Während dem Extrusiounsprozess vun Aluminiumlegierung extrudéierte Materialien, besonnesch Aluminiumprofiler, geschitt dacks e "Pitting" Defekt op der Uewerfläch. Déi spezifesch Manifestatiounen enthalen ganz kleng Tumoren mat variabelen Dicht, Schwänz, a evident Handgefill, mat engem spiky Gefill. No der Oxidatioun oder der elektrophoretescher Uewerflächenbehandlung erschéngen se dacks als schwaarze Granulat, déi un d'Uewerfläch vum Produkt hänken.
Bei der Extrusiounsproduktioun vu grousse Sektiounsprofiler ass dëse Defekt méi wahrscheinlech wéinst dem Afloss vun der Ingotstruktur, Extrusiounstemperatur, Extrusiounsgeschwindegkeet, Schimmelkomplexitéit, etc. Profil Uewerfläch Virbehandlung Prozess, virun allem d'Alkali Ätz Prozess, iwwerdeems eng kleng Zuel vu grouss-Gréisst, fest ageklemmt Partikel bleiwen op der Profil Uewerfläch, Afloss op d'Erscheinung Qualitéit vun der Finale Produit.
Bei normale Gebaier- a Fënsterprofilprodukter akzeptéieren d'Clienten allgemeng kleng pitted Mängel, awer fir industriell Profiler déi gläiche Wäert op mechanesch Eegeschaften an dekorativ Leeschtung oder méi Akzent op dekorativ Leeschtung erfuerderen, akzeptéiere Clienten allgemeng net dësen Defekt, besonnesch pitted Mängel déi sinn. inkonsequent mat de verschiddene Hannergrondfaarf.
Fir de Bildungsmechanismus vu raue Partikelen ze analyséieren, goufen d'Morphologie an d'Zesummesetzung vun de Defektplazen ënner verschiddene Legierungskompositiounen an Extrusiounsprozesser analyséiert, an d'Ënnerscheeder tëscht de Mängel an der Matrix goufen verglach. Eng raisonnabel Léisung fir déi rau Partikelen effektiv ze léisen gouf virgestallt, an e Versuchstest gouf duerchgefouert.
Fir de Pitting Mängel vun Profiler ze léisen, ass et néideg der Formatioun Mechanismus vun Pitting Mängel ze verstoen. Wärend dem Extrusiounsprozess ass den Aluminium, deen un de Stierfaarbechtsgurt hält, d'Haaptursaach vu Pittingfehler op der Uewerfläch vun extrudéierten Aluminiummaterialien. Dëst ass well den Extrusiounsprozess vun Aluminium bei enger héijer Temperatur vu ronn 450°C duerchgefouert gëtt. Wann d'Effekter vun der Verformungshëtzt a Reibungshëtzt bäigefüügt ginn, wäert d'Temperatur vum Metall méi héich sinn wann et aus dem Stierfbunn fléisst. Wann d'Produkt aus dem Stierfbunn fléisst, wéinst der héijer Temperatur, gëtt et e Phänomen vum Aluminium, deen tëscht dem Metall an dem Schimmelaarbechtsgurt hält.
D'Form vun dëser Bindung ass dacks: e widderhuelende Prozess vu Bindung - räissen - Bindung - erëm räissen, an d'Produkt fléisst no vir, wat zu villen klengen Gruef op der Uewerfläch vum Produkt resultéiert.
Dëst Bindungsphenomen ass verbonne mat Faktoren wéi d'Qualitéit vum Ingot, den Uewerflächebedingung vum Schimmelaarbechtsgurt, d'Extrusiounstemperatur, d'Extrusiounsgeschwindegkeet, d'Deformatiounsgrad an d'Verformungsresistenz vum Metal.
