Алюминий эритмесинен жасалган экструдиялык материалдарды, өзгөчө алюминий профилдерин экструзиялоо процессинде көбүнчө бетинде “чуңкур” дефект пайда болот. Конкреттүү көрүнүштөр ар кандай тыгыздыктагы өтө кичинекей шишиктерди камтыйт, куйругу жана ачык кол сезими, тикенектүү сезим менен. Кычкылдануу же электрофоретикалык беттик тазалоодон кийин алар көбүнчө буюмдун бетине жабышкан кара гранулдар түрүндө пайда болот.
Чоң секциялуу профилдердин экструзия өндүрүшүндө бул кемчилик куйма структурасынын, экструзия температурасынын, экструзия ылдамдыгынын, калыптын татаалдыгынын жана башкалардын таасиринен улам пайда болушу ыктымал. профилдин үстүн алдын ала тазалоо процесси, өзгөчө щелочтук оюу процесси, ошол эле учурда профилдин бетинде аз сандагы чоң өлчөмдөгү, бекем жабышкан бөлүкчөлөр калып, акыркы продукттун сырткы көрүнүшүнө таасир этет.
Кадимки имараттын эшик-терезе профилиндеги буюмдарда кардарлар көбүнчө майда тешик кемчиликтерди кабыл алышат, бирок механикалык касиеттерге жана декоративдик көрсөткүчтөргө бирдей басым жасоону талап кылган өнөр жай профилдери үчүн же декоративдик көрсөткүчтөргө көбүрөөк басым жасоо үчүн, кардарлар бул кемчиликти, айрыкча, тешиктүү кемчиликтерди кабыл алышпайт. ар кандай фон түсү менен шайкеш келбейт.
Оор бөлүкчөлөрдүн пайда болуу механизмин талдоо максатында, ар кандай эритмелердин курамында жана экструзия процесстеринде дефекттин жайгашкан жерлеринин морфологиясы жана курамы талдоого алынган, кемчиликтер менен матрицанын ортосундагы айырмачылыктар салыштырылган. орой бөлүкчөлөрдү натыйжалуу чечүү үчүн акылга сыярлык чечим алдыга коюлуп, сыноо сыноо өткөрүлдү.
Профильдердин чуңкурдагы кемчиликтерин жоюу үчүн, анын пайда болуу механизмин түшүнүү зарыл. Экструзия процессинде алюминийдин иштөө белдемесине жабышып калышы extruded алюминий материалдарынын бетиндеги кемчиликтердин негизги себеби болуп саналат. Себеби алюминийдин экструзия процесси 450°Сге жакын жогорку температурада жүргүзүлөт. Деформациялык жылуулуктун жана сүрүлүү жылуулукунун эффекттери кошулса, металлдын тешиктен агып чыкканда температурасы жогору болот. Продукт өлүү тешиктен агып чыкканда, жогорку температурадан улам металл менен калыптын жумушчу белдемчисинин ортосунда алюминий жабышып калуу көрүнүшү пайда болот.
Бул байланыштын түрү көбүнчө: кайра-кайра байланыштыруу процесси – жыртылуу – байлоо – кайра үзүлүп, продукт алдыга агып, натыйжада буюмдун бетинде көптөгөн майда чуңкурлар пайда болот.
Бул бириктирүү кубулушу куйма сапаты, калыптын жумушчу кайыш бетинин абалы, экструзия температурасы, экструзия ылдамдыгы, деформация даражасы жана металлдын деформацияга каршылыгы сыяктуу факторлор менен байланышкан.
1 Сыноо материалдары жана методдору
Алдын ала изилдөөлөр аркылуу биз металлургиялык тазалык, калыптын абалы, экструзия процесси, ингредиенттер жана өндүрүш шарттары сыяктуу факторлор бетиндеги орой бөлүкчөлөргө таасир этиши мүмкүн экенин билдик. Сыноодо эки эритме таякчасы, 6005A жана 6060, ошол эле бөлүмдү экструдциялоо үчүн колдонулган. Оор бөлүкчөлөрдүн позицияларынын морфологиясы жана курамы түз окуу спектрометри жана SEM аныктоо ыкмалары аркылуу анализденип, курчап турган кадимки матрица менен салыштырылган.
