Atol sa proseso sa extrusion sa aluminum alloy extruded nga mga materyales, ilabi na sa aluminum profile, ang usa ka "pitting" depekto kasagaran mahitabo sa ibabaw. Ang espesipikong mga pagpakita naglakip sa gagmay kaayo nga mga tumor nga adunay lain-laing mga densidad, tailing, ug dayag nga pagbati sa kamot, nga adunay usa ka spiky nga pagbati. Pagkahuman sa oksihenasyon o electrophoretic nga pagtambal sa nawong, kini kanunay nga makita ingon mga itom nga granules nga nagsunod sa nawong sa produkto.
Sa extrusion produksyon sa dako nga-seksyon profile, kini nga depekto mas lagmit nga mahitabo tungod sa impluwensya sa ingot gambalay, extrusion temperatura, extrusion speed, agup-op pagkakomplikado, ug uban pa. profile nawong pretreatment proseso, ilabi na ang alkali etching proseso, samtang ang usa ka gamay nga gidaghanon sa dako nga-kadako, lig-on nga misunod nga mga partikulo magpabilin sa ibabaw sa profile, nga makaapekto sa panagway sa kalidad sa katapusan nga produkto.
Sa ordinaryo nga mga produkto sa profile sa pultahan ug bintana sa bilding, ang mga kostumer sa kasagaran modawat sa gagmay nga mga depekto sa pitted, apan alang sa mga profile sa industriya nga nanginahanglan parehas nga paghatag gibug-aton sa mekanikal nga mga kabtangan ug pangdekorasyon nga pasundayag o labi pa nga gipasiugda sa pangdekorasyon nga pasundayag, ang mga kostumer sa kasagaran dili modawat niini nga depekto, labi na ang mga pitted depekto nga dili uyon sa lain-laing kolor sa background.
Aron ma-analisar ang mekanismo sa pagporma sa bagis nga mga partikulo, ang morphology ug komposisyon sa mga depekto nga mga lokasyon ubos sa lain-laing mga komposisyon sa haluang metal ug mga proseso sa extrusion gisusi, ug ang mga kalainan tali sa mga depekto ug sa matrix gitandi. Usa ka makatarunganon nga solusyon aron epektibo nga masulbad ang mga bagis nga mga partikulo gibutang sa unahan, ug usa ka pagsulay nga pagsulay ang gihimo.
Aron masulbad ang mga depekto sa pitting sa mga profile, gikinahanglan nga masabtan ang mekanismo sa pagporma sa mga depekto sa pitting. Atol sa proseso sa extrusion, ang aluminum nga nagpilit sa die working belt mao ang nag-unang hinungdan sa mga depekto sa pitting sa ibabaw sa extruded aluminum materials. Kini tungod kay ang proseso sa extrusion sa aluminyo gihimo sa taas nga temperatura nga mga 450 ° C. Kung ang mga epekto sa deformation heat ug friction heat idugang, ang temperatura sa metal mahimong mas taas kung kini modagayday gikan sa die hole. Sa diha nga ang produkto moagos gikan sa die hole, tungod sa taas nga temperatura, adunay usa ka panghitabo sa aluminum nga nagpabilin sa taliwala sa metal ug sa agup-op working belt.
Ang porma niini nga bonding kasagaran: usa ka balik-balik nga proseso sa bonding - paggisi - bonding - paggisi pag-usab, ug ang produkto moagos sa unahan, nga miresulta sa daghang gagmay nga mga gahong sa ibabaw sa produkto.
Kini nga panagsama nga panghitabo adunay kalabotan sa mga hinungdan sama sa kalidad sa ingot, kahimtang sa nawong sa agup-op nga nagtrabaho nga bakus, temperatura sa extrusion, katulin sa extrusion, degree sa deformation, ug ang resistensya sa deformation sa metal.
