Hliníková zliatina 6063 sa používa hlavne na vytláčanie architektonických profilov. Medzi metalurgické defekty jeho ingotov patria trhliny, fúkané otvory, troskové inklúzie, pórovitosť, svetlé zrná, perovité zrná, hrubé zrná a pod.. Tieto metalurgické defekty v rôznej miere ovplyvňujú výťažnosť výroby okrúhlych ingotov a rýchlosť hotového výrobku pri pretláčaní, čím spôsobujú spoločnosti značné ekonomické straty. Preto je bezpodmienečne nutné predchádzať vzniku vyššie uvedených metalurgických defektov.
Svetlé zrná sa našli počas makroštruktúrnej kontroly 6063 ingotov z hliníkovej zliatiny. Na povrchu lomu vzorky sa javia ako nepravidelné svetlé -sfarbené svetlé škvrny, sústredené najmä v koreni ingotu. Charakterizované hrubozrnnou štruktúrou, malým množstvom intrakryštalických rozpustených látok a svetlobielou farbou sa výrazne líšia od normálnej kryštalickej štruktúry a vznikajú počas fázy odlievania.
1. Príčiny tvorby jasných zŕn
1.1 Chemické zloženie
6063 je nízko-legovaná zliatina Al-Mg-Si série s vysokou-plasticitou. Počas procesu dávkovania vsádzky bol pridaný šrot zo zliatiny 6061 s obsahom 0,24 % - 0,32 % medi (Cu) v dôsledku nesprávnej prevádzky, čo vytvorilo podmienky pre vznik jasných defektov zŕn v ingotoch z hliníkovej zliatiny 6063, ako je uvedené v tabuľke 1.
1.2 Nízka teplota odlievania
Aby sa zlepšila tvarovateľnosť a kvalita povrchu ingotu, teplota odlievania sa často udržiava relatívne nízka. To má za následok nižšiu teplotu v dutine formy počas odlievania, čo spôsobuje, že podchladená zóna v dutine siaha až do spodnej oblasti prechodovej dosky, kde najskôr kryštalizujú dendrity. Tieto dendrity rastú po dlhú dobu v dutine a vytvárajú jasné zrná. Rýchlosť rastu svetlých zŕn je veľmi pomalá a pretože okolitý roztavený kov sa neustále obnovuje, zloženie kvapaliny v tejto oblasti sa počas kryštalizácie výrazne nemení. Rozdiel v koncentrácii medzi svetlými zrnami a kvapalnou fázou zostáva taký, aký bol na začiatku kryštalizácie, čím sa z svetlých zŕn stáva rozpustený-nekvalitný tuhý roztok hliníka (1).
1.3 Nízka teplota odlievacej misky
Vzhľadom na výrobné charakteristiky kruhových ingotov z hliníkovej zliatiny 6063, kde sú dlhé intervaly medzi dávkami pece a cyklami odlievania, sú odlievacie misky vždy v studenom stave. To má za následok nižšiu teplotu taveniny vo forme na začiatku odlievania. Pôvodne vykryštalizované svetlé zrná potom priľnú k prenosovej doske a postupne rastú. Keď dosiahnu určitú veľkosť, spadnú do ingotu a vytvoria svetlé defekty zrna na dne ingotu.
1.4 Kryštalizátor
Kryštalizátor používaný pri odlievaní hliníkovej zliatiny 6063 je krátky kryštalizátor typu vodné- oko. Cirkulujúca voda je špinavá, teplota vody je vysoká a koncentrácie iónov Ca2⁺ a Mg2⁺ sú relatívne vysoké. Počas odlievania to spôsobuje čiastočné zablokovanie vodného-oka, čo má za následok nerovnomerné teploty taveniny okolo ingotu, čo vedie k kolísaniu toku kovu a nerovnomernej distribúcii v kryštalizátore. Pri lokálne nižších teplotách odlievania sa rýchlosť tuhnutia taveniny mení, čím vznikajú svetlé zrná.
2 Preventívne opatrenia
Na základe vyššie uvedenej analýzy sme prijali nasledujúce opatrenia:
(1) Pri zmene typu produktu pec dôkladne vyčistite.
(2) Zliatinový šrot rôznych druhov skladujte oddelene a pri príprave taveniny je dovolené pridávať len šrot rovnakého druhu alebo podobného zloženia.
(3) Posilniť riadenie prevádzky procesov. Pred odlievaním použite horák na skvapalnený plyn na vypálenie prietokových kanálov, distribučnej dosky, prietokových rúrok a prechodových dosiek, kým nie sú rozžeravené.
(4) Upraviť systém filtrácie a chladenia cirkulačnej vody s plným využitím stanice zmäkčenej vody tak, aby kvalita a teplota cirkulujúcej vody a koncentrácie Ca, Mg a iných iónov spĺňali požiadavky na operácie odlievania, čím sa eliminujú metalurgické chyby spôsobené cirkulujúcou vodou v odlievaných ingotoch. Tieto chyby sú spôsobené vysokým obsahom Cu vo vsádzke, nízkou teplotou taveniny v čase vstupu do foriem, zlým predhrievaním distribučnej dosky a nedostatočným chladením ingotov cirkulujúcou vodou.
(5) Úpravou obsahu Cu v náplni, primeraným zvýšením teploty a rýchlosti odlievania, predhriatím a pečením odlievacích nástrojov pred odlievaním a posilnením kontroly kvality cirkulujúcej vody možno úplne eliminovať chyby svetlého zrna v ingotoch z hliníkovej zliatiny 6063.
