

Við prófunina kom í ljós að bakflötur 6005A steyptra rennibekksins var gróft og rykblettur. Á staðbundnum stöðum voru tvær steyptar stangir með dýpstu beygjumerkin, sem samsvaraði umtalsverðri fjölgun togs eftir útpressun og stærð eins togs var stærri eins og sést á mynd 7.

6005A steypta stöngin hefur engan rennibekk, þannig að yfirborðsgrófleiki er lítill og dregið er úr fjölda toga. Þar að auki, þar sem engin umfram skurðvökvi er festur við rennibekksmerki steyptu stöngarinnar, minnkar C innihald samsvarandi agna. Það er sannað að beygjumerkin á yfirborði steyptu stangarinnar munu auka tog og agnamyndun að vissu marki.

3 Umræður

(1) Íhlutir toggalla eru í grundvallaratriðum þeir sömu og í fylkinu. Það eru aðskotaagnirnar, gömul húð á yfirborði hleifsins og önnur óhreinindi sem safnast fyrir í útpressunartunnuveggnum eða dauðu svæði moldsins meðan á útpressunarferlinu stendur, sem eru færðar á málmyfirborðið eða állagið á moldinu. belti. Þegar varan flæðir áfram myndast rispur á yfirborði og þegar varan safnast upp í ákveðna stærð er hún tekin út af vörunni til að draga úr henni. Eftir oxun var togið tært og sökum stórrar stærðar voru þar gryfjulíkir gallar.

(2) Yfirborðsagnir birtast stundum sem stakar litlar agnir og eru stundum til í samsettu formi. Samsetning þeirra er augljóslega frábrugðin því í fylkinu og inniheldur aðallega O, C, Fe og Si frumefni. Sumar agnirnar eru einkennist af O og C frumefnum og sumar agnir eru einkennist af O, C, Fe og Si. Þess vegna er ályktað að yfirborðsagnirnar komi frá tveimur uppsprettum: annar er botnfall eins og AlFeSi og frumefnis Si og óhreinindi eins og O og C festast við yfirborðið; Hitt er viðloðandi aðskotaefni. Agnirnar tærast í burtu eftir oxun. Vegna smæðar þeirra hafa þeir engin eða lítil áhrif á yfirborðið.

(3) Agnir sem eru ríkar af C og O frumefnum koma aðallega frá smurolíu, ryki, jarðvegi, lofti o.s.frv. sem festist við yfirborð hleifarinnar. Helstu þættir smurolíu eru C, O, H, S osfrv., og aðalhluti ryks og jarðvegs er SiO2. O-innihald yfirborðsagna er almennt hátt. Vegna þess að agnirnar eru í háhitaástandi strax eftir að þær hafa farið úr vinnubeltinu og vegna stórs sérstaks yfirborðs agna, gleypa þær auðveldlega O atóm í loftinu og valda oxun eftir snertingu við loftið, sem leiðir til hærra O atóms í loftinu. innihald en fylkið.

(4) Fe, Si, o.s.frv. koma aðallega frá oxíðum, gömlum kvörðum og óhreinindum í hleifinni (hár bræðslumark eða annar fasi sem er ekki að fullu útrýmt með einsleitni). Fe frumefnið er upprunnið frá Fe í álhleifum og myndar óhreinindafasa með háu bræðslumarki eins og FeAl3 eða AlFeSi(Mn), sem ekki er hægt að leysa upp í föstu lausn meðan á einsleitunarferlinu stendur eða er ekki að fullu umbreytt; Si er til í álgrunninu í formi Mg2Si eða yfirmettuð fast lausn af Si meðan á steypuferlinu stendur. Í heitu útpressunarferli steyptu stöngarinnar getur umfram Si fallið út. Leysni Si í áli er 0,48% við 450°C og 0,8% (þyngd%) við 500°C. Umframmagn Si í 6005 er um 0,41% og útfellt Si getur verið samsöfnun og úrkoma af völdum styrksveiflna.

(5) Ál sem festist við moldvinnubeltið er aðalorsök togarans. Extrusion deyja er háhita og háþrýstingsumhverfi. Málmflæðisnúningur mun auka hitastig vinnubeltis mótsins og myndar „límandi állag“ við skurðbrún vinnslubeltisinngangsins.

Á sama tíma er auðvelt að mynda umfram Si og aðrir þættir eins og Mn og Cr í álblöndunni til að koma í staðinn fyrir fastar lausnir með Fe, sem mun stuðla að myndun „klístrandi állags“ við inngang mótsvinnusvæðisins. Málmurinn sem flæðir í gegnum „límandi állagið“ tilheyrir innri núningi (renniklipping inni í málminum). Málmurinn afmyndast og harðnar vegna innri núnings, sem stuðlar að því að undirliggjandi málmur og mótið festist saman. Á sama tíma er vinnslubeltið aflöguð í trompetform vegna þrýstingsins og klístrað álið sem myndast af því að skurðarhluti vinnslubeltsins snertir sniðið er svipað og skurðbrún snúningsverkfæris.

Myndun klístruðs áls er kraftmikið ferli vaxtar og losunar. Agnir eru stöðugt teknar út af sniðinu. Festist við yfirborð sniðsins og myndar toggalla. Ef það rennur beint út úr vinnubeltinu og aðsogast samstundis á yfirborð sniðsins, eru litlu agnirnar sem festast varma við yfirborðið kallaðar „aðsogsagnir“. Ef sumar agnir verða brotnar af pressuðu álblöndunni munu sumar agnir festast við yfirborð vinnubeltsins þegar þær fara í gegnum vinnubeltið og valda rispum á yfirborði sniðsins. Afturendinn er staflað álfylki. Þegar mikið af áli er fast í miðju vinnubeltinu (bindingin er sterk) mun það auka yfirborðs rispur.

(6) Útpressunarhraði hefur mikil áhrif á tog. Áhrif útpressunarhraða. Hvað snertir 6005 málmblönduna eykst útpressunarhraðinn innan prófunarsviðsins, úttakshitastigið eykst og fjöldi yfirborðstogaragna eykst og verður þyngri eftir því sem vélrænu línurnar aukast. Útpressunarhraðinn ætti að vera eins stöðugur og mögulegt er til að forðast skyndilegar breytingar á hraða. Of mikill útpressunarhraði og hátt úttakshitastig mun leiða til aukins núnings og alvarlegs togara agna. Sérstakur vélbúnaður áhrifa útpressunarhraða á togfyrirbærið krefst síðari eftirfylgni og sannprófunar.

(7) Yfirborðsgæði steypustangarinnar er einnig mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á togagnirnar. Yfirborð steyptu stangarinnar er gróft, með sög, olíubletti, ryk, tæringu o.s.frv., sem allt eykur tilhneigingu til að draga agnir.

4 Niðurstaða

(1) Samsetning toggalla er í samræmi við samsetningu fylkisins; samsetning agnastöðunnar er augljóslega frábrugðin því sem er í fylkinu, sem inniheldur aðallega O, C, Fe og Si frumefni.

(2) Galla í togögnum stafar aðallega af því að ál festist við mótvinnubeltið. Allir þættir sem stuðla að því að ál festist við mótvinnubeltið mun valda toggöllum. Á þeirri forsendu að tryggja gæði steypustangarinnar hefur myndun togagna engin bein áhrif á álblönduna.

(3) Rétt samræmd brunameðferð er gagnleg til að draga úr yfirborðstogi.