1 Mga materyales ug pamaagi sa pagsulay
Pinaagi sa pasiuna nga panukiduki, nahibal-an namon nga ang mga hinungdan sama sa kaputli sa metalurhiko, kahimtang sa agup-op, proseso sa extrusion, mga sangkap, ug mga kondisyon sa produksiyon mahimong makaapekto sa mga partikulo nga nagbaga sa nawong. Sa pagsulay, duha ka alloy rod, 6005A ug 6060, ang gigamit sa pag-extrud sa parehas nga seksyon. Ang morpolohiya ug komposisyon sa roughened nga mga posisyon sa partikulo gisusi pinaagi sa direktang pagbasa sa spectrometer ug mga pamaagi sa pag-detect sa SEM, ug itandi sa naglibot nga normal nga matrix.
Aron sa tin-aw nga pag-ila sa morpolohiya sa duha ka mga depekto sa pitted ug mga partikulo, sila gihubit ingon sa mosunod:
(1) Pitted defects o pulling defects kay usa ka klase sa point defect nga dili regular nga tadpole-like o point-like scratch defect nga makita sa ibabaw sa profile. Ang depekto magsugod gikan sa scratch stripe ug matapos sa pagkahulog sa depekto, magtigum ngadto sa metal beans sa katapusan sa scratch line. Ang gidak-on sa pitted defect kasagaran 1-5mm, ug kini nahimong itom nga itom human sa oxidation treatment, nga sa katapusan makaapekto sa dagway sa profile, sama sa gipakita sa pula nga lingin sa Figure 1.
(2) Ang mga partikulo sa nawong gitawag usab nga metal beans o adsorption particle. Ang nawong sa aluminum alloy nga profile gilakip sa spherical gray-black hard metal nga mga partikulo ug adunay luag nga istruktura. Adunay duha ka matang sa aluminum alloy profile: kadtong mahimong mapapas ug kadtong dili mapapas. Ang gidak-on kasagaran ubos pa sa 0.5mm, ug kini bastos sa paghikap. Walay scratch sa front section. Human sa oksihenasyon, dili kaayo kini lahi sa matrix, sama sa gipakita sa yellow nga lingin sa Figure 1.
2 Mga resulta sa pagsulay ug pagtuki
2.1 Mga depekto sa pagbira sa nawong
Ang Figure 2 nagpakita sa microstructural morphology sa pagbira nga depekto sa ibabaw sa 6005A alloy. Adunay mga samag-lakang nga mga garas sa atubangan nga bahin sa pagbira, ug kini matapos uban sa stacked nodules. Human makita ang mga nodul, ang nawong mobalik sa normal. Ang lokasyon sa roughening depekto dili hamis sa paghikap, adunay usa ka mahait nga tunok nga pagbati, ug nagsunod o nagtigum sa nawong sa profile. Pinaagi sa extrusion test, naobserbahan nga ang pagbira morphology sa 6005A ug 6060 extruded profiles susama, ug ang ikog nga tumoy sa produkto labaw pa sa tumoy sa ulo; ang kalainan mao nga ang kinatibuk-ang pagbira gidak-on sa 6005A mao ang mas gamay ug ang scratch giladmon huyang. Mahimong may kalabotan kini sa mga pagbag-o sa komposisyon sa haluang metal, kahimtang sa cast rod, ug mga kondisyon sa agup-op. Naobserbahan ubos sa 100X, adunay mga dayag nga scratch marks sa atubangan nga tumoy sa pagbira dapit, nga elongated sa daplin sa extrusion direksyon, ug ang porma sa katapusan nga nodule mga partikulo dili regular. Sa 500X, ang atubangan nga tumoy sa nagbira nga nawong adunay mga lakang nga sama sa mga garas sa direksyon sa extrusion (ang gidak-on niini nga depekto mga 120 μm), ug adunay dayag nga stacking marks sa nodular particles sa tail end.
