Дар ҷараёни экструзияи маводҳои истихроҷи алюминийи алюминий, махсусан профилҳои алюминий, аксар вақт дар рӯи он нуқсони "чоҳ" рух медиҳад. Зуҳуроти мушаххас варамҳои хеле хурд бо зичии гуногун, думдор ва эҳсоси ошкори дастҳо, бо эҳсоси ришвахӯрӣ иборатанд. Пас аз коркарди сатҳи оксидшавӣ ё электрофорезӣ, онҳо аксар вақт ҳамчун донаҳои сиёҳ пайдо мешаванд, ки ба сатҳи маҳсулот часпидаанд.
Дар истеҳсоли экструзионии профилҳои калонҳаҷм, ин камбудӣ аз сабаби таъсири сохтори инготӣ, ҳарорати экструзия, суръати экструзия, мураккабии қолаб ва ғайра ба амал меояд. Аксари зарраҳои ҷаримаи камбудиҳои чоҳҳо метавонанд ҳангоми коркард хориҷ карда шаванд. Раванди коркарди пешакии сатҳи профил, бахусус раванди коркарди сілтӣ, дар ҳоле ки шумораи ками зарраҳои калонҳаҷм ва сахт часпида дар сатҳи профил боқӣ монда, ба сифати намуди маҳсулоти ниҳоӣ таъсир мерасонанд.
Дар маҳсулоти оддии биноҳои дару тиреза, муштариён умуман камбудиҳои ночизи чуқурро қабул мекунанд, аммо барои профилҳои саноатӣ, ки таваҷҷӯҳи баробар ба хосиятҳои механикӣ ва иҷрои ороишӣ ё таваҷҷӯҳи бештар ба иҷрои ороиширо талаб мекунанд, муштариён умуман ин нуқсонро қабул намекунанд, бахусус нуқсонҳои чуқурие, ки бо ранги заминаҳои гуногун мувофиқат намекунад.
Барои таҳлили механизми ташаккули зарраҳои ноҳамвор, морфология ва таркиби ҷойгиршавии нуқсон дар зери таркибҳои гуногуни хӯлаҳо ва равандҳои экструзия таҳлил карда шуда, фарқиятҳои байни камбудиҳо ва матритса муқоиса карда шуданд. Як роҳи оқилонаи ҳалли самараноки зарраҳои ноҳамвор пешниҳод карда шуд ва озмоиши озмоишӣ гузаронида шуд.
Барои бартараф кардани нуқсонҳои чуқурии профилҳо, фаҳмидани механизми ташаккули нуқсонҳои чуқурӣ зарур аст. Дар ҷараёни экструзия, часпидани алюминий ба камари кории қолабӣ сабаби асосии пайдоиши нуқсонҳои чуқурӣ дар рӯи маводи алюминийи истихроҷшуда мебошад. Ин аст, ки раванди экструзияи алюминий дар ҳарорати баланди тақрибан 450 ° C гузаронида мешавад. Агар таъсири гармии деформатсия ва гармии соиш илова карда шавад, ҳарорати металл ҳангоми аз сӯрохи штамп берун рафтани он баландтар мешавад. Вақте ки маҳсулот аз сӯрохи қолаб берун меравад, бинобар ҳарорати баланд, дар байни металл ва тасмаи кории қолаби қолаби алюминий часпида мешавад.
Шакли ин пайвастшавӣ аксар вақт чунин аст: раванди такрории пайвастшавӣ - кандашавӣ - пайвастшавӣ - боз канда мешавад ва маҳсулот ба пеш равон мешавад, ки дар натиҷа дар рӯи маҳсулот чуқуриҳои хурд ба вуҷуд меоянд.
Ин падидаи пайвастшавӣ бо омилҳо ба монанди сифати анбор, ҳолати сатҳи камарбанди кории қолаб, ҳарорати экструзия, суръати экструзия, дараҷаи деформатсия ва муқовимати деформатсияи металл алоқаманд аст.