Питтүү жана бөлүкчөлөрдүн эки кемтигинин морфологиясын так айырмалоо үчүн алар төмөнкүчө аныкталат:
(1) Чуңкур кемтиктери же тартылуу кемчиликтери - бул профилдин бетинде пайда болгон бир калыпта эмес, таяк сымал же чекит сымал чийилүүчү кемтиктин бир түрү. Кемчилик чийилген тилкеден башталып, кемтиктин түшүп кетиши менен аяктайт, сызык сызыгынын аягында металл буурчактарына чогулат. Чуңкурча дефекттин өлчөмү жалпысынан 1-5 мм, ал кычкылдануу процессинен кийин кара кара түскө айланат, бул 1-сүрөттөгү кызыл тегерекчеде көрсөтүлгөндөй, акыры профилдин көрүнүшүнө таасирин тийгизет.
(2) Беттик бөлүкчөлөр ошондой эле металл буурчак же адсорбциялык бөлүкчөлөр деп аталат. Алюминий эритмесинин профилинин бети шар түрүндөгү боз-кара катуу металл бөлүкчөлөрү менен бекитилет жана борпоң түзүлүшкө ээ. Алюминий эритмеси профилдердин эки түрү бар: аарчый турган жана өчүрүүгө мүмкүн эмес. Өлчөмү жалпысынан 0,5 ммден аз жана тийгенде орой сезилет. Алдыңкы бөлүгүндө эч кандай сызык жок. 1-сүрөттөгү сары тегерекчеде көрсөтүлгөндөй кычкылдангандан кийин ал матрицадан анча деле айырмаланбайт.
2 Тесттин натыйжалары жана талдоо
2.1 Беттик тартуу кемчиликтери
2-сүрөттө 6005A эритмесинин бетиндеги тартуу кемчилигинин микроструктуралык морфологиясы көрсөтүлгөн. Тартуунун алдыңкы бөлүгүндө тепкич сымал чийилген жерлер бар жана алар үйүлгөн түйүндөр менен аяктайт. Түйүндөр пайда болгондон кийин бети кадимки абалына келет. Оорулуу кемтиктин жайгашкан жери тийгенде жылмакай эмес, курч тикенектүү сезилет жана профилдин бетине жабышып же топтолуп калат. Экструзия тести аркылуу 6005A жана 6060 экструдиялык профилдердин тартылуу морфологиясы окшош жана буюмдун куйругу баш жагына караганда көбүрөөк экени байкалды; айырмасы 6005A жалпы тартуу өлчөмү кичине жана чийүү тереңдиги алсырап жатат. Бул эритмелердин курамындагы өзгөрүүлөргө, куйма таякчасынын абалына жана көктүн шарттарына байланыштуу болушу мүмкүн. 100X астында байкалган, тартылуу аймагынын алдыңкы учунда ачык чийилген тактар бар, ал экструзия багыты боюнча узартылган жана акыркы түйүн бөлүкчөлөрүнүн формасы туура эмес. 500X, тартуу бетинин алдыңкы учунда экструзия багыты боюнча тепкич сымал сызыктар бар (бул кемтиктин өлчөмү болжол менен 120 мкм), ал эми куйруктун учунда түйүндүү бөлүкчөлөрүндө айкын тизилген тактар бар.
Тартуу себептерин талдоо үчүн түз окуу спектрометри жана EDX үч эритме компонентинин кемтик жерлерине жана матрицасына компоненттик анализ жүргүзүү үчүн колдонулган. 1-таблицада 6005A профилинин сыноо натыйжалары көрсөтүлгөн. EDX натыйжалары тартуучу бөлүкчөлөрдүн тизилген абалынын курамы негизинен матрицага окшош экенин көрсөтүп турат. Мындан тышкары, кээ бир майда аралашма бөлүкчөлөрү тартылуу кемтигинин ичинде жана анын айланасында топтолот жана ыпластыктын бөлүкчөлөрүндө C, O (же Cl), же Fe, Si жана S бар.
6005A майда кычкылданган extruded профилдердин оройлук кемчиликтерин талдоо, тартуучу бөлүкчөлөрдүн көлөмү чоң (1-5мм), үстү негизинен үйүлгөн, алдыңкы бөлүгүндө кадам сымал чийик бар; Курамы Al матрицасына жакын жана анын тегерегинде таралган Fe, Si, C жана O камтыган гетерогендик фазалар болот. Бул үч эритмелердин тартуу пайда механизми бирдей экенин көрсөтүп турат.
Экструзия процессинде металлдын агымынын сүрүлүүсү калыптын жумушчу лентасынын температурасынын көтөрүлүшүнө алып келип, жумушчу курдун кире беришинин кесүүчү четинде “жабышчаак алюминий катмарын” пайда кылат. Ошол эле учурда, ашыкча Si жана алюминий эритмесиндеги Mn жана Cr сыяктуу башка элементтерди Fe менен алмаштыруучу катуу чечимдерди түзүү оңой, бул көктүн жумушчу зонасынын кире беришинде "жабышчаак алюминий катмарынын" пайда болушуна өбөлгө түзөт.