Aron maanalisa ang mga hinungdan sa pagbira, ang direkta nga pagbasa sa spectrometer ug EDX gigamit sa pagpahigayon sa component analysis sa mga depekto nga mga dapit ug matrix sa tulo ka mga sangkap sa alloy. Table 1 nagpakita sa mga resulta sa pagsulay sa 6005A profile. Ang mga resulta sa EDX nagpakita nga ang komposisyon sa stacking nga posisyon sa nagbira nga mga partikulo sa batakan susama sa sa matrix. Dugang pa, ang pipila ka maayong mga partikulo sa kahugawan natipon sa sulod ug sa palibot sa depekto sa pagbira, ug ang mga partikulo sa kahugawan adunay C, O (o Cl), o Fe, Si, ug S.
Pag-analisar sa mga roughening depekto sa 6005A lino nga fino nga oxidized extruded profile nagpakita nga ang pagbira partikulo mao ang dako nga sa gidak-on (1-5mm), ang nawong kasagaran stacked, ug adunay mga lakang-sama sa mga garas sa atubangan nga seksyon; Ang komposisyon duol sa Al matrix, ug adunay mga heterogenous nga mga hugna nga adunay Fe, Si, C, ug O nga giapod-apod sa palibot niini. Gipakita niini nga ang mekanismo sa paghulma sa pagbira sa tulo ka mga sinubong parehas.
Atol sa proseso sa extrusion, metal flow friction ang hinungdan sa temperatura sa agup-op working belt nga mosaka, nga mahimong usa ka "sticky aluminum layer" sa cutting edge sa working belt entrance. Sa samang higayon, ang sobra nga Si ug uban pang mga elemento sama sa Mn ug Cr sa aluminum alloy dali nga maporma ang puli nga solid nga mga solusyon sa Fe, nga magpasiugda sa pagporma sa usa ka "sticky aluminum layer" sa entrada sa agup-op nga working zone.
Samtang ang metal nag-agay sa unahan ug nag-rub sa work belt, ang usa ka reciprocating phenomenon sa padayon nga bonding-tearing-bonding mahitabo sa usa ka piho nga posisyon, hinungdan nga ang metal padayon nga mag-superimpose niini nga posisyon. Sa diha nga ang mga partikulo sa pagdugang sa usa ka piho nga gidak-on, Kini gibira sa nagaagay nga produkto ug maporma scratch marka sa ibabaw sa metal. Magpabilin kini sa ibabaw sa metal ug maporma ang mga partikulo sa pagbira sa katapusan sa garas. busa, kini mahimong giisip nga ang pagporma sa bagis nga mga partikulo mao ang nag-una nga may kalabutan sa aluminum nga mipilit sa agup-op working bakus. Ang mga heterogeneous nga mga hugna nga giapod-apod sa palibot niini mahimong maggikan sa lubricating oil, oxide o mga partikulo sa abog, ingon man mga hugaw nga gidala sa bagis nga nawong sa ingot.
Bisan pa, ang gidaghanon sa mga pagbira sa 6005A nga mga resulta sa pagsulay mas gamay ug ang degree mas gaan. Sa usa ka bahin, kini tungod sa chamfering sa exit sa agup-op working belt ug ang maampingong pagpasinaw sa working belt aron makunhuran ang gibag-on sa aluminum layer; sa laing bahin, kini may kalabutan sa sobra nga Si content.
Sumala sa direkta nga pagbasa sa spectral nga resulta sa komposisyon, makita nga dugang sa Si inubanan sa Mg Mg2Si, ang nahabilin nga Si makita sa porma sa usa ka yano nga substansiya.
2.2 Gagmay nga mga partikulo sa ibabaw
Ubos sa low-magnification visual inspection, ang mga partikulo gamay (≤0.5mm), dili hapsay sa paghikap, adunay usa ka mahait nga pagbati, ug nagsunod sa nawong sa profile. Naobserbahan ubos sa 100X, ang gagmay nga mga partikulo sa ibabaw random nga gipang-apod-apod, ug adunay gagmay nga mga partikulo nga gilakip sa nawong bisan pa kung adunay mga garas o wala;
Sa 500X, dili igsapayan kung adunay klaro nga mga garas nga sama sa lakang sa ibabaw sa direksyon sa extrusion, daghang mga partikulo ang gilakip gihapon, ug ang mga gidak-on sa partikulo magkalainlain. Ang pinakadako nga gidak-on sa partikulo mga 15 μm, ug ang gagmay nga mga partikulo mga 5 μm.
