Semasa proses penyemperitan bahan tersemperit aloi aluminium, terutamanya profil aluminium, kecacatan "pitting" sering berlaku pada permukaan. Manifestasi khusus termasuk tumor yang sangat kecil dengan ketumpatan yang berbeza-beza, ekor, dan rasa tangan yang jelas, dengan perasaan yang tajam. Selepas pengoksidaan atau rawatan permukaan elektroforetik, ia sering muncul sebagai butiran hitam yang melekat pada permukaan produk.
Dalam pengeluaran penyemperitan profil bahagian besar, kecacatan ini lebih berkemungkinan berlaku disebabkan oleh pengaruh struktur jongkong, suhu penyemperitan, kelajuan penyemperitan, kerumitan acuan, dll. Kebanyakan zarah halus kecacatan berlubang boleh dikeluarkan semasa proses prarawatan permukaan profil, terutamanya proses etsa alkali, manakala sebilangan kecil zarah bersaiz besar, melekat kukuh kekal pada permukaan profil, menjejaskan kualiti penampilan produk akhir.
Dalam produk profil pintu dan tingkap bangunan biasa, pelanggan secara amnya menerima kecacatan pitted kecil, tetapi untuk profil industri yang memerlukan penekanan yang sama pada sifat mekanikal dan prestasi hiasan atau lebih penekanan pada prestasi hiasan, pelanggan secara amnya tidak menerima kecacatan ini, terutamanya kecacatan pitted yang tidak konsisten dengan warna latar belakang yang berbeza.
Untuk menganalisis mekanisme pembentukan zarah kasar, morfologi dan komposisi lokasi kecacatan di bawah komposisi aloi yang berbeza dan proses penyemperitan telah dianalisis, dan perbezaan antara kecacatan dan matriks telah dibandingkan. Penyelesaian yang munasabah untuk menyelesaikan zarah kasar dengan berkesan telah dikemukakan, dan ujian percubaan telah dijalankan.
Untuk menyelesaikan kecacatan pitting profil, adalah perlu untuk memahami mekanisme pembentukan kecacatan pitting. Semasa proses penyemperitan, aluminium yang melekat pada tali pinggang kerja die adalah punca utama kecacatan pitting pada permukaan bahan aluminium tersemperit. Ini kerana proses penyemperitan aluminium dijalankan pada suhu tinggi kira-kira 450°C. Jika kesan haba ubah bentuk dan haba geseran ditambah, suhu logam akan lebih tinggi apabila ia mengalir keluar dari lubang acuan. Apabila produk mengalir keluar dari lubang mati, disebabkan oleh suhu yang tinggi, terdapat fenomena aluminium melekat di antara logam dan tali pinggang kerja acuan.
Bentuk ikatan ini selalunya: proses berulang ikatan – mengoyak – ikatan – mengoyak semula, dan produk mengalir ke hadapan, mengakibatkan banyak lubang kecil pada permukaan produk.
Fenomena ikatan ini berkaitan dengan faktor seperti kualiti jongkong, keadaan permukaan tali pinggang kerja acuan, suhu penyemperitan, kelajuan penyemperitan, tahap ubah bentuk, dan rintangan ubah bentuk logam.
1 Bahan dan kaedah ujian
Melalui penyelidikan awal, kami mengetahui bahawa faktor seperti ketulenan metalurgi, status acuan, proses penyemperitan, ramuan dan keadaan pengeluaran boleh menjejaskan zarah yang kasar permukaan. Dalam ujian, dua rod aloi, 6005A dan 6060, digunakan untuk mengeluarkan bahagian yang sama. Morfologi dan komposisi kedudukan zarah yang kasar telah dianalisis melalui spektrometer bacaan langsung dan kaedah pengesanan SEM, dan dibandingkan dengan matriks normal di sekeliling.
Untuk membezakan dengan jelas morfologi kedua-dua kecacatan pitted dan zarah, ia ditakrifkan seperti berikut:
(1) Kecacatan berlubang atau kecacatan penarikan ialah sejenis kecacatan mata yang merupakan kecacatan calar seperti berudu atau mata yang tidak teratur yang muncul pada permukaan profil. Kecacatan bermula dari jalur calar dan berakhir dengan kecacatan itu jatuh, terkumpul ke dalam kacang logam di hujung garisan calar. Saiz kecacatan pitted biasanya 1-5mm, dan ia bertukar menjadi hitam gelap selepas rawatan pengoksidaan, yang akhirnya menjejaskan penampilan profil, seperti yang ditunjukkan dalam bulatan merah dalam Rajah 1.