1 Маводҳо ва усулҳои санҷиш
Тавассути тадқиқоти пешакӣ, мо фаҳмидем, ки омилҳо ба монанди тозагии металлургӣ, ҳолати қолаб, раванди экструзия, компонентҳо ва шароити истеҳсолӣ метавонанд ба зарраҳои ноҳамвор дар рӯи замин таъсир расонанд. Дар озмоиш, ду асои хӯлаи 6005A ва 6060 барои истихроҷи як қисм истифода шуданд. Морфология ва таркиби мавқеъҳои зарраҳои ноҳамвор тавассути хониши мустақими спектрометр ва усулҳои муайянкунии SEM таҳлил карда шуда, бо матритсаи муқаррарии атроф муқоиса карда шуданд.
Барои ба таври возеҳ фарқ кардани морфологияи ду нуқси чуқурӣ ва зарраҳо, онҳо ба таври зерин муайян карда мешаванд:
(1) Нуқсонҳои чуқурӣ ё нуқсонҳои кашишӣ як навъ нуқсони нуқтаест, ки нуқсони харошидаи номунтазам ба чӯб ё нуқта монанд аст, ки дар рӯи профил пайдо мешавад. Камбудӣ аз рахи сифр оғоз ёфта, бо афтодани нуқсон ба анҷом мерасад ва дар охири хатти харошидан дар лӯбиёи металлӣ ҷамъ мешавад. Андозаи нуқси чуқурӣ одатан 1-5 мм аст ва пас аз коркарди оксидшавӣ сиёҳии торик мешавад, ки дар ниҳоят ба намуди профил таъсир мерасонад, тавре ки дар доираи сурх дар расми 1 нишон дода шудааст.
(2) Зарраҳои рӯизаминиро инчунин лӯбиёҳои металлӣ ё зарраҳои адсорбсия меноманд. Сатҳи профили хӯлаи алюминий бо зарраҳои металлии дурушти курашакли хокистарӣ-сиёҳ пайваст карда шуда, сохтори фуҷур дорад. Ду намуди профилҳои хӯлаи алюминий мавҷуданд: онҳое, ки тоза кардан мумкин аст ва онҳое, ки нест кардан мумкин нест. Андоза одатан камтар аз 0,5 мм аст ва он барои ламс ноҳамвор ҳис мекунад. Дар қисми пеш ягон харошидан нест. Пас аз оксидшавӣ, он аз матритса чандон фарқ намекунад, чунон ки дар доираи зард дар расми 1 нишон дода шудааст.
2 Натиҷаҳои санҷиш ва таҳлил
2.1 Нуқсонҳои кашидани рӯи замин
Дар расми 2 морфологияи микроструктураи нуқсони кашанда дар рӯи хӯлаи 6005A нишон дода шудааст. Дар қисми пеши кашидан харошидаҳои қадаммонанд мавҷуданд ва онҳо бо гиреҳҳои ҷамъшуда хотима меёбанд. Пас аз пайдо шудани гиреҳҳо, сатҳи муқаррарӣ бармегардад. Ҷойгиршавии нуқсони ноҳамвор ба ламс ҳамвор нест, ҳисси тези хоро дорад ва дар рӯи профил часпида ё ҷамъ мешавад. Тавассути санҷиши экструзия, мушоҳида карда шуд, ки морфологияи кашидани профилҳои 6005A ва 6060 якхела аст ва охири думи маҳсулот аз охири сар зиёдтар аст; фарқият дар он аст, ки андозаи умумии кашидани 6005A хурдтар аст ва умқи харошидан заиф шудааст. Ин метавонад бо тағирот дар таркиби хӯла, ҳолати асои рехташуда ва шароити қолаб алоқаманд бошад. Дар зери 100X мушоҳида карда мешавад, дар охири пеши майдони кашиш аломатҳои харошидан вуҷуд доранд, ки дар баробари самти экструзия дароз карда шудаанд ва шакли зарраҳои гиреҳи ниҳоӣ номунтазам аст. Дар 500X, канори пеши сатҳи кашидашаванда дар самти экструзия харошидаҳои зина монанд дорад (андозаи ин нуқсон тақрибан 120 мкм аст) ва дар зарраҳои гиреҳ дар охири дум аломатҳои stacking возеҳ мавҷуданд.