Металл алдыга агып, жумушчу лентага сүрүлгөндө, белгилүү бир абалда үзгүлтүксүз биригүү-жыртылуу-байланыштуу кайталануучу кубулуш пайда болуп, металлдын ушул абалда тынымсыз үстү-үстүнө үстөм болушуна алып келет. Бөлүкчөлөр белгилүү бир өлчөмгө чейин көбөйгөндө, ал агып жаткан продукт тарабынан тартылып, металл бетинде чийилген белгилерди пайда кылат. Ал металл бетинде калып, чийиктин аягында тартылуучу бөлүкчөлөрдү пайда кылат. ошондуктан, орой бөлүкчөлөрдүн пайда болушу, негизинен, алюминий калыптын жумушчу курга жабышуусуна байланыштуу деп эсептесе болот. Анын айланасында таралган гетерогендик фазалар майлоочу майдан, оксиддерден же чаң бөлүкчөлөрүнөн, ошондой эле куйманын орой бетинен келип чыккан аралашмалардан келип чыгышы мүмкүн.
Бирок, 6005A тестинин жыйынтыгында тартуулардын саны азыраак жана даражасы жеңилирээк. Бир жагынан, бул калыптын жумушчу белдемчисинин чыгышындагы фаскадан жана алюминий катмарынын калыңдыгын азайтуу үчүн жумушчу курду кылдат жылмалоодон улам болот; экинчи жагынан, бул ашыкча Si мазмунуна байланыштуу.
Түздөн-түз окуунун спектралдык курамынын жыйынтыгы боюнча, Siдан тышкары Mg Mg2Si менен бириккенде, калган Si жөнөкөй зат түрүндө пайда болоорун көрүүгө болот.
2.2 Бетиндеги майда бөлүкчөлөр
Төмөн чоңойтулган визуалдык текшерүүдө бөлүкчөлөр кичинекей (≤0,5мм), тийгенде жылмакай эмес, курч сезимге ээ жана профилдин бетине жабышат. 100X астында байкалган, бетиндеги майда бөлүкчөлөр туш келди бөлүштүрүлөт жана чийик бар же жок экенине карабастан, бетине тиркелген кичинекей өлчөмдөгү бөлүкчөлөр бар;
500X, экструзия багыты боюнча бетинде ачык-айкын кадам сымал чийиктердин бар-жогуна карабастан, көптөгөн бөлүкчөлөр дагы эле тиркелет жана бөлүкчөлөрдүн өлчөмдөрү ар кандай. Эң чоң бөлүкчөлөрдүн өлчөмү болжол менен 15 мкм, ал эми майда бөлүкчөлөр болжол менен 5 мкм.
6060 эритмесинин беттик бөлүкчөлөрүнүн жана бүтүн матрицанын курамын талдоо аркылуу бөлүкчөлөр негизинен O, C, Si жана Fe элементтеринен турат жана алюминийдин курамы өтө төмөн. Дээрлик бардык бөлүкчөлөр О жана С элементтерин камтыйт. Ар бир бөлүкчөнүн курамы бир аз башкача. Алардын ичинен a бөлүкчөлөрү 10 мкмге жакын, бул Si, Mg жана O матрицасына караганда кыйла жогору; c бөлүкчөлөрүндө Si, O жана Cl айкын жогору; бөлүкчөлөр d жана f жогорку Si, O жана Na камтыйт; бөлүкчөлөр e курамында Si, Fe жана O; ч бөлүкчөлөр Fe-камтыган бирикмелер болуп саналат. 6060 бөлүкчөлөрүнүн натыйжалары ушуга окшош, бирок 6060тын өзүндө Si жана Fe мазмуну төмөн болгондуктан, беттик бөлүкчөлөрдөгү тиешелүү Si жана Fe мазмуну да төмөн; 6060 бөлүкчөлөрдөгү С мазмуну салыштырмалуу төмөн.
Беттик бөлүкчөлөр жалгыз майда бөлүкчөлөр болбошу мүмкүн, бирок ошондой эле ар кандай формадагы көптөгөн майда бөлүкчөлөрдүн агрегациялары түрүндө да болушу мүмкүн жана ар кандай бөлүкчөлөрдөгү ар кандай элементтердин массалык пайыздары ар түрдүү. Бул бөлүкчөлөр негизинен эки түрдөн турат деп эсептелет. Алардын бири куймадагы FeAl3 же AlFeSi(Mn) сыяктуу жогорку эрүү чекитиндеги аралашма фазаларынан келип чыккан AlFeSi жана элементардык Si сыяктуу чөкмөлөр же экструзия процессинде чөкмө фазалар. Экинчиси жабышкан бөтөн зат.
