6063 легура алуминијума се углавном користи за екструдирање архитектонских профила. Металуршки недостаци његових ингота укључују пукотине, рупе, инклузије шљаке, порозност, светла зрна, пернаста зрна, крупна зрна, итд. Ови металуршки дефекти утичу на принос округлих ингота и брзину готовог производа током екструзије у различитом степену, узрокујући значајне економске губитке компанији. Због тога је неопходно спречити појаву поменутих металуршких дефеката.
Светла зрна су пронађена током прегледа макроструктуре 6063 ингота од легуре алуминијума. На површини лома узорка, појављују се као неправилне светле-светле тачке, углавном концентрисане у корену ингота. Карактерише их груба структура зрна, мало интракристалних растворених материја и бледобела боја, значајно се разликују од нормалне кристалне структуре и настају током фазе ливења.
1. Узроци формирања светлих зрна
1.1 Хемијски састав
6063 је ниско{1}}легирана Ал-Мг-Си серија високо{4}}легура. Током процеса шаржења додат је отпад легуре 6061 који садржи 0,24%-0,32% бакра (Цу) због погрешног рада, што је створило услове за формирање сјајних дефеката зрна у инготима легуре алуминијума 6063, као што је приказано у табели 1.
1.2 Ниска температура ливења
Да би се побољшала способност обликовања и квалитет површине ингота, температура ливења се често одржава релативно ниском. Ово резултира нижом температуром у шупљини калупа током ливења, што доводи до тога да се суперохлађена зона у шупљини протеже до доњег дела прелазне плоче, где дендрити прво кристалишу. Ови дендрити расту дуго времена у шупљини, формирајући светла зрна. Брзина раста светлих зрна је веома спора, а пошто се околни растопљени метал стално освежава, састав течности у тој области се значајно не мења током кристализације. Разлика у концентрацији између светлих зрна и течне фазе остаје онаква каква је била на почетку кристализације, што чини светла зрна раствореним-чврстим раствором алуминијума сиромашним (1).
1.3 Ниска температура посуде за ливење
Због производних карактеристика округлих ингота од легуре алуминијума 6063, где постоје дуги интервали између серија пећи и циклуса ливења, посуде за ливење су увек у хладном стању. Ово резултира нижом температуром топљења у калупу на почетку ливења. Првобитно кристализована светла зрна се затим прилепе на плочу за пренос и постепено расту. Када достигну одређену величину, падају у ингот, формирајући светле дефекте зрна на дну ингота.
1.4 Кристализатор
Кристализатор који се користи за ливење легуре алуминијума 6063 је кратки кристализатор типа водено{1}}ока. Вода која циркулише је прљава, температура воде је висока, а концентрације Ца²⁺ и Мг²⁺ јона су релативно високе. Током ливења, ово изазива делимичну блокаду воденог-ока, што доводи до неуједначених температура растопа око ингота, што доводи до флуктуација у протоку метала и неравномерне дистрибуције унутар кристализатора. Под локално нижим температурама ливења, брзина очвршћавања растопа варира, стварајући светла зрна.
2 Превентивне мере
На основу горње анализе, предузели смо следеће мере:
(1) Темељно очистите пећ када мењате врсту производа.
(2) Остатак легуре различитих врста складиштити одвојено, а приликом припреме талине дозвољено је додавање само отпада исте врсте или сличног састава.
(3) Ојачати управљање процесом. Пре ливења користите горионик на течни гас да испечете канале за проток, разводну плочу, проточне цеви и прелазне плоче док се не загреју.
(4) Модификовати систем за филтрирање и хлађење циркулационе воде, у потпуности искористивши станицу за омекшану воду како би се осигурало да квалитет и температура циркулишуће воде и концентрације Ца, Мг и других јона испуњавају захтеве за операције ливења, чиме се елиминишу металуршки дефекти узроковани циркулацијом воде у ливеним инготима. Ови недостаци су узроковани високим садржајем Цу у пуњењу, ниском температуром топљења у тренутку уласка у калупе, лошим предгревањем разводне плоче и неадекватним хлађењем ингота циркулишућом водом.
(5) Подешавањем садржаја Цу у пуњењу, одговарајућим повећањем температуре и брзине ливења, предгревањем и печењем алата за ливење пре ливења и јачањем контроле квалитета воде која циркулише, дефекти светле зрна у инготима од легуре алуминијума 6063 могу се потпуно елиминисати.