Барои таҳлили сабабҳои кашидан, спектрометри мустақими хониш ва EDX барои гузаронидани таҳлили ҷузъҳо дар макони нуқсон ва матритсаи се ҷузъи хӯла истифода шуданд. Ҷадвали 1 натиҷаҳои санҷиши профили 6005A-ро нишон медиҳад. Натиҷаҳои EDX нишон медиҳанд, ки таркиби мавқеъи stacking заррачаҳои кашанда асосан ба матритса монанд аст. Илова бар ин, баъзе зарраҳои наҷосати ночиз дар дохили нуқсони кашидашаванда ҷамъ мешаванд ва зарраҳои наҷосат C, O (ё Cl) ё Fe, Si ва S доранд.
Таҳлили нуқсонҳои ноҳамворкунии профилҳои оксидшудаи ҷаримашудаи 6005A нишон медиҳад, ки зарраҳои кашанда андозаи калон доранд (1-5мм), рӯи он асосан чуќурї карда шудааст ва дар ќисми пеш харошидан ба қадам ба назар мерасад; Таркиб ба матритсаи Al наздик аст ва дар атрофи он фазаҳои гетерогенӣ мавҷуданд, ки дорои Fe, Si, C ва O мебошанд. Ин нишон медиҳад, ки механизми ташаккули кашидани се хӯла якхела аст.
Дар ҷараёни экструзия, фриксияи ҷараёни металл боиси баланд шудани ҳарорати камари кории қолаб мегардад ва дар канори буриши даромадгоҳи тасмаи корӣ "қабати алюминийи часпанда" -ро ташкил медиҳад. Дар айни замон, Si ва дигар элементҳо ба монанди Mn ва Cr дар хӯлаи алюминий ба осонӣ ба вуҷуд омадани маҳлулҳои сахти ивазшаванда бо Fe мебошанд, ки ба ташаккули "қабати алюминийи часпанда" дар даромадгоҳи минтақаи кории қолаб мусоидат мекунанд.
Вақте ки металл ба пеш ҷараён мегирад ва ба тасмаи корӣ мемолад, дар як мавқеи муайян падидаи мутақобилаи пайвастани пайвастан-кандашавӣ-пайвастшавӣ ба амал меояд, ки боиси пайваста дар ин мавқеъ боло шудани металл мегардад. Вақте ки зарраҳо ба андозаи муайян зиёд мешаванд, он аз ҷониби маҳсулоти ҷорӣ кашида мешавад ва дар рӯи металл аломатҳои харошидан ба вуҷуд меоянд. Он дар рӯи металл боқӣ мемонад ва дар охири харошидан зарраҳои кашанда ба вуҷуд меояд. аз ин рӯ, метавон ҳисоб кард, ки ташаккули зарраҳои ноҳамвор асосан ба часпидани алюминий ба тасмаи кории қолаб алоқаманд аст. Фазаҳои гетерогенӣ, ки дар атрофи он паҳн шудаанд, метавонанд аз равғани молиданӣ, оксидҳо ё зарраҳои хок, инчунин ифлосиҳо, ки аз сатҳи ноҳамвор ба вуҷуд меоянд, пайдо шаванд.
Аммо, шумораи кашиданҳо дар натиҷаҳои санҷиши 6005A камтар ва дараҷа сабуктар аст. Аз як тараф, ин дар баромади камарбанди кории қолаб ва бодиққат сайқал додани тасмаи корӣ барои кам кардани ғафсии қабати алюминий вобаста аст; аз тарафи дигар, он ба мазмуни зиёдатии Si вобаста аст.
Аз рӯи натиҷаҳои мутолиаи мустақими таркибҳои спектралӣ дидан мумкин аст, ки ба ғайр аз Si дар якҷоягӣ бо Mg Mg2Si, Si боқимонда дар шакли моддаи оддӣ пайдо мешавад.