(2) Zarah permukaan juga dipanggil kacang logam atau zarah penjerapan. Permukaan profil aloi aluminium dilekatkan dengan zarah logam keras kelabu-hitam sfera dan mempunyai struktur longgar. Terdapat dua jenis profil aloi aluminium: profil yang boleh disapu dan yang tidak boleh disapu. Saiznya biasanya kurang daripada 0.5mm, dan ia terasa kasar untuk disentuh. Tiada calar di bahagian hadapan. Selepas pengoksidaan, ia tidak jauh berbeza daripada matriks, seperti yang ditunjukkan dalam bulatan kuning dalam Rajah 1.
2 Keputusan ujian dan analisis
2.1 Kecacatan tarikan permukaan
Rajah 2 menunjukkan morfologi mikrostruktur kecacatan tarikan pada permukaan aloi 6005A. Terdapat calar seperti langkah di bahagian hadapan tarikan, dan ia berakhir dengan nodul bertindan. Selepas nodul muncul, permukaan kembali normal. Lokasi kecacatan kekasaran tidak licin apabila disentuh, mempunyai rasa berduri yang tajam, dan melekat atau terkumpul pada permukaan profil. Melalui ujian penyemperitan, diperhatikan bahawa morfologi tarikan profil tersemperit 6005A dan 6060 adalah serupa, dan hujung ekor produk adalah lebih daripada hujung kepala; perbezaannya ialah saiz tarikan keseluruhan 6005A lebih kecil dan kedalaman calar menjadi lemah. Ini mungkin berkaitan dengan perubahan dalam komposisi aloi, keadaan rod tuang dan keadaan acuan. Diperhatikan di bawah 100X, terdapat tanda calar yang jelas pada hujung hadapan kawasan tarikan, yang memanjang sepanjang arah penyemperitan, dan bentuk zarah nodul akhir adalah tidak teratur. Pada 500X, hujung hadapan permukaan yang menarik mempunyai calar seperti langkah di sepanjang arah penyemperitan (saiz kecacatan ini adalah kira-kira 120 μm), dan terdapat tanda tindanan yang jelas pada zarah nodular di hujung ekor.
Untuk menganalisis punca penarikan, spektrometer bacaan langsung dan EDX digunakan untuk menjalankan analisis komponen pada lokasi kecacatan dan matriks tiga komponen aloi. Jadual 1 menunjukkan keputusan ujian profil 6005A. Keputusan EDX menunjukkan bahawa komposisi kedudukan susunan zarah penarik pada asasnya adalah serupa dengan matriks. Di samping itu, beberapa zarah kekotoran halus terkumpul di dalam dan di sekeliling kecacatan tarikan, dan zarah kekotoran mengandungi C, O (atau Cl), atau Fe, Si, dan S.
Analisis kecacatan kekasaran profil tersemperit teroksida halus 6005A menunjukkan bahawa zarah penarik bersaiz besar (1-5mm), permukaan kebanyakannya disusun, dan terdapat calar seperti langkah pada bahagian hadapan; Komposisi ini hampir dengan matriks Al, dan akan terdapat fasa heterogen yang mengandungi Fe, Si, C, dan O yang diedarkan di sekelilingnya. Ia menunjukkan bahawa mekanisme pembentukan tarikan bagi ketiga-tiga aloi adalah sama.
Semasa proses penyemperitan, geseran aliran logam akan menyebabkan suhu tali pinggang kerja acuan meningkat, membentuk "lapisan aluminium melekit" di pinggir pintu masuk tali pinggang kerja. Pada masa yang sama, lebihan Si dan unsur-unsur lain seperti Mn dan Cr dalam aloi aluminium adalah mudah untuk membentuk penyelesaian pepejal gantian dengan Fe, yang akan menggalakkan pembentukan "lapisan aluminium melekit" di pintu masuk zon kerja acuan.