1 Testmaterialien a Methoden
Duerch virleefeg Fuerschung hu mir geléiert datt Faktore wéi metallurgesch Rengheet, Schimmelstatus, Extrusiounsprozess, Zutaten, a Produktiounsbedingunge kënnen d'Uewerfläch gerappte Partikel beaflossen. Am Test goufen zwee Legierungsstäben, 6005A a 6060, benotzt fir déiselwecht Sektioun ze extrudéieren. D'Morphologie an d'Zesummesetzung vun de gerappte Partikelpositioune goufen duerch direkt Liesspektrometer an SEM Detektiounsmethoden analyséiert, a verglach mat der Ëmgéigend normaler Matrix.
Fir d'Morphologie vun den zwee Mängel vu pitted a Partikel kloer z'ënnerscheeden, gi se wéi follegt definéiert:
(1) Pitted Mängel oder Zuchdefekter ass eng Aart Punktdefekt, deen en onregelméissegen Tadpole-ähnlechen oder punktähnleche Kratzdefekt ass, deen op der Uewerfläch vum Profil erscheint. De Defekt fänkt vun der Kratzstreif un an endet mat dem Defekt, deen ofgefall ass, a Metallbounen um Enn vun der Kratzlinn accumuléiert. D'Gréisst vum pitted Defekt ass allgemeng 1-5mm, an et gëtt donkel schwaarz no der Oxidatiounsbehandlung, wat schlussendlech d'Erscheinung vum Profil beaflosst, wéi am roude Krees an der Figur 1.
(2) Uewerflächepartikele ginn och Metallbounen oder Adsorptiounspartikelen genannt. D'Uewerfläch vum Aluminiumlegierungsprofil ass mat kugelfërmeg gro-schwaarz hart Metallpartikel befestegt an huet eng locker Struktur. Et ginn zwou Zorte vun Aluminiumlegierungsprofiler: déi, déi ofgewäsch kënne ginn an déi, déi net ofwëschen kënnen. D'Gréisst ass normalerweis manner wéi 0,5 mm, an et fillt sech rau fir de Touch. Et gëtt keng Schrummen an der viischter Sektioun. No der Oxidatioun ass et net vill anescht wéi d'Matrix, wéi am giele Krees an der Figur 1 gewisen.
2 Test Resultater an Analyse
2.1 Fläch zéien Mängel
Figure 2 weist d'mikrostrukturell Morphologie vum Zuchdefekt op der Uewerfläch vun der 6005A Legierung. Et gi Schrëtt-ähnlech kraazt am virun Deel vun der zéien, a si Enn mat gestapelt nodules. Nodeems d'Knollen erscheinen, geet d'Uewerfläch zréck op normal. D'Plaz vum Roughening Defekt ass net glat fir de Touch, huet e scharfen Dorngefill, a festhält oder accumuléiert op der Uewerfläch vum Profil. Duerch den Extrusiounstest gouf beobachtet datt d'Zuchmorphologie vun 6005A an 6060 extrudéierte Profiler ähnlech ass, an de Schwanz Enn vum Produkt ass méi wéi de Kapp Enn; den Ënnerscheed ass datt d'Gesamtzuchgréisst vu 6005A méi kleng ass an d'Schrummendéift geschwächt ass. Dëst kann mat Ännerungen an der Legierungszesummesetzung, dem Gossstabezoustand a Schimmelbedéngungen verbonne sinn. Beobachtet ënner 100X, et sinn offensichtlech Kratzmarken um viischten Enn vum Zuchberäich, wat laanscht d'Extrusiounsrichtung verlängert ass, an d'Form vun de finalen Nodulepartikelen ass onregelméisseg. Bei 500X huet de viischte Enn vun der Zuchfläch Schrëtt-ähnlech Kratzer laanscht d'Extrusiounsrichtung (d'Gréisst vun dësem Defekt ass ongeféier 120 μm), an et sinn offensichtlech Stackmarken op den noduläre Partikel um Schwanz Enn.