2.2 Зарраҳои хурд дар рӯи замин
Ҳангоми санҷиши визуалии пастсифат, зарраҳо хурд мебошанд (≤0,5 мм), барои ламс ҳамвор нестанд, эҳсоси тез доранд ва ба сатҳи профил часпида мешаванд. Дар зери 100X мушохида карда мешавад, заррачахои хурди руи замин ба таври тасодуфй таксим карда мешаванд ва ба сатх заррачахои хурдакак часпида мешаванд, новобаста аз он ки харошидахо мавчуданд ё не;
Дар 500X, новобаста аз он ки оё дар рӯи самти экструзия харошиданҳои возеҳе ба мисли қадам вуҷуд доранд, зарраҳои зиёде ҳоло ҳам мепайванданд ва андозаи зарраҳо фарқ мекунанд. Андозаи калонтарини заррачаҳо тақрибан 15 мкм ва заррачаҳои хурд тақрибан 5 мкм мебошанд.
Тавассути таҳлили таркиби зарраҳои сатҳи хӯлаи 6060 ва матритсаи солим, зарраҳо асосан аз унсурҳои O, C, Si ва Fe иборатанд ва таркиби алюминий хеле паст аст. Қариб ҳама зарраҳо элементҳои О ва С доранд. Таркиби ҳар як зарра каме фарқ мекунад. Дар байни онҳо зарраҳои а ба 10 мкм наздиканд, ки ин аз матритсаҳои Si, Mg ва О хеле баландтар аст; Дар заррачаҳои c, Si, O ва Cl баръало баландтаранд; Зарраҳои d ва f дорои Si, O ва Na баланд мебошанд; заррачаҳои e дорои Si, Fe ва O; h зарраҳо пайвастагиҳои Fe доранд. Натиҷаҳои зарраҳои 6060 ба ин монанданд, аммо азбаски миқдори Si ва Fe дар худи 6060 паст аст, таркиби мувофиқи Si ва Fe дар заррачаҳои рӯизаминӣ низ кам аст; мазмуни C дар зарраҳои 6060 нисбатан паст аст.
Заррачаҳои рӯизаминӣ метавонанд зарраҳои хурди ягона набошанд, балки дар шакли ҷамъшавии бисёр заррачаҳои хурд бо шаклҳои гуногун вуҷуд дошта бошанд ва фоизи массаи элементҳои гуногун дар заррачаҳои гуногун фарқ мекунанд. Гумон меравад, ки зарраҳо асосан аз ду намуд иборатанд. Яке аз онҳо боришот ба монанди AlFeSi ва Si элементӣ мебошанд, ки аз фазаҳои ифлосии нуқтаи баланди обшавӣ ба монанди FeAl3 ё AlFeSi (Mn) дар зарф ё фазаҳои боришот дар ҷараёни экструзия ба вуҷуд меоянд. Дигар моддаҳои бегонаи часпак мебошанд.
2.3 Таъсири ноҳамвор будани сатҳ
Дар рафти санчиш маълум гардид, ки сатхи паси дастгохи чуб-кании 6005А нохамвор буда, аз чанг олуда шудааст. Дар ҷойҳои маҳаллӣ ду чӯби рехташуда бо тамғаҳои амиқтарин асбоби гардиш мавҷуд буданд, ки ба афзоиши назарраси шумораи кашишҳо пас аз экструзия мувофиқат мекунанд ва андозаи як кашиш калонтар буд, тавре ки дар расми 7 нишон дода шудааст.
Асои рехташудаи 6005A дастгоди токарӣ надорад, бинобар ин ноҳамвории рӯи замин паст аст ва шумораи кашишҳо кам мешавад. Илова бар ин, азбаски моеъи буриши зиёдатӣ ба аломатҳои токарии асои рехташуда мавҷуд нест, таркиби C дар зарраҳои мувофиқ кам мешавад. Исбот шудааст, ки аломатҳои гардиши рӯи асои рехташуда кашиш ва пайдоиши зарраҳоро то андозае шадидтар мекунанд.