Apabila logam mengalir ke hadapan dan bergesel dengan tali pinggang kerja, fenomena salingan berterusan ikatan-koyak-ikatan berlaku pada kedudukan tertentu, menyebabkan logam terus menindih pada kedudukan ini. Apabila zarah meningkat kepada saiz tertentu, Ia akan ditarik keluar oleh produk yang mengalir dan membentuk tanda calar pada permukaan logam. Ia akan kekal pada permukaan logam dan membentuk zarah yang menarik pada hujung calar. Oleh itu, boleh dianggap bahawa pembentukan zarah yang kasar adalah terutamanya berkaitan dengan aluminium yang melekat pada tali pinggang kerja acuan. Fasa heterogen yang diedarkan di sekelilingnya mungkin berasal daripada minyak pelincir, oksida atau zarah habuk, serta kekotoran yang dibawa oleh permukaan jongkong yang kasar.
Walau bagaimanapun, bilangan tarikan dalam keputusan ujian 6005A adalah lebih kecil dan darjahnya lebih ringan. Di satu pihak, ia disebabkan oleh chamfering di pintu keluar tali pinggang kerja acuan dan penggilapan tali pinggang kerja yang teliti untuk mengurangkan ketebalan lapisan aluminium; sebaliknya, ia berkaitan dengan kandungan Si yang berlebihan.
Mengikut keputusan komposisi spektrum bacaan langsung, dapat dilihat bahawa sebagai tambahan kepada Si digabungkan dengan Mg Mg2Si, baki Si muncul dalam bentuk bahan ringkas.
2.2 Zarah kecil di permukaan
Di bawah pemeriksaan visual pembesaran rendah, zarahnya kecil (≤0.5mm), tidak licin untuk disentuh, mempunyai perasaan yang tajam, dan melekat pada permukaan profil. Diperhatikan di bawah 100X, zarah kecil pada permukaan diedarkan secara rawak, dan terdapat zarah bersaiz kecil yang melekat pada permukaan tanpa mengira sama ada terdapat calar atau tidak;
Pada 500X, tidak kira sama ada terdapat calar seperti langkah yang jelas pada permukaan sepanjang arah penyemperitan, banyak zarah masih melekat, dan saiz zarah berbeza-beza. Saiz zarah terbesar ialah kira-kira 15 μm, dan zarah kecil adalah kira-kira 5 μm.
Melalui analisis komposisi zarah permukaan aloi 6060 dan matriks utuh, zarah terutamanya terdiri daripada unsur O, C, Si, dan Fe, dan kandungan aluminium adalah sangat rendah. Hampir semua zarah mengandungi unsur O dan C. Komposisi setiap zarah adalah sedikit berbeza. Antaranya, zarah a adalah hampir 10 μm, yang jauh lebih tinggi daripada matriks Si, Mg, dan O; Dalam zarah c, Si, O, dan Cl jelas lebih tinggi; Zarah d dan f mengandungi Si, O, dan Na yang tinggi; zarah e mengandungi Si, Fe, dan O; zarah h ialah sebatian yang mengandungi Fe. Keputusan 6060 zarah adalah serupa dengan ini, tetapi kerana kandungan Si dan Fe dalam 6060 sendiri adalah rendah, kandungan Si dan Fe yang sepadan dalam zarah permukaan juga rendah; kandungan C dalam 6060 zarah adalah agak rendah.
Zarah permukaan mungkin bukan zarah kecil tunggal, tetapi mungkin juga wujud dalam bentuk pengagregatan banyak zarah kecil dengan bentuk yang berbeza, dan peratusan jisim unsur yang berbeza dalam zarah yang berbeza berbeza-beza. Adalah dipercayai bahawa zarah terutamanya terdiri daripada dua jenis. Satu ialah mendakan seperti AlFeSi dan unsur Si, yang berasal daripada fasa kekotoran takat lebur tinggi seperti FeAl3 atau AlFeSi(Mn) dalam jongkong, atau fasa mendakan semasa proses penyemperitan. Yang satu lagi ialah bendasing yang melekat.