Pinaagi sa pag-analisar sa komposisyon sa 6060 nga mga partikulo sa nawong sa haluang metal ug ang wala’y sulod nga matrix, ang mga partikulo nag-una nga gilangkoban sa mga elemento sa O, C, Si, ug Fe, ug ang sulud sa aluminyo gamay ra. Hapit tanan nga mga partikulo adunay O ug C nga mga elemento. Ang komposisyon sa matag partikulo medyo lahi. Lakip niini, ang mga partikulo duol sa 10 μm, nga mas taas kay sa matrix nga Si, Mg, ug O; Sa c partikulo, ang Si, O, ug Cl dayag nga mas taas; Ang mga partikulo d ug f adunay taas nga Si, O, ug Na; ang mga partikulo e adunay Si, Fe, ug O; h nga mga partikulo kay Fe-containing compounds. Ang mga resulta sa 6060 nga mga partikulo susama niini, apan tungod kay ang Si ug Fe nga sulod sa 6060 mismo ubos, ang katugbang nga Si ug Fe nga mga sulod sa mga partikulo sa nawong ubos usab; ang C content sa 6060 nga mga partikulo medyo ubos.
Ang mga partikulo sa nawong mahimong dili usa ka gagmay nga mga partikulo, apan mahimo usab nga anaa sa porma sa mga panagsama sa daghang gagmay nga mga partikulo nga adunay lainlaing mga porma, ug ang mga porsyento sa masa sa lainlaing mga elemento sa lainlaing mga partikulo magkalainlain. Gituohan nga ang mga partikulo kasagarang gilangkoban sa duha ka matang. Ang usa mao ang precipitates sama sa AlFeSi ug elemental Si, nga naggikan sa taas nga melting point nga kahugawan nga mga hugna sama sa FeAl3 o AlFeSi(Mn) sa ingot, o precipitate phases atol sa extrusion process. Ang usa mao ang pagsunod sa langyaw nga butang.
2.3 Epekto sa kabangis sa nawong sa ingot
Atol sa pagsulay, nakit-an nga ang likod nga bahin sa 6005A cast rod lathe bagis ug namansahan sa abog. Adunay duha ka cast rods nga adunay pinakalawom nga mga marka sa himan sa pagliko sa lokal nga mga lokasyon, nga katumbas sa usa ka mahinungdanon nga pagtaas sa gidaghanon sa mga pagbira human sa extrusion, ug ang gidak-on sa usa ka pagbira mas dako, sama sa gipakita sa Figure 7.
Ang 6005A cast rod walay lathe, mao nga ang pagkagapos sa nawong ubos ug ang gidaghanon sa mga pagbira mikunhod. Dugang pa, tungod kay wala'y sobra nga pagputol sa fluid nga gilakip sa mga marka sa lathe sa cast rod, ang C content sa katugbang nga mga partikulo gikunhoran. Gipamatud-an nga ang mga marka sa pagliko sa ibabaw sa cast rod makapasamot sa pagbira ug pagporma sa partikulo sa usa ka sukod.
3 Panaghisgot
(1) Ang mga sangkap sa mga depekto sa pagbira parehas ra sa matrix. Kini ang mga langyaw nga partikulo, daan nga panit sa nawong sa ingot ug uban pang mga hugaw nga natipon sa extrusion barrel wall o ang patay nga lugar sa agup-op sa panahon sa proseso sa extrusion, nga gidala sa metal nga nawong o ang aluminum layer sa agup-op nga nagtrabaho. bakos. Samtang ang produkto nag-agay sa unahan, ang mga garas sa ibabaw ang hinungdan, ug kung ang produkto natipon sa usa ka piho nga gidak-on, kini gikuha sa produkto aron maporma ang pagbira. Human sa oksihenasyon, ang pagbira nadaot, ug tungod sa dako nga gidak-on niini, adunay mga depekto nga sama sa gahong.
