يتم استخدام سبائك الألومنيوم 6063 بشكل رئيسي في بثق المقاطع المعمارية. وتشمل العيوب المعدنية لسبائكها الشقوق، والثقوب، وشوائب الخبث، والمسامية، والحبوب اللامعة، والحبوب الريشية، والحبوب الخشنة وغيرها. وتؤثر هذه العيوب المعدنية على إنتاجية إنتاج السبائك المستديرة ومعدل المنتج النهائي أثناء البثق بدرجات متفاوتة، مما يسبب خسائر اقتصادية كبيرة للشركة. ولذلك فمن الضروري منع حدوث العيوب المعدنية المذكورة أعلاه.
تم العثور على حبيبات لامعة أثناء فحص البنية الكلية لـ 6063 سبيكة من سبائك الألومنيوم. على سطح الكسر في العينة، تظهر على شكل بقع ساطعة ذات ألوان فاتحة غير منتظمة-، وتتركز بشكل رئيسي في جذر السبيكة. تتميز ببنية حبيبية خشنة، وعدد قليل من المواد المذابة داخل البلورات ولون أبيض شاحب، وهي تختلف بشكل كبير عن البنية البلورية العادية ويتم إنشاؤها أثناء مرحلة الصب.
1. أسباب تكون الحبوب الزاهية
1.1 التركيب الكيميائي
6063 عبارة عن سبيكة منخفضة -من سبيكة Al-Mg-سلسلة Si عالية- من اللدونة. أثناء عملية خلط الشحنة، تمت إضافة 6061 خردة سبيكة تحتوي على 0.24%-0.32% نحاس (Cu) بسبب سوء التشغيل، مما خلق الظروف الملائمة لتشكيل عيوب الحبوب الساطعة في 6063 سبيكة من سبائك الألومنيوم، كما هو موضح في الجدول 1.
1.2 درجة حرارة صب منخفضة
من أجل تحسين قابلية القالب وجودة سطح السبيكة، غالبًا ما يتم الحفاظ على درجة حرارة الصب منخفضة نسبيًا. يؤدي هذا إلى انخفاض درجة الحرارة في تجويف القالب أثناء الصب، مما يتسبب في امتداد المنطقة فائقة التبريد في التجويف إلى المنطقة السفلية للوحة الانتقالية، حيث تتبلور التشعبات أولاً. تنمو هذه التشعبات على مدى فترة طويلة في التجويف، وتشكل حبيبات لامعة. يكون معدل نمو الحبيبات اللامعة بطيئًا جدًا، ولأن المعدن المنصهر المحيط يتم تجديده باستمرار، فإن تركيبة السائل في تلك المنطقة لا تتغير بشكل ملحوظ أثناء التبلور. يبقى فرق التركيز بين الحبيبات اللامعة والطور السائل كما كان في بداية التبلور، مما يجعل الحبيبات اللامعة عبارة عن محلول صلب مذاب من الألومنيوم الفقير (1).
1.3 انخفاض درجة حرارة صينية الصب
نظراً لخصائص إنتاج 6063 سبيكة مستديرة من سبائك الألومنيوم، حيث توجد فترات زمنية طويلة بين دفعات الفرن ودورات الصب، فإن صواني الصب تكون دائماً في حالة باردة. يؤدي هذا إلى انخفاض درجة حرارة الذوبان في القالب عند بداية الصب. تلتصق الحبوب اللامعة المتبلورة في البداية بلوحة النقل وتنمو تدريجيًا. عندما تصل إلى حجم معين، فإنها تقع في السبيكة، وتشكل عيوبًا حبيبية لامعة في قاع السبيكة.
1.4 جهاز التبلور
جهاز التبلور المستخدم عند صب سبائك الألومنيوم 6063 عبارة عن جهاز تبلور قصير من نوع العين المائية. المياه المتداولة قذرة، ودرجة حرارة الماء مرتفعة، وتركيزات أيونات Ca²⁺ وMg²⁺ مرتفعة نسبيًا. أثناء الصب، يتسبب هذا في انسداد جزئي للعين المائية-، مما يؤدي إلى درجات حرارة متفاوتة للصهارة حول السبيكة، مما يؤدي إلى تقلبات في تدفق المعدن والتوزيع غير المتساوي داخل جهاز التبلور. في ظل درجات حرارة الصب المنخفضة محليًا، يختلف معدل تصلب المصهور، مما يؤدي إلى إنتاج حبيبات لامعة.
2 التدابير الوقائية
بناءً على التحليل أعلاه، قمنا باتخاذ الإجراءات التالية:
(1) قم بتنظيف الفرن تمامًا عند تغيير نوع المنتج.
(2) يتم تخزين خردة السبائك من أنواع مختلفة بشكل منفصل، وعند تحضير المصهور، يُسمح فقط بإضافة خردة من نفس النوع أو تركيبة مماثلة.
(3) تعزيز إدارة العمليات العملية. قبل الصب، استخدم شعلة الغاز البترولي المسال لتسخين قنوات التدفق، ولوحة التوزيع، وأنابيب التدفق، وألواح الانتقال حتى تصبح حمراء ساخنة.
(4) تعديل نظام ترشيح وتبريد المياه المتداولة، مع الاستفادة الكاملة من محطة المياه الميسرة للتأكد من أن جودة ودرجة حرارة المياه المتداولة وتركيزات Ca وMg والأيونات الأخرى تلبي متطلبات عمليات الصب، وبالتالي القضاء على العيوب المعدنية الناجمة عن الماء المتداول في سبائك الصب. تنجم هذه العيوب عن ارتفاع محتوى النحاس في الشحنة، وانخفاض درجة حرارة الذوبان في وقت دخول القوالب، وضعف التسخين المسبق للوحة التوزيع، وعدم كفاية تبريد السبائك عن طريق تدوير الماء.
(5) من خلال ضبط محتوى النحاس في الشحنة، وزيادة درجة حرارة الصب وسرعته بشكل مناسب، والتسخين المسبق وخبز أدوات الصب قبل الصب، وتعزيز التحكم في جودة المياه المتداولة، يمكن إزالة عيوب الحبوب الساطعة في 6063 سبيكة من سبائك الألومنيوم تمامًا.