2.3 Kesan kekasaran permukaan jongkong
Semasa ujian, didapati permukaan belakang pelarik rod tuang 6005A adalah kasar dan dicemari habuk. Terdapat dua batang tuang dengan tanda alat pusing paling dalam di lokasi tempatan, yang sepadan dengan peningkatan ketara dalam bilangan tarikan selepas penyemperitan, dan saiz tarikan tunggal adalah lebih besar, seperti ditunjukkan dalam Rajah 7.
Rod tuang 6005A tidak mempunyai pelarik, jadi kekasaran permukaan adalah rendah dan bilangan tarikan dikurangkan. Di samping itu, oleh kerana tiada cecair pemotongan berlebihan yang melekat pada tanda pelarik rod tuang, kandungan C dalam zarah yang sepadan dikurangkan. Dibuktikan bahawa tanda pusingan pada permukaan rod tuang akan memburukkan tarikan dan pembentukan zarah pada tahap tertentu.
3 Perbincangan
(1) Komponen kecacatan penarikan pada asasnya sama dengan matriks. Ia adalah zarah asing, kulit lama pada permukaan jongkong dan kekotoran lain yang terkumpul di dinding tong penyemperitan atau kawasan mati acuan semasa proses penyemperitan, yang dibawa ke permukaan logam atau lapisan aluminium acuan berfungsi tali pinggang. Apabila produk mengalir ke hadapan, calar permukaan berpunca, dan apabila produk terkumpul pada saiz tertentu, ia dibawa keluar oleh produk untuk membentuk tarikan. Selepas pengoksidaan, tarikan itu terhakis, dan disebabkan saiznya yang besar, terdapat kecacatan seperti lubang di sana.
(2) Zarah permukaan kadangkala kelihatan sebagai zarah kecil tunggal, dan kadangkala wujud dalam bentuk agregat. Komposisi mereka jelas berbeza daripada matriks, dan terutamanya mengandungi unsur O, C, Fe, dan Si. Sebahagian daripada zarah dikuasai oleh unsur O dan C, dan sesetengah zarah dikuasai oleh O, C, Fe, dan Si. Oleh itu, disimpulkan bahawa zarah permukaan datang daripada dua sumber: satu ialah mendakan seperti AlFeSi dan unsur Si, dan kekotoran seperti O dan C melekat pada permukaan; Yang satu lagi ialah bendasing yang melekat. Zarah-zarah terhakis selepas pengoksidaan. Oleh kerana saiznya yang kecil, ia tidak mempunyai atau sedikit kesan pada permukaan.
(3) Zarah-zarah yang kaya dengan unsur-unsur C dan O terutamanya berasal daripada minyak pelincir, habuk, tanah, udara, dan lain-lain yang melekat pada permukaan jongkong. Komponen utama minyak pelincir ialah C, O, H, S, dan lain-lain, dan komponen utama habuk dan tanah ialah SiO2. Kandungan O zarah permukaan umumnya tinggi. Kerana zarah berada dalam keadaan suhu tinggi serta-merta selepas meninggalkan tali pinggang kerja, dan disebabkan oleh luas permukaan khusus zarah yang besar, ia mudah menyerap atom O di udara dan menyebabkan pengoksidaan selepas bersentuhan dengan udara, menghasilkan O yang lebih tinggi. kandungan daripada matriks.
(4) Fe, Si, dsb. terutamanya datang daripada fasa oksida, skala lama dan kekotoran dalam jongkong (takat lebur tinggi atau fasa kedua yang tidak disingkirkan sepenuhnya oleh homogenisasi). Unsur Fe berasal dari Fe dalam jongkong aluminium, membentuk fasa kekotoran takat lebur tinggi seperti FeAl3 atau AlFeSi(Mn), yang tidak boleh dibubarkan dalam larutan pepejal semasa proses homogenisasi, atau tidak ditukar sepenuhnya; Si wujud dalam matriks aluminium dalam bentuk Mg2Si atau larutan pepejal supertepu Si semasa proses penuangan. Semasa proses penyemperitan panas rod tuang, Si yang berlebihan boleh memendakan. Keterlarutan Si dalam aluminium ialah 0.48% pada 450°C dan 0.8% (wt%) pada 500°C. Kandungan Si yang berlebihan pada tahun 6005 adalah kira-kira 0.41%, dan Si yang dimendakan mungkin merupakan pengagregatan dan pemendakan yang disebabkan oleh turun naik kepekatan.