(2) Ang mga partikulo sa ibabaw usahay makita isip usa ka gagmay nga mga partikulo, ug usahay anaa sa aggregated nga porma. Ang ilang komposisyon dayag nga lahi sa matrix, ug nag-una nga adunay O, C, Fe, ug Si nga mga elemento. Ang pipila sa mga partikulo gidominar sa O ug C nga mga elemento, ug ang ubang mga partikulo gidominar sa O, C, Fe, ug Si. Busa, nahibal-an nga ang mga partikulo sa nawong gikan sa duha ka gigikanan: ang usa mao ang precipitates sama sa AlFeSi ug elemental Si, ug ang mga hugaw sama sa O ug C gisunod sa nawong; Ang usa mao ang pagsunod sa langyaw nga butang. Ang mga partikulo madunot human sa oksihenasyon. Tungod sa ilang gamay nga gidak-on, sila walay o gamay nga epekto sa ibabaw.
(3) Ang mga partikulo nga dato sa C ug O nga mga elemento nag-una gikan sa lubricating oil, abog, yuta, hangin, ug uban pa nga gisunod sa nawong sa ingot. Ang mga nag-unang sangkap sa lubricating oil mao ang C, O, H, S, ug uban pa, ug ang panguna nga sangkap sa abug ug yuta mao ang SiO2. Ang O nga sulod sa mga partikulo sa nawong kasagaran taas. Tungod kay ang mga partikulo anaa sa usa ka taas nga temperatura nga kahimtang diha-diha dayon human sa pagbiya sa nagtrabaho bakus, ug tungod sa dako nga espesipikong dapit sa nawong sa mga partikulo, sila dali adsorb O atomo sa hangin ug hinungdan sa oksihenasyon human sa kontak uban sa hangin, nga miresulta sa usa ka mas taas nga O. sulod kay sa matrix.
(4) Fe, Si, ug uban pa nag-una gikan sa mga oxides, daan nga sukdanan ug kahugawan nga mga hugna sa ingot (taas nga pagkatunaw nga punto o ikaduhang hugna nga dili hingpit nga mawagtang pinaagi sa homogenization). Ang Fe nga elemento naggikan sa Fe sa aluminum ingots, nga nagporma og taas nga melting point nga mga hugna sa kahugawan sama sa FeAl3 o AlFeSi (Mn), nga dili matunaw sa solid nga solusyon sa panahon sa proseso sa homogenization, o dili hingpit nga nakabig; Ang Si anaa sa aluminum matrix sa porma sa Mg2Si o usa ka supersaturated solid solution sa Si atol sa proseso sa paghulma. Atol sa init nga extrusion nga proseso sa cast rod, ang sobra nga Si mahimong mo-precipitate. Ang solubility sa Si sa aluminum kay 0.48% sa 450°C ug 0.8% (wt%) sa 500°C. Ang sobra nga Si content sa 6005 maoy mga 0.41%, ug ang precipitated Si mahimong aggregation ug precipitation tungod sa pag-usab-usab sa konsentrasyon.
(5) Ang aluminum nga nagpilit sa agup-op nga working belt mao ang nag-unang hinungdan sa pagbira. Ang extrusion die usa ka taas nga temperatura ug taas nga presyur nga palibot. Ang friction sa dagan sa metal makadugang sa temperatura sa working belt sa agup-op, nga mahimong usa ka "sticky aluminum layer" sa cutting edge sa working belt entrance.
