Zliatina hliníka 6063 sa používa hlavne na vytláčanie architektonických profilov. Jeho ingoty majú metalurgické defekty, ako sú praskliny, pórovitosť, troskové inklúzie, uvoľnenosť, svetlé zrná, perovité zrná{2}}a hrubé zrná. Tieto metalurgické defekty v rôznej miere ovplyvňujú výťažnosť výroby kruhových ingotov a výťažnosť materiálu pri extrúzii a spôsobujú spoločnosti značné ekonomické straty. Preto je potrebné predchádzať vzniku vyššie uvedených hutníckych vád.
Jasné zrná boli objavené počas kontroly 6063 ingotov z hliníkovej zliatiny pri malom{0}}zväčšení. Vyzerajú ako nepravidelné svetlé -sfarbené svetlé škvrny na priereze- vzorky, sústredené najmä v koreni ingotu. Štruktúra zŕn je hrubá, s relatívne malým počtom intragranulárnych rozpustených látok a farba je svetlo biela, čo vykazuje významný rozdiel od normálnej kryštalickej štruktúry. Tieto zrná sa tvoria počas fázy odlievania.
1 Príčiny tvorby jasných zŕn
1.1 Chemické zloženie
6063 je nízko-zliatina A1-Mg-Si s vysokou plasticitou. Počas procesu vsádzania sa v dôsledku nesprávneho fungovania pridalo 0,24 % - 0,32 % šrotu zliatiny 6061 obsahujúceho Cu, čo vytvorilo podmienky pre chyby svetlého zrna v ingotoch z hliníkovej zliatiny 6063, ako je uvedené v tabuľke 1.
1.2 Nízka teplota odlievania
Aby sa zlepšila tvárnosť a kvalita povrchu ingotu, teplota odlievania sa často udržiava relatívne nízka. Pri takýchto teplotách je teplota v dutine formy nižšia a podchladená zóna siaha až do spodnej oblasti prechodovej dosky. Výsledkom je, že dendrity kryštalizujú najskôr na dne prechodovej platne; tieto dendrity rastú dlhú dobu v dutine formy a vytvárajú svetlé zrná. Pretože rýchlosť rastu jasných zŕn je veľmi pomalá a okolitý roztavený kov sa neustále obnovuje, zloženie kvapalnej fázy v tejto oblasti sa počas kryštalizácie výrazne nemení. Rozdiel v koncentrácii medzi svetlými zrnami a kvapalnou fázou zostáva taký, aký bol na začiatku kryštalizácie, čo vedie k tomu, že svetlé zrná sa stávajú tuhým hliníkovým roztokom chudobným na rozpustenú látku (1).
1.3 Nízka teplota odlievacej misky
Vzhľadom na výrobné charakteristiky odlievania kruhových ingotov z hliníkovej zliatiny 6063, kde sú dlhé intervaly medzi chodmi pece a odlievania, je odlievacia miska vždy v studenom stave. To spôsobuje, že roztavený kov vo forme má na začiatku odlievania relatívne nízku teplotu. Pôvodne vykryštalizované svetlé zrná priľnú k prenosovej doske a postupne rastú. Keď dosiahnu určitú veľkosť, padajú do ingotu a vytvárajú svetlé defekty zrna na dne ingotu.
1.4 Kryštalizátor
Kryštalizátor používaný na odlievanie hliníkovej zliatiny 6063 je krátky kryštalizátor typu vodné- oko. Cirkulujúca voda je špinavá a teplota vody je vysoká, so zvýšenými koncentráciami iónov Ca2⁺ a Mg2⁺. Počas odlievania to spôsobuje čiastočné zablokovanie vodného-oka, čo má za následok nerovnomerné teploty roztaveného kovu okolo ingotu, čo vedie ku kolísaniu toku kovu a nerovnomernej distribúcii toku v kryštalizátore. Pri lokálne nižších teplotách odlievania sa rýchlosť tuhnutia roztaveného kovu mení a vytvára svetlé zrná.
2 Preventívne opatrenia
Na základe vyššie uvedenej analýzy sme zaviedli nasledujúce opatrenia:
(1) Pri výmene výrobných zliatin pec dôkladne vyčistite.
(2) Rôzne druhy šrotu zliatiny skladujte oddelene a počas prípravy zliatiny povoľte pridávať len šrot rovnakého typu alebo podobného zloženia.
(4) Posilnite riadenie prevádzky procesu a pred odlievaním predhrejte žľaby, rozvodné dosky, prietokové kanály a prechodové dosky do červeného- stavu pomocou horáka na skvapalnený plyn.
(5) Upraviť systém filtrácie cirkulačnej vody a chladiaci systém, plne využívať stanicu zmäkčenej vody a zabezpečiť, aby kvalita a teplota cirkulačnej vody, ako aj koncentrácie Ca, Mg a iných iónov spĺňali požiadavky na odlievacie operácie. Tým sa eliminujú metalurgické defekty ingotov spôsobené cirkulujúcou vodou. Tento problém bol spôsobený vysokým obsahom Cu vo vsádzke, nízkou teplotou taveniny vstupujúcej do formy, nedostatočným predhriatím distribučnej dosky a zlým chladením ingotu cirkulujúcou vodou.
(6) Úpravou obsahu Cu v náplni, primeraným zvýšením teploty odlievania a rýchlosti odlievania, predhriatím a vypaľovaním odlievacích nástrojov pred odlievaním a posilnením kontroly kvality cirkulujúcej vody je možné úplne eliminovať chyby svetlého zrna v ingotoch z hliníkovej zliatiny 6063.