Fir d'Ursaachen vum Zuch ze analyséieren, goufen direkt Liesspektrometer an EDX benotzt fir Komponentanalyse op de Defektplazen a Matrix vun den dräi Legierungskomponenten ze maachen. Table 1 weist d'Testresultater vum 6005A Profil. D'EDX-Resultater weisen datt d'Zesummesetzung vun der Stackplaz vun den Zittpartikelen am Fong ähnlech wéi déi vun der Matrix ass. Zousätzlech ginn e puer fein Gëftstoffpartikelen an a ronderëm de Pulldefekt accumuléiert, an d'Gëftstoffpartikelen enthalen C, O (oder Cl), oder Fe, Si a S.
Analyse vun de Roughening Mängel vun 6005A fein oxidéiert extrudéiert Profiler weist datt d'Zittpartikele grouss sinn (1-5mm), d'Uewerfläch ass meeschtens gestapelt, an et gi step-like Kratzer op der viischter Sektioun; D'Zesummesetzung ass no bei der Al Matrix, an et gëtt heterogen Phasen mat Fe, Si, C, an O ronderëm verdeelt. Et weist datt den Zuchbildungsmechanismus vun den dräi Legierungen d'selwecht ass.
Wärend dem Extrusiounsprozess wäert d'Metalstroumreibung d'Temperatur vum Schimmelaarbechtsgurt eropgoen, an eng "klebig Aluminiumschicht" an der Schneidkante vum Aarbechtsgurt-Entrée bilden. Zur selwechter Zäit sinn iwwerschësseg Si an aner Elementer wéi Mn a Cr an der Aluminiumlegierung einfach Ersatzstéckléisungen mat Fe ze bilden, wat d'Bildung vun enger "klebiger Aluminiumschicht" an der Entrée vun der Schimmelaarbechtszone fördert.
Wéi d'Metall no vir fléisst a sech géint den Aarbechtsgurt reift, entsteet e widderspréchleche Phänomen vu kontinuéierleche Bindung-Tréine-Bindung op enger bestëmmter Positioun, wat verursaacht datt d'Metall kontinuéierlech op dëser Positioun iwwerlagert. Wann d'Partikel zu enger gewësser Gréisst eropgoen, Et gëtt vum fléissende Produkt ewech gezunn a bilden Schrackmarken op der Metalloberfläch. Et bleift op der Metalloberfläche a bilden Partikelen um Enn vum Schrummen. dofir, et kann considéréiert ginn, datt d'Bildung vun roughened Partikel haaptsächlech mat der Al Zesummenhang mat der Ofdréck schaffen Gürtel Zesummenhang ass. Déi heterogen Phasen, déi ronderëm si verdeelt sinn, kënnen aus Schmieröl, Oxiden oder Staubpartikelen entstoen, souwéi Gëftstoffer, déi vun der rauer Uewerfläch vum Ingot bruecht ginn.
Wéi och ëmmer, d'Zuel vun den Zuch an den 6005A Testresultater ass méi kleng an de Grad ass méi hell. Engersäits ass et wéinst der Chamfering bei der Sortie vum Schimmelaarbechtsgurt an der suergfälteger Polierung vum Aarbechtsgurt fir d'Dicke vun der Aluminiumschicht ze reduzéieren; op der anerer Säit ass et mam iwwerschësseg Si Inhalt verbonnen.
No der direkter Liesung vun der Spektralkompositiounsresultater kann et gesi ginn datt nieft Si kombinéiert mat Mg Mg2Si, de verbleiwen Si a Form vun enger einfacher Substanz erschéngt.
2.2 Kleng Partikel op der Uewerfläch
Ënnert enger visueller Inspektioun vun enger gerénger Vergréisserung sinn d'Partikele kleng (≤0,5 mm), net glat op den Touch, hunn e schaarf Gefill, an halen sech un d'Uewerfläch vum Profil. Beobachtet ënner 100X, kleng Partikelen op der Uewerfläch sinn zoufälleg verdeelt, an et gi kleng-Gréisst Deelchen un der Uewerfläch verbonnen egal ob et kraazt oder net;
Bei 500X, egal ob et offensichtlech Schrëtt-ähnlech Kratzer op der Uewerfläch laanscht d'Extrusiounsrichtung sinn, sinn nach ëmmer vill Partikelen befestegt, an d'Partikelgréissten variéieren. Déi gréisste Partikelgréisst ass ongeféier 15 μm, an déi kleng Partikel sinn ongeféier 5 μm.
