Wytapianie stopów aluminium jest jednym z najważniejszych procesów wytwarzania wysokiej jakości prętów lanych. Jeśli proces nie jest odpowiednio kontrolowany, w odlanych prętach pojawią się różne defekty odlewnicze, takie jak wtrącenia żużla, pory, gruboziarniste ziarna i kryształy piór. Dlatego należy to ściśle kontrolować.
Temperatura topnienia stopu aluminium 6063 jest korzystnie kontrolowana w zakresie od 750-760 stopnia. Jeśli jest zbyt niska, zwiększy powstawanie wtrąceń żużla, a jeśli będzie zbyt wysoka, zwiększy straty absorpcji wodoru, utleniania i azotowania. Badania pokazują, że rozpuszczalność wodoru w roztopionym aluminium gwałtownie wzrasta powyżej 760 stopni. Istnieje wiele sposobów zmniejszenia absorpcji wodoru podczas stosowania ciepła, takich jak suszenie pieca do wytapiania i narzędzi do wytapiania oraz zapobieganie tłumieniu i pogarszaniu się topnika. Jednakże temperatura topnienia jest jednym z bardziej wrażliwych czynników. Nadmierna temperatura topnienia nie tylko powoduje marnowanie energii i zwiększa koszty, ale jest także bezpośrednią przyczyną defektów, takich jak pory, grube ziarna i kryształki piór.
2. Wybierz doskonały topnik i odpowiedni proces rafinacji
Topnik jest ważnym materiałem pomocniczym stosowanym przy wytopie stopów aluminium. Głównymi składnikami topnika obecnie sprzedawanego na rynku są chlorek i fluor. Wśród nich chlorek silnie wchłania wodę i łatwo ulega działaniu wilgoci. Dlatego przy produkcji topnika użyte surowce muszą być suszone. Całkowicie usunąć wilgoć, zamknąć opakowanie, zapobiec uszkodzeniom w transporcie i magazynowaniu oraz zwracać uwagę na datę produkcji. Jeśli termin przechowywania będzie zbyt długi, nastąpi również wchłanianie wilgoci. Podczas wytapiania stopu aluminium 6063 stosuje się odżużlacz. Jeśli środki rafinujące, środki pokrywające i inne topniki pochłaniają wilgoć, ciecz aluminiowa będzie absorbować wodór w różnym stopniu.
Bardzo ważny jest również wybór dobrego środka rafinującego i odpowiedniego procesu rafinacji. Obecnie większość rafinacji stopu aluminium 6063 wykorzystuje rafinację metodą natryskiwania proszkowego. Ta metoda rafinacji może sprawić, że środek rafinujący będzie w pełni stykał się z cieczą aluminiową, dzięki czemu środek rafinujący może działać lepiej. Świetna wydajność. Chociaż ta cecha jest oczywista, należy zwrócić uwagę również na proces uszlachetniania, w przeciwnym razie pożądany efekt nie zostanie osiągnięty. Ciśnienie azotu stosowane w rafinacji proszku powinno być małe i lepiej jest móc wydmuchać proszek. Jeśli azot używany do rafinacji nie jest chlorem o wysokiej czystości (99,99% N2), im więcej azotu wdmuchuje się do cieczy aluminiowej, tym więcej wilgoci w gazowym fluorze spowoduje utlenienie cieczy aluminiowej i pochłonięcie większej ilości wodoru. Ponadto ciśnienie gazu fluorowego jest wysokie, a fale walcowania generowane przez ciecz aluminiową są duże, co zwiększa możliwość wtrąceń utlenionego żużla. Jeśli do rafinacji stosuje się azot o wysokiej czystości, ciśnienie rafinacji będzie wysokie, co spowoduje powstawanie dużych pęcherzyków. Duże pęcherzyki będą miały dużą pływalność w cieczy aluminiowej, a pęcherzyki będą szybko unosić się na wodzie. Czas przebywania w cieczy aluminiowej będzie krótki, a efekt usuwania wodoru nie będzie dobry, co jest marnotrawstwem. Azot zwiększa koszty. Dlatego należy rzadziej stosować azot, a częściej środki uszlachetniające. Stosowanie większej ilości środków rafinujących ma jedynie zalety i nie ma wad. Kluczowymi punktami procesu rafinacji metodą natryskiwania proszkowego jest użycie jak najmniejszej ilości gazu i natryskiwanie jak największej ilości środka rafinującego na roztopione aluminium.
3. Rozdrobnienie ziarna
Rozdrobnienie ziarna jest jednym z najważniejszych procesów w odlewaniu stopów aluminium, a także jednym z bardziej skutecznych sposobów rozwiązywania defektów odlewniczych, takich jak pory, grube ziarna, jasne kryształy, kryształy piórkowe i pęknięcia. W odlewaniu stopów jest to krystalizacja nierównowagowa. Większość pierwiastków domieszkowych (w tym pierwiastków stopowych) koncentruje się w granicach ziaren. Im mniejsze ziarna, tym większy obszar graniczny ziaren. Stężenie pierwiastków zanieczyszczeń (lub pierwiastków stopowych) Im wyższa jednorodność. W przypadku pierwiastków zanieczyszczających wysoka jednorodność może zmniejszyć ich szkodliwe działanie, a nawet zamienić szkodliwe działanie niewielkiej ilości pierwiastków zanieczyszczających w korzystne skutki; w przypadku elementów stopowych wysoka jednorodność może wywierać większe właściwości stopowe elementów stopowych. Aby osiągnąć cel polegający na pełnym wykorzystaniu zasobów.
Skutki rozdrobnienia ziaren, zwiększenia powierzchni granicznej ziaren i zwiększenia jednorodności pierwiastków można wyjaśnić za pomocą poniższych obliczeń.
Załóżmy, że bloki metalu 1 i 2 mają tę samą objętość V i oba składają się z ziaren sześciennych. Długość boku ziaren bloku metalowego 1 wynosi 2a, a długość boku 2 wynosi a. Następnie obszar granicy ziaren metalowego bloku 1 wynosi: Metalowy blok 2. Obszar granicy ziaren metalowego bloku 2 jest dwukrotnie większy od metalowego bloku 1. Można zauważyć, że jeśli średnica ziaren stopu zostanie podwojona, powierzchnia granicy ziaren zostanie podwojona, a ilość elementów zanieczyszczeń na jednostkę powierzchni granicy ziaren zostanie podwojona.