2.3 Уйма бетинин тегиздигинин таасири
Сыноо учурунда 6005А маркасындагы чоюн штангалуу токардык станогунун арткы бети бүдөмүк болуп, чаңга боёлгондугу аныкталган. Жергиликтүү жерлерде эң терең бурулуучу инструменттин белгилери бар эки куюлган таякчалар болгон, бул экструзиядан кийин тартуулардын санынын олуттуу өсүшүнө туура келген жана 7-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бир тартуунун өлчөмү чоңураак болгон.
6005A куюлган таякчада токардык станок жок, андыктан беттин тегиздиги аз жана тартуулардын саны азаят. Мындан тышкары, куюлган таякчанын токардык белгилерине бекитилген ашыкча кесүүчү суюктук жок болгондуктан, тиешелүү бөлүкчөлөрдөгү С мазмуну азаят. Куйма таякчасынын бетиндеги бурулуунун белгилери белгилүү бир деңгээлде тартылууну жана бөлүкчөлөрдүн пайда болушун күчөтө тургандыгы далилденген.
3 Талкуу
(1) Тартуу кемчиликтеринин компоненттери негизинен матрицанын компоненттери менен бирдей. Бул металл бетине же калыптын алюминий катмарына алып келинген чоочун бөлүкчөлөр, куйма бетиндеги эски тери жана экструзия бочкасынын дубалында же калыптын өлүк жеринде чогулган башка аралашмалар. кур. Продукт алдыга агып баратканда, беттик чийүүлөр пайда болот жана продукт белгилүү бир өлчөмгө чейин чогулганда, ал тартылуу үчүн продукт тарабынан чыгарылат. Кычкылдангандан кийин тартылуу коррозияга учурап, чоңдугунан улам ал жерде чуңкур сымал кемчиликтер пайда болгон.
(2) Беттик бөлүкчөлөр кээде жалгыз майда бөлүкчөлөр катары пайда болот, ал эми кээде топтолгон түрдө болот. Алардын курамы матрицанын курамынан ачык айырмаланып турат жана негизинен O, C, Fe жана Si элементтерин камтыйт. Кээ бир бөлүкчөлөрүндө О жана С элементтери, ал эми кээ бир бөлүкчөлөрүндө О, С, Fe жана Si үстөмдүк кылат. Демек, беттик бөлүкчөлөр эки булактан келип чыгат деген тыянак чыгарылат: бири AlFeSi жана элементардык Si сыяктуу чөкмөлөр, ал эми О жана С сыяктуу аралашмалар бетке жабышкан; Экинчиси жабышкан бөтөн зат. Бөлүкчөлөр кычкылдангандан кийин коррозияга учурайт. Кичинекей болгондугуна байланыштуу бетине эч кандай таасир тийгизбейт же азыраак таасир этет.
(3) С жана О элементтерине бай бөлүкчөлөр негизинен куйма бетине жабышкан майлоочу май, чаң, топурак, аба ж.б. Майлоочу майдын негизги компоненттери С, О, Н, S ж.б., чаң менен топурактын негизги компоненти SiO2. Беттик бөлүкчөлөрдүн O мазмуну негизинен жогору. Бөлүкчөлөр жумушчу тилкеден чыккандан кийин дароо жогорку температуралык абалда болгондуктан жана бөлүкчөлөрдүн өзгөчө беттик аянты чоң болгондуктан, абадагы O атомдорун оңой адсорбциялайт жана аба менен тийгенден кийин кычкылданууну пайда кылат, натыйжада О. мазмуну матрицага караганда.
(4) Fe, Si, ж.б.у.с. негизинен куймадагы оксиддерден, эски шкаладан жана ыпластык фазаларынан (жогорку эрүү чекити же гомогенизация менен толук жок кылынбаган экинчи фаза) келип чыгат. Fe элементи алюминий куймаларындагы Feден келип чыгат, FeAl3 же AlFeSi(Mn) сыяктуу жогорку эрүү чекитиндеги аралашманын фазаларын түзөт, алар гомогендөө процессинде катуу эритмеде эрийт, же толугу менен айландырылбайт; Si алюминий матрицасында Mg2Si түрүндө же куюу процессинде Siдын өтө каныккан катуу эритмеси түрүндө болот. Куйма таякчанын ысык экструзия процессинде ашыкча Si тунушу мүмкүн. Si алюминийде эригичтиги 450°Сте 0,48%, 500°Сде 0,8% (салмак%). 6005-жылы ашыкча Si мазмуну болжол менен 0,41%ды түзөт, ал эми чөккөн Si концентрациясынын өзгөрүшүнөн келип чыккан агрегация жана жаан болушу мүмкүн.