(5) Aluminium melekat pada tali pinggang kerja acuan adalah punca utama menarik. Die penyemperitan adalah persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi. Geseran aliran logam akan meningkatkan suhu tali pinggang kerja acuan, membentuk "lapisan aluminium melekit" di pinggir pintu masuk tali pinggang kerja.
Pada masa yang sama, lebihan Si dan unsur-unsur lain seperti Mn dan Cr dalam aloi aluminium adalah mudah untuk membentuk penyelesaian pepejal gantian dengan Fe, yang akan menggalakkan pembentukan "lapisan aluminium melekit" di pintu masuk zon kerja acuan. Logam yang mengalir melalui "lapisan aluminium melekit" tergolong dalam geseran dalaman (ricih gelongsor di dalam logam). Logam berubah bentuk dan mengeras akibat geseran dalaman, yang menggalakkan logam asas dan acuan untuk melekat bersama. Pada masa yang sama, tali pinggang kerja acuan berubah bentuk menjadi bentuk sangkakala disebabkan oleh tekanan, dan aluminium melekit yang terbentuk oleh bahagian tepi pemotong tali pinggang kerja yang menghubungi profil adalah serupa dengan pinggir pemotongan alat pusing.
Pembentukan aluminium melekit adalah proses pertumbuhan dan penumpahan yang dinamik. Zarah sentiasa dibawa keluar oleh profil.Patuhi permukaan profil, membentuk kecacatan menarik. Jika ia mengalir terus keluar dari tali pinggang kerja dan serta-merta terjerap pada permukaan profil, zarah-zarah kecil yang melekat secara terma pada permukaan dipanggil "zarah penjerapan". Jika sesetengah zarah akan dipecahkan oleh aloi aluminium tersemperit, sesetengah zarah akan melekat pada permukaan tali pinggang kerja apabila melalui tali pinggang kerja, menyebabkan calar pada permukaan profil. Hujung ekor ialah matriks aluminium bertindan. Apabila terdapat banyak aluminium yang tersangkut di tengah-tengah tali pinggang kerja (ikatannya kuat), ia akan memburukkan lagi calar permukaan.
(6) Kelajuan penyemperitan mempunyai pengaruh yang besar pada tarikan. Pengaruh kelajuan penyemperitan. Setakat aloi 6005 yang dijejaki, kelajuan penyemperitan meningkat dalam julat ujian, suhu alur keluar meningkat, dan bilangan zarah penarik permukaan meningkat dan menjadi lebih berat apabila garis mekanikal meningkat. Kelajuan penyemperitan hendaklah dikekalkan sestabil mungkin untuk mengelakkan perubahan mendadak dalam kelajuan. Kelajuan penyemperitan yang berlebihan dan suhu alur keluar yang tinggi akan membawa kepada peningkatan geseran dan tarikan zarah yang serius. Mekanisme khusus kesan kelajuan penyemperitan pada fenomena tarikan memerlukan susulan dan pengesahan seterusnya.
(7) Kualiti permukaan rod tuang juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi zarah yang menarik. Permukaan batang tuang adalah kasar, dengan gerinda menggergaji, kotoran minyak, habuk, kakisan, dll., yang semuanya meningkatkan kecenderungan menarik zarah.
4 Kesimpulan
(1) Komposisi kecacatan penarikan adalah konsisten dengan matriks; komposisi kedudukan zarah jelas berbeza daripada matriks, terutamanya mengandungi unsur O, C, Fe, dan Si.
(2) Menarik kecacatan zarah terutamanya disebabkan oleh aluminium melekat pada tali pinggang kerja acuan. Sebarang faktor yang menggalakkan aluminium melekat pada tali pinggang kerja acuan akan menyebabkan kecacatan penarikan. Pada premis untuk memastikan kualiti rod tuang, penjanaan zarah penarik tidak mempunyai kesan langsung ke atas komposisi aloi.
(3) Rawatan kebakaran seragam yang betul adalah berfaedah untuk mengurangkan tarikan permukaan.
Masa siaran: Sep-10-2024