3 Муҳокима
(1) Ҷузъҳои нуқсонҳои кашидан асосан бо ҷузъҳои матритса яксонанд. Ин зарраҳои хориҷӣ, пӯсти кӯҳна дар рӯи ингот ва дигар ифлосиҳо дар девори баррели экструзия ё майдони мурдаи қолаб ҳангоми раванди экструзия ҷамъ шудаанд, ки ба сатҳи металлӣ ё қабати алюминийи қолаби коркунанда оварда мешаванд. камар. Ҳангоме ки маҳсулот ба пеш ҳаракат мекунад, харошиданҳои рӯизаминӣ ба вуҷуд меоянд ва вақте ки маҳсулот ба андозаи муайян ҷамъ мешавад, он аз ҷониби маҳсулот бароварда мешавад, то кашишро ташкил кунад. Пас аз оксидшавӣ кашанда занг зада, аз сабаби калон буданаш дар он ҷо нуқсонҳои чоҳ монанд буданд.
(2) Заррачаҳои рӯизаминӣ баъзан ҳамчун зарраҳои хурди ягона пайдо мешаванд ва баъзан дар шакли ҷамъшуда вуҷуд доранд. Таркиби онҳо баръало аз таркиби матритса фарқ мекунад ва асосан элементҳои O, C, Fe ва Si иборат аст. Дар баъзе заррахо элементхои О ва С ва дар баъзе заррахо О, С, Fe ва Si бартарй доранд. Аз ин рӯ, чунин хулоса бароварда мешавад, ки зарраҳои рӯизаминӣ аз ду манбаъ пайдо мешаванд: яке боришот ба монанди AlFeSi ва Si элементӣ ва ифлосиҳо ба монанди О ва С ба рӯи замин часпидаанд; Дигар моддаҳои бегонаи часпак мебошанд. Зарраҳо пас аз оксидшавӣ занг мезананд. Аз сабаби хурд будани онҳо, онҳо ба рӯи замин таъсир намерасонанд ё кам доранд.
(3) Заррачањои бой аз элементњои С ва О асосан аз равѓани молиданї, чанг, хок, њаво ва ѓайра ба сатњи ингот часпида мешаванд. Компонентхои асосии равгани молиданй С, О, Н, С ва гайра буда, кисми асосии чангу хок SiO2 мебошанд. Мазмуни O-и заррачаҳои рӯизаминӣ умуман баланд аст. Азбаски зарраҳо дарҳол пас аз тарк кардани тасмаи корӣ дар ҳолати ҳарорати баланд қарор доранд ва аз сабаби майдони мушаххаси баланди зарраҳо, онҳо атомҳои O-ро дар ҳаво ба осонӣ адсорб мекунанд ва пас аз тамос бо ҳаво оксидшавиро ба вуҷуд меоранд, ки дар натиҷа О. мундариҷа нисбат ба матритса.
(4) Fe, Si ва ғ. асосан аз оксидҳо, миқёси кӯҳна ва фазаҳои наҷосат дар ингот (нуқтаи обшавии баланд ё марҳилаи дуюм, ки бо гомогенизатсия пурра нест карда намешавад) меоянд. Элементи Fe аз Fe дар зарфҳои алюминий сарчашма мегирад, ки марҳилаҳои ифлосии нуқтаи обшавии баландро ба мисли FeAl3 ё AlFeSi(Mn) ташкил медиҳанд, ки дар ҷараёни гомогенизатсия дар маҳлули сахт ҳал карда намешаванд ё пурра табдил намеёбанд; Si дар матритсаи алюминий дар шакли Mg2Si ё маҳлули сахти аз ҳад зиёди Si дар ҷараёни рехтагарӣ мавҷуд аст. Дар ҷараёни истихроҷи гарми асои рехташуда, Si-и зиёдатӣ метавонад борид. Ҳалшавандагии Si дар алюминий 0,48% дар 450°С ва 0,8% (вазни%) дар 500°С мебошад. Мазмуни зиёдатии Si дар соли 6005 тақрибан 0,41% -ро ташкил медиҳад ва Si боришшуда метавонад ҷамъшавӣ ва боришот бошад, ки аз тағирёбии консентрататсия ба вуҷуд омадааст.
(5) Часпидани алюминий ба камари кории қолаб сабаби асосии кашидан аст. Шабакаи экструзия як муҳити ҳарорати баланд ва фишори баланд аст. Фриксияи ҷараёни металлӣ ҳарорати тасмаи кории қолабро зиёд карда, дар канори буриши даромадгоҳи тасмаи корӣ "қабати алюминии часпанда" -ро ташкил медиҳад.