Sa samang higayon, ang sobra nga Si ug uban pang mga elemento sama sa Mn ug Cr sa aluminum alloy dali nga maporma ang puli nga solid nga mga solusyon sa Fe, nga magpasiugda sa pagporma sa usa ka "sticky aluminum layer" sa entrada sa agup-op nga working zone. Ang metal nga nagdagayday pinaagi sa "sticky aluminum layer" iya sa internal friction (sliding shear sulod sa metal). Ang metal deforms ug mogahi tungod sa internal friction, nga nagpasiugda sa nagpahiping metal ug sa agup-op nga magtapot. Sa parehas nga oras, ang agup-op nga nagtrabaho nga bakus nabag-o sa porma sa trompeta tungod sa presyur, ug ang sticky aluminum nga naporma sa cutting edge nga bahin sa working belt nga nagkontak sa profile susama sa cutting edge sa usa ka turning tool.
Ang pagporma sa sticky aluminum usa ka dinamikong proseso sa pagtubo ug pag-ula. Ang mga partikulo kanunay nga gidala sa profile.Pagsunod sa nawong sa profile, nga nagporma mga depekto sa pagbira. Kung kini modagayday direkta gikan sa work belt ug dayon nga adsorbed sa ibabaw sa profile, ang gagmay nga mga partikulo nga thermally nga gisunod sa ibabaw gitawag nga "adsorption particles". Kung ang pipila ka mga partikulo mabuak sa extruded aluminum alloy, ang pipila ka mga partikulo motapot sa ibabaw sa work belt kung moagi sa work belt, hinungdan sa mga garas sa nawong sa profile. Ang tumoy sa ikog mao ang stacked aluminum matrix. Kung adunay daghang aluminum nga natanggong sa tunga sa work belt (lig-on ang bugkos), kini makapasamot sa mga garas sa nawong.
(6) Ang katulin sa extrusion adunay dako nga impluwensya sa pagbira. Ang impluwensya sa extrusion speed. Kutob sa gisubay nga 6005 nga haluang metal, ang katulin sa extrusion nagdugang sa sulud sa pagsulay, ang temperatura sa outlet nagdugang, ug ang gidaghanon sa mga partikulo sa pagbira sa nawong nagdugang ug nahimong labi ka bug-at samtang ang mga linya sa mekanikal nga pagtaas. Ang katulin sa extrusion kinahanglan nga huptan nga lig-on kutob sa mahimo aron malikayan ang kalit nga pagbag-o sa katulin. Ang sobra nga katulin sa extrusion ug taas nga temperatura sa outlet mosangput sa pagtaas sa friction ug grabe nga pagbira sa partikulo. Ang espesipikong mekanismo sa epekto sa extrusion speed sa pagbira phenomenon nagkinahanglan sa sunod-sunod nga follow-up ug verification.
(7) Ang kalidad sa nawong sa cast rod usa usab ka hinungdanon nga hinungdan nga nakaapekto sa mga partikulo sa pagbira. Ang nawong sa cast rod kay bagis, nga adunay mga sawing burr, mantsa sa lana, abug, corrosion, ug uban pa, nga ang tanan nagdugang sa kalagmitan sa pagbira sa mga partikulo.
4 Konklusyon
(1) Ang komposisyon sa mga depekto sa pagbira nahiuyon sa matrix; ang komposisyon sa posisyon sa partikulo dayag nga lahi kay sa matrix, nag-una nga adunay O, C, Fe, ug Si nga mga elemento.
(2) Ang pagbira sa mga depekto sa partikulo nag-una tungod sa aluminum nga mipilit sa agup-op nga working belt. Ang bisan unsang mga hinungdan nga nagpasiugda sa aluminyo nga nagpabilin sa agup-op nga nagtrabaho nga bakus mahimong hinungdan sa mga depekto sa pagbira. Sa pasiuna sa pagsiguro sa kalidad sa cast rod, ang henerasyon sa pagbira sa mga partikulo walay direktang epekto sa komposisyon sa haluang metal.
(3) Ang husto nga uniporme nga pagtambal sa sunog mapuslanon sa pagkunhod sa pagbira sa nawong.
Oras sa pag-post: Sep-10-2024
