6063 aluminijeva zlitina se uporablja predvsem za iztiskanje arhitekturnih profilov. Njegovi ingoti imajo metalurške napake, kot so razpoke, poroznost, vključki žlindre, ohlapnost, svetla zrna, perje-podobna zrna in groba zrna. Te metalurške napake v različnih stopnjah vplivajo na izkoristek proizvodnje okroglega ingota in na izkoristek materiala med iztiskanjem, kar podjetju povzroča znatne gospodarske izgube. Zato je treba preprečiti nastanek zgoraj navedenih metalurških napak.
Svetla zrna so bila odkrita med-pregledom nizke povečave 6063 ingotov aluminijeve zlitine. Videti so kot nepravilne svetle-barvne svetle lise na prečnem-prerezu vzorca, večinoma skoncentrirane na korenu ingota. Struktura zrn je groba, z relativno malo intragranularnimi raztopljenimi snovmi, barva pa je svetlo bela, kar kaže pomembno razliko od normalne kristalne strukture. Ta zrna nastanejo med fazo vlivanja.
1 Vzroki za nastanek svetlih zrn
1.1 Kemijska sestava
6063 je nizko{1}}zlitina A1-Mg-Si z visoko plastičnostjo. Med postopkom polnjenja je bilo zaradi napačnega delovanja dodanih 0,24 %-0,32 % odpadkov zlitine 6061, ki je vseboval Cu, kar je ustvarilo pogoje za svetle napake zrn v ingotih iz aluminijeve zlitine 6063, kot je prikazano v tabeli 1.
1.2 Nizka temperatura litja
Da bi izboljšali sposobnost oblikovanja in kakovost površine ingota, se temperatura litja pogosto vzdržuje relativno nizko. Pri takšnih temperaturah je temperatura v votlini kalupa nižja, prehlajeno območje pa sega do spodnjega dela prehodne plošče. Kot rezultat, dendriti kristalizirajo najprej na dnu prehodne plošče; ti dendriti dolgo časa rastejo v votlini plesni in tvorijo svetla zrna. Ker je hitrost rasti svetlih zrn zelo počasna, okoliška staljena kovina pa se nenehno osvežuje, se sestava tekoče faze v tem območju med kristalizacijo ne spremeni bistveno. Koncentracijska razlika med svetlimi zrni in tekočo fazo ostane takšna, kot je bila na začetku kristalizacije, zaradi česar svetla zrna postanejo trdna raztopina aluminija, ki je revna s topljencem (1).
1.3 Nizka temperatura pladnja za vlivanje
Zaradi proizvodnih značilnosti litja okroglega ingota iz aluminijeve zlitine 6063, kjer so dolgi intervali med pečjo in litjem, je pladenj za ulivanje vedno v hladnem stanju. To povzroči, da ima staljena kovina v kalupu relativno nizko temperaturo na začetku ulivanja. Prvotno kristalizirana svetla zrna se prilepijo na prenosno ploščo in postopoma rastejo. Ko dosežejo določeno velikost, padejo v ingot in tvorijo svetle zrnate napake na dnu ingota.
1.4 Kristalizator
Kristalizator, ki se uporablja za ulivanje aluminijeve zlitine 6063, je kratek kristalizator tipa vodno oko. Voda v obtoku je umazana, temperatura vode pa visoka, s povišano koncentracijo ionov Ca²⁺ in Mg²⁺. Med ulivanjem to povzroči delno zamašitev vodnega očesa, kar ima za posledico neenakomerne temperature staljene kovine okoli ingota, kar vodi do nihanj v pretoku kovine in neenakomerne porazdelitve pretoka v kristalizatorju. Pri lokalno nižjih temperaturah litja se hitrost strjevanja staljene kovine spreminja, kar povzroči svetla zrna.
2 Preventivni ukrepi
Na podlagi zgornje analize smo izvedli naslednje ukrepe:
(1) Pri menjavi proizvodnih zlitin temeljito očistite peč.
(2) Shranjujte različne vrste odpadnih zlitin ločeno in dovolite, da se med pripravo zlitin dodajajo samo odpadki enake vrste ali podobne sestave.
(4) Okrepite upravljanje delovanja procesa in predhodno segrejte vodila, razdelilne plošče, pretočne kanale in prehodne plošče do rdeče-vročega stanja z gorilnikom na utekočinjeni naftni plin pred ulivanjem.
(5) Spremenite sistem za filtriranje obtočne vode in hladilni sistem, v celoti izkoristite postajo za mehčano vodo in zagotovite, da kakovost in temperatura obtočne vode ter koncentracije Ca, Mg in drugih ionov izpolnjujejo zahteve za postopke litja. To odpravlja metalurške napake v ingotovih, ki jih povzroča kroženje vode. To težavo so povzročili visoka vsebnost bakra v polnilu, nizka temperatura taline, ki vstopa v kalup, nezadostno predgretje razdelilne plošče in slabo hlajenje ingota s krožečo vodo.
(6) S prilagoditvijo vsebnosti Cu v polnitvi, ustreznim povečanjem temperature in hitrosti vlivanja, predgretjem in pečenjem livarskih orodij pred ulivanjem ter okrepitvijo nadzora nad kakovostjo krožene vode je mogoče popolnoma odpraviti napake svetlih zrn v ingotih iz aluminijeve zlitine 6063.