Duerch d'Zesummesetzungsanalyse vun den 6060 Legierungsfläche Partikelen an der intakter Matrix sinn d'Partikelen haaptsächlech aus O, C, Si a Fe Elementer zesummegesat, an den Aluminiumgehalt ass ganz niddereg. Bal all Partikel enthalen O a C Elementer. D'Zesummesetzung vun all Partikel ass liicht anescht. Ënnert hinnen sinn d'a-Partikelen no bei 10 μm, wat wesentlech méi héich ass wéi d'Matrix Si, Mg an O; An c-Partikelen si Si, O a Cl selbstverständlech méi héich; Partikel d an f enthalen héich Si, O, an Na; Deelchen e enthalen Si, Fe, an O; h Partikele sinn Fe-haltege Verbindungen. D'Resultater vu 6060 Partikel sinn ähnlech wéi dëst, awer well de Si- a Fe-Gehalt am 6060 selwer niddereg ass, sinn déi entspriechend Si- a Fe-Inhalter an den Uewerflächepartikelen och niddereg; den C Inhalt an 6060 Partikelen ass relativ niddereg.
Flächpartikelen sinn vläicht net eenzel kleng Partikelen, awer kënnen och a Form vun Aggregatiounen vu ville klenge Partikele mat verschiddene Formen existéieren, an d'Massprozentualer vu verschiddenen Elementer a verschiddene Partikel variéieren. Et gëtt ugeholl datt d'Partikel haaptsächlech aus zwou Aarte besteet. Een ass Ausfäll wéi AlFeSi an elemental Si, déi aus héije Schmelzpunkt Gëftstoffer Phasen wéi FeAl3 oder AlFeSi (Mn) am Ingot staamt, oder ausfälleg Phasen wärend dem Extrusiounsprozess. Déi aner ass adherent auslännesch Matière.
2.3 Effet vun Uewerfläch roughness vun ingot
Wärend dem Test gouf festgestallt datt d'Réckfläch vun der 6005A Goss Staang Dréibänk rau a mat Staub gefierft war. Et waren zwee Gossstäbchen mat den déifste Wendungsinstrumentmarken op lokalen Plazen, wat zu enger bedeitender Erhéijung vun der Unzuel vun Pull nom Extrusioun entsprécht, an d'Gréisst vun engem eenzegen Pull war méi grouss, wéi an der Figur 7.
D'6005A Goss Staang huet keng Dréibänk, sou datt d'Uewerfläch roughness niddereg ass an d'Zuel vun pullings ass reduzéiert. Zousätzlech, well et keng iwwerschësseg Schneidflëssegkeet un d'Dréibänkmarken vun der Gossstabe befestegt ass, gëtt de C Inhalt an de entspriechende Partikelen reduzéiert. Et ass bewisen datt d'Dréimarken op der Uewerfläch vum Gossstab d'Zeechung an d'Partikelbildung zu engem gewësse Mooss verschäerfen.
3 Diskussioun
(1) D'Komponente vun de Pulldefekter sinn am Fong d'selwecht wéi déi vun der Matrix. Et sinn déi auslännesch Partikelen, al Haut op der Uewerfläch vum Ingot an aner Gëftstoffer, déi an der Extrusiounsfaassmauer oder am doudege Gebitt vun der Ofdréck während dem Extrusiounsprozess accumuléiert sinn, déi op d'Metallfläch oder d'Aluminiumschicht vun der Schimmel bruecht ginn. Gürtel. Wéi de Produit no vir fléisst, entstinn Uewerflächkratzer, a wann d'Produkt op eng gewësse Gréisst accumuléiert, gëtt et vum Produkt erausgeholl fir ze zéien. No der Oxidatioun gouf d'Zeechung korrodéiert, a wéinst senger grousser Gréisst gouf et pitähnlech Mängel do.