Дар айни замон, Si ва дигар элементҳо ба монанди Mn ва Cr дар хӯлаи алюминий ба осонӣ ба вуҷуд омадани маҳлулҳои сахти ивазшаванда бо Fe мебошанд, ки ба ташаккули "қабати алюминийи часпанда" дар даромадгоҳи минтақаи кории қолаб мусоидат мекунанд. Металле, ки аз «қабати алюминии часпанда» мегузарад, ба фриксияи дохилӣ тааллуқ дорад (бури ҳаракат дар дохили металл). Металл аз сабаби соиши дохилӣ деформатсия ва сахт мешавад, ки ба пайвастшавии металли асосӣ ва қолаб мусоидат мекунад. Ҳамзамон, тасмаи кории қолаб аз фишор ба шакли карнай деформатсия мешавад ва алюминийи часпанда, ки аз қисми буриши тасмаи корӣ ба профил пайваст мешавад, ба канори буриши асбоби гардиш монанд аст.
Ташаккули алюминийи часпанда раванди динамикии афзоиш ва рехтан мебошад. Зарраҳо доимо аз ҷониби профил бароварда мешаванд. Ба сатҳи профил часпида, нуқсонҳои кашандаро ба вуҷуд меоранд. Агар он бевосита аз тасмаи корї љорї шуда, якбора дар сатњи профил адсорбсия шавад, заррањои хурди ба сатњи термикї часпидашударо «заррачањои адсорбсионї» меноманд. Агар баъзе зарраҳо аз хӯлаи алюминийи истихроҷшуда шикаста шаванд, баъзе зарраҳо ҳангоми гузаштан аз тасмаи корӣ ба рӯи тасмаи корӣ часпида, дар рӯи профил харошида мешаванд. Дар охири дум матритсаи алюминий чуќурї аст. Вақте ки дар мобайни тасмаи корӣ алюминийи зиёд часпида бошад (пайвандаш мустаҳкам аст), он харошиданҳои рӯизаминиро бадтар мекунад.
(6) Суръати экструзия ба кашидан таъсири калон дорад. Таъсири суръати экструзия. Дар мавриди хӯлаи пайгирии 6005, суръати экструзия дар доираи санҷиш меафзояд, ҳарорати баромад зиёд мешавад ва шумораи зарраҳои кашидани рӯизаминӣ меафзояд ва ҳангоми зиёд шудани хатҳои механикӣ вазнинтар мешавад. Суръати экструзия бояд то ҳадди имкон устувор нигоҳ дошта шавад, то тағироти ногаҳонии суръатро пешгирӣ кунад. Суръати аз ҳад зиёди экструзия ва ҳарорати баланди баромад боиси зиёд шудани соиш ва кашиши ҷиддии зарраҳо мегардад. Механизми мушаххаси таъсири суръати экструзия ба падидаи кашиш пайгирӣ ва санҷиши минбаъдаро талаб мекунад.
(7) Сифати сатҳи асои рехташуда низ омили муҳимест, ки ба зарраҳои кашанда таъсир мерасонад. Сатҳи чӯби рехташуда ноҳамвор буда, буришҳои арра, доғҳои равған, чанг, зангзанӣ ва ғайра доранд, ки ҳама тамоюли кашидани зарраҳоро зиёд мекунанд.
4 Хулоса
(1) Таркиби нуқсонҳои кашанда бо таркиби матритса мувофиқ аст; таркиби мавқеъи зарраҳо аз матритса баръало фарқ мекунад, ки асосан элементҳои О, С, Fe ва Si доранд.
(2) Норасоиҳои зарраҳои кашидашуда асосан аз часпидани алюминий ба камари кории қолаб ба амал меоянд. Ҳама омилҳое, ки ба камарбанди кории қолаб часпидани алюминий мусоидат мекунанд, боиси нуқсонҳои кашидан мешаванд. Дар асоси таъмини сифати асои рехташуда, тавлиди зарраҳои кашанда ба таркиби хӯла таъсири мустақим надорад.
(3) Муолиҷаи дурусти оташфишон барои кам кардани кашиши рӯи замин муфид аст.
Вақти фиристодан: сентябр-10-2024