(5) Алюминий калыптын жумушчу курга жабышып, тартуунун негизги себеби болуп саналат. Экструзия өлүү жогорку температура жана жогорку басым чөйрөсү болуп саналат. Металлдын агымынын сүрүлүүсү калыптын жумушчу кайышынын температурасын жогорулатып, жумушчу курдун кире беришинин кесүүчү четинде “жабышчаак алюминий катмарын” пайда кылат.
Ошол эле учурда, ашыкча Si жана алюминий эритмесиндеги Mn жана Cr сыяктуу башка элементтерди Fe менен алмаштыруучу катуу чечимдерди түзүү оңой, бул көктүн жумушчу зонасынын кире беришинде "жабышчаак алюминий катмарынын" пайда болушуна өбөлгө түзөт. “жабышчаак алюминий катмары” аркылуу агып жаткан металл ички сүрүлүүгө (металлдын ичиндеги жылма жылма) таандык. Металл ички сүрүлүүнүн натыйжасында деформацияланып, катып калат, бул анын астындагы металл менен калыптын жабышып калышына өбөлгө түзөт. Ошол эле учурда калыптын жумушчу лентасы басымдын таасиринен труба формасында деформацияланып, жумушчу кайыштын кесүүчү бөлүгү профилге тийгенде пайда болгон жабышчаак алюминий токарлык аспаптын кесүүчү четине окшош.
Жабышкак алюминийдин пайда болушу - өсүү жана төгүү динамикалык процесси. Бөлүкчөлөр тынымсыз профилден чыгарылып турат. Профильдин бетине жабышып, тартылуу кемчиликтерин пайда кылат. Эгерде ал түздөн-түз жумушчу тилкеден агып чыгып, профилдин бетине заматта адсорбцияланса, бетине термикалык жабышып калган майда бөлүкчөлөр “адсорбциялык бөлүкчөлөр” деп аталат. Эгерде кээ бир бөлүкчөлөр экструдирленген алюминий эритмеси менен талкаланса, кээ бир бөлүкчөлөр жумушчу кайыштан өткөндө жумушчу курдун бетине жабышып, профилдин бетинде чийиктерди пайда кылат. Куйрук аягы кабатталган алюминий матрицасы. Жумуш курдун ортосуна көп алюминий тыгылып калганда (байланыш күчтүү), ал беттик чийиктерди күчөтөт.
(6) Экструзия ылдамдыгы тартууга чоң таасирин тийгизет. Экструзия ылдамдыгынын таасири. Изделген 6005 эритмесин айтсак, экструзия ылдамдыгы сыноо диапазонунда көбөйөт, чыгуу температурасы жогорулайт жана механикалык сызыктар көбөйгөн сайын беттик тартуучу бөлүкчөлөрдүн саны көбөйүп, оорлойт. Экструзия ылдамдыгы ылдамдыктын кескин өзгөрүшүнө жол бербөө үчүн мүмкүн болушунча туруктуу болушу керек. Ашыкча экструзия ылдамдыгы жана жогорку чыгуу температурасы сүрүлүүнүн күчөшүнө жана бөлүкчөлөрдүн олуттуу тартылышына алып келет. Тартуу кубулушуна экструзия ылдамдыгынын таасиринин конкреттүү механизми кийинки байкоону жана текшерүүнү талап кылат.
(7) Куюлган таяктын бетинин сапаты да тартылуучу бөлүкчөлөргө таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат. Куйма таякчанын бети орой, араа менен кесилген бурчтар, майдын тактары, чаң, коррозия ж.б.
4 Корутунду
(1) Тартуу кемчиликтеринин курамы матрицанын курамына шайкеш келет; бөлүкчөлөрдүн абалынын курамы негизинен O, C, Fe жана Si элементтерин камтыган матрицанын курамынан ачык айырмаланат.
(2) Тартуу бөлүкчөлөрүнүн кемчиликтери, негизинен, алюминийдин калыптын жумушчу белине жабышуусунан келип чыгат. Алюминийдин калыптын жумушчу белине жабышып калышына көмөктөшүүчү бардык факторлор тартылуу кемчиликтерин жаратат. Куйма таякчанын сапатын камсыз кылуу шартында тартылуучу бөлүкчөлөрдүн пайда болушу эритмелердин курамына түздөн-түз таасирин тийгизбейт.
(3) Туура бирдиктүү от менен дарылоо беттин тартууну азайтуу үчүн пайдалуу.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 10-сентябрына чейин