(2) Uewerflächepartikelen erschéngen heiansdo als eenzel kleng Partikelen, an existéieren heiansdo a aggregéiert Form. Hir Zesummesetzung ass offensichtlech anescht wéi déi vun der Matrix, an enthält haaptsächlech O, C, Fe, a Si Elementer. E puer vun de Partikele ginn vun O a C Elementer dominéiert, an e puer Partikele ginn vun O, C, Fe a Si dominéiert. Dofir gëtt ofgeleet datt d'Uewerflächepartikelen aus zwou Quelle kommen: een ass Ausfäll wéi AlFeSi an elementar Si, an Gëftstoffer wéi O a C ginn un d'Uewerfläch hänken; Déi aner ass adherent auslännesch Matière. D'Partikele ginn no der Oxidatioun korrodéiert. Wéinst hirer klenger Gréisst hunn se keen oder wéinegen Impakt op d'Uewerfläch.
(3) Partikel reich an C an O Elementer kommen haaptsächlech aus Schmieröl, Stëbs, Buedem, Loft, etc. D'Haaptkomponente vum Schmierueleg sinn C, O, H, S, etc., an den Haaptkomponent vu Stëbs a Buedem ass SiO2. Den O Inhalt vun Uewerflächepartikelen ass allgemeng héich. Well d'Partikelen an engem héijen Temperaturzoustand sinn direkt nodeems se d'Aarbechtsgurt verlooss hunn, a wéinst der grousser spezifescher Uewerfläch vun de Partikelen, adsorbéiere se einfach O-Atomer an der Loft a verursaache Oxidatioun nom Kontakt mat der Loft, wat zu engem méi héije O Inhalt wéi d'Matrix.
(4) Fe, Si, etc. kommen haaptsächlech aus den Oxiden, aler Skala a Gëftstoffphasen am Ingot (héich Schmelzpunkt oder zweet Phase, déi duerch Homogeniséierung net komplett eliminéiert gëtt). D'Fe-Element staamt vu Fe an Aluminiumstécker, a bilden héich Schmelzpunkt Gëftstoffphasen wéi FeAl3 oder AlFeSi(Mn), déi net a feste Léisung während dem Homogeniséierungsprozess opgeléist kënne ginn oder net voll ëmgewandelt ginn; Si existéiert an der Aluminiummatrix a Form vu Mg2Si oder enger iwwersaturéierter fester Léisung vu Si wärend dem Gossprozess. Wärend dem waarme Extrusiounsprozess vun der Gossstab kann iwwerschësseg Si ausfällen. D'Léislechkeet vu Si am Aluminium ass 0,48% bei 450°C an 0,8% (gew.%) bei 500°C. Den iwwerschësseg Si Inhalt am Joer 6005 ass ongeféier 0,41%, an déi ausgeschloss Si kann Aggregatioun a Nidderschlag sinn, déi duerch Konzentratiounsschwankungen verursaacht ginn.
(5) Aluminium hält un de Schimmelaarbechtsgurt ass d'Haaptursaach fir ze zéien. D'extrusion stierwen ass eng héich-Temperatur an héich-Drock Ëmfeld. Metal Flow Reibung wäert d'Temperatur vum Aarbechtsgurt vun der Schimmel erhéijen, eng "klebeg Aluminiumschicht" an der Schneidekant vun der Aarbechtsgurt-Entrée bilden.
Zur selwechter Zäit sinn iwwerschësseg Si an aner Elementer wéi Mn a Cr an der Aluminiumlegierung einfach Ersatzstéckléisungen mat Fe ze bilden, wat d'Bildung vun enger "klebiger Aluminiumschicht" an der Entrée vun der Schimmelaarbechtszone fördert. D'Metall, déi duerch d'"klebeg Aluminiumschicht" fléisst, gehéiert zu der interner Reibung (Rutschschéier am Metall). D'Metall deforméiert an härt duerch intern Reibung, wat d'Basismetall an d'Schimmel fördert fir zesummen ze halen. Zur selwechter Zäit ass de Schimmelaarbechtsgurt an eng Trompettform deforméiert wéinst dem Drock, an de klebrig Aluminium geformt duerch de Schneiddeel vum Aarbechtsgurt, deen de Profil kontaktéiert, ass ähnlech wéi d'Schneidekant vun engem Dréiinstrument.
D'Bildung vu klebrig Aluminium ass en dynamesche Prozess vu Wuesstum a Verfall. D’Partikele ginn stänneg vum Profil eraus bruecht.Un d'Uewerfläch vum Profil hänken, d'Zuchfehler bilden. Wann et direkt aus dem Aarbechtsgurt fléisst an direkt op der Uewerfläch vum Profil adsorbéiert gëtt, ginn déi kleng Partikelen, déi thermesch un d'Uewerfläch hänken, "Adsorptiounspartikel" genannt. Wann e puer Partikele vun der extrudéierter Aluminiumlegierung gebrach ginn, hänke e puer Partikelen un d'Uewerfläch vum Aarbechtsgurt fest wann se duerch den Aarbechtsgurt passéieren, wat Kratzer op der Uewerfläch vum Profil verursaacht. De Schwanz Enn ass déi gestapelt Aluminiummatrix. Wann et vill Aluminium an der Mëtt vum Aarbechtsgurt stécht (d'Bindung ass staark), wäert et Uewerflächkratzer verschäerfen.
(6) D'Extrusiounsgeschwindegkeet huet e groussen Afloss op d'Zeechnen. Den Afloss vun extrusion Vitesse. Wat d'verfollegt 6005 Legierung betrëfft, erhéicht d'Extrusiounsgeschwindegkeet am Testbereich, d'Ausgangstemperatur eropgeet, an d'Zuel vun de Uewerflächenzuchpartikelen erhéicht a gëtt méi schwéier wéi d'mechanesch Linnen eropgoen. D'Extrusiounsgeschwindegkeet soll esou stabil wéi méiglech gehale ginn fir plötzlech Verännerungen an der Geschwindegkeet ze vermeiden. Exzessiv Extrusiounsgeschwindegkeet an héich Ausgangstemperatur féieren zu enger verstäerkter Reibung a sérieux Partikelzuch. De spezifesche Mechanismus vum Impakt vun der Extrusiounsgeschwindegkeet op de Phänomen vum Pull erfuerdert spéider Suivi a Verifizéierung.
(7) D'Uewerflächqualitéit vun der Gossstab ass och e wichtege Faktor deen d'Zeechpartikel beaflosst. D'Uewerfläch vum Gossstab ass rau, mat Sägebraten, Uelegflecken, Staub, Korrosioun, asw., All déi d'Tendenz fir Partikelen ze zéien erhéijen.
4 Conclusioun
(1) D'Zesummesetzung vun de zéien Mängel ass konsequent mat der Matrixentgasung; d'Zesummesetzung vun der Partikelpositioun ass offensichtlech anescht wéi déi vun der Matrix, haaptsächlech mat O, C, Fe a Si Elementer.
(2) Partikeldefekter ginn haaptsächlech verursaacht duerch Aluminium, deen un de Schimmelaarbechtsgurt hält. All Faktoren, déi d'Aluminium an de Schimmelaarbechtsgurt hänken, verursaachen Zuchdefekter. Op der Viraussetzung fir d'Qualitéit vun der Goss Staang ze garantéieren, huet d'Generatioun vun Partikelen net direkten Impakt op d'Legierungskompositioun.
(3) Richteg eenheetlech Feierbehandlung ass avantagéis fir d'Ofdreiwung vun der Uewerfläch ze reduzéieren.
Post Zäit: Sep-10-2024
