알루미늄 합금 압출 물질, 특히 알루미늄 프로파일의 압출 과정 동안, "피팅"결함이 종종 표면에서 발생합니다. 특정 증상에는 다양한 밀도, 꼬리 및 명백한 손 느낌을 가진 매우 작은 종양이 포함되어 있습니다. 산화 또는 전기 영동 표면 처리 후, 이들은 종종 생성물의 표면에 부착 된 검은 색 과립으로 나타납니다.
대형 프로파일의 압출 생산에서,이 결함은 잉곳 구조, 압출 온도, 압출 속도, 곰팡이 복잡성 등의 영향으로 인해 발생할 가능성이 더 높습니다. 프로파일 표면 전처리 공정, 특히 알칼리 에칭 프로세스, 소수의 대형 단단하게 부착 된 입자가 프로파일 표면에 남아있어 최종 생성물의 외관 품질에 영향을 미칩니다.
일반적인 건물 도어 및 창 프로파일 제품에서 고객은 일반적으로 약간의 불과한 결함을 받아들이지 만 기계적 특성 및 장식 성능에 동등한 강조 또는 장식 성능에 대한 강조가 필요한 산업 프로파일의 경우 일반적 으로이 결함, 특히 구덩이 결함을 받아들이지 않습니다. 다른 배경색과 일치하지 않습니다.
거친 입자의 형성 메커니즘을 분석하기 위해, 상이한 합금 조성물 및 압출 과정에서 결함 위치의 형태 및 조성을 분석하고, 결함과 매트릭스 사이의 차이를 비교 하였다. 거친 입자를 효과적으로 해결하기위한 합리적인 솔루션을 제시하고 시험 시험을 수행 하였다.
프로파일의 피팅 결함을 해결하려면 피팅 결함의 형성 메커니즘을 이해해야합니다. 압출 공정 동안, 다이 작업 벨트에 달라 붙는 알루미늄은 압출 알루미늄 재료의 표면에 결함을 피우는 주요 원인입니다. 알루미늄의 압출 과정은 약 450 ℃의 고온에서 수행되기 때문이다. 변형 열과 마찰 열의 효과가 추가되면 금속의 온도가 다이 구멍에서 흘러 나올 때 더 높아집니다. 고온으로 인해 제품이 다이 홀에서 흘러 나오면 금속과 금형 작업 벨트 사이에 알루미늄이 붙어있는 현상이 있습니다.
이 결합의 형태는 종종 다음과 같습니다. 반복되는 결합 - 찢어짐 - 결합 - 다시 찢어지고 제품이 앞으로 흐르면서 제품 표면에 많은 작은 구덩이가 생깁니다.
이 결합 현상은 잉곳의 품질, 금형 작업 벨트의 표면 조건, 압출 온도, 압출 속도, 변형 정도 및 금속의 변형 저항과 같은 인자와 관련이 있습니다.
1 테스트 재료 및 방법
예비 연구를 통해, 우리는 야금 순도, 곰팡이 상태, 압출 공정, 성분 및 생산 조건과 같은 요인이 표면 거친 입자에 영향을 줄 수 있음을 알게되었습니다. 시험에서, 2 개의 합금 막대, 6005A 및 6060을 사용하여 동일한 섹션을 압출했습니다. 거친 입자 위치의 형태 및 조성은 직접 판독 분광계 및 SEM 검출 방법을 통해 분석하고 주변 정상 매트릭스와 비교 하였다.
피트와 입자의 두 결함의 형태를 명확하게 구별하기 위해, 그것들은 다음과 같이 정의된다.
(1) 구덩이 결함 또는 당기기 결함은 프로파일 표면에 나타나는 불규칙한 올드 폴과 같은 또는 포인트와 같은 스크래치 결함 인 일종의 포인트 결함입니다. 결함은 스크래치 스트라이프에서 시작하여 결함이 떨어지면서 끝나고 스크래치 라인 끝에서 금속 콩으로 축적됩니다. 구덩이 결함의 크기는 일반적으로 1-5mm이며, 산화 처리 후에는 검은 색이 어두워지며, 이는 궁극적으로도 1의 빨간색 원에 도시 된 바와 같이 프로파일의 모양에 영향을 미친다.
(2) 표면 입자를 금속 콩 또는 흡착 입자라고도합니다. 알루미늄 합금 프로파일의 표면은 구형 회색 블랙 하드 메탈 입자로 부착되며 느슨한 구조를 갖는다. 알루미늄 합금 프로파일에는 두 가지 유형의 알루미늄 합금 프로파일이 있습니다. 크기는 일반적으로 0.5mm 미만이며 터치에 거칠게 느껴집니다. 전면 섹션에는 스크래치가 없습니다. 산화 후,도 1의 노란색 원에 도시 된 바와 같이 매트릭스와 크게 다르지 않다.
2 테스트 결과 및 분석
2.1 표면 당기기 결함
도 2는 6005A 합금의 표면에서 당기기 결함의 미세 구조 형태를 보여준다. 당기기의 앞 부분에는 계단과 같은 흠집이 있으며 쌓인 결절로 끝납니다. 결절이 나타나면 표면이 정상으로 돌아옵니다. 거친 결함의 위치는 터치에 매끄럽지 않으며, 날카로운 가시 느낌을 가지고 있으며, 프로파일 표면에 부착 또는 축적됩니다. 압출 시험을 통해, 6005a 및 6060 압출 프로파일의 당기는 형태가 유사하고, 생성물의 꼬리 끝은 헤드 엔드보다 많다는 것이 관찰되었다. 차이점은 6005a의 전체 당기기 크기가 더 작고 스크래치 깊이가 약화된다는 것입니다. 이는 합금 조성, 캐스트로드 상태 및 금형 조건의 변화와 관련이있을 수 있습니다. 100x 미만으로 관찰 된, 당기 영역의 전면 끝에는 압출 방향을 따라 길쭉한 명백한 스크래치 마크가 있으며, 최종 결절 입자의 모양은 불규칙합니다. 500X에서, 당기 표면의 전면은 압출 방향을 따라 계단 형 긁힘 을가하며 (이 결함의 크기는 약 120 μm), 꼬리 끝의 결절 입자에 명백한 스태킹 자국이 있습니다.
풀링의 원인을 분석하기 위해 직접 판독 분광계 및 EDX를 사용하여 세 가지 합금 성분의 결함 위치 및 행렬에 대한 성분 분석을 수행했습니다. 표 1은 6005A 프로파일의 테스트 결과를 보여줍니다. EDX 결과는 당기 입자의 스태킹 위치의 구성이 기본적으로 매트릭스의 구성과 유사하다는 것을 보여준다. 또한, 일부 미세한 불순물 입자는 당기기 결함 안팎에서 축적되며, 불순물 입자는 C, O (또는 Cl) 또는 Fe, Si 및 S를 포함합니다.
6005a 미세 산화 된 압출 프로파일의 거친 결함 분석은 당기 입자의 크기가 크고 (1-5mm), 표면이 대부분 스택되고, 전면 섹션에 스텝 형 스크래치가 있음을 보여준다. 조성물은 Al 매트릭스에 가깝고 Fe, Si, C 및 O가 포함 된 이종 상이있을 것이다. 그것은 세 합금의 풀링 형성 메커니즘이 동일하다는 것을 보여준다.
압출 공정 동안, 금속 흐름 마찰은 금형 작업 벨트의 온도가 상승하여 작업 벨트 입구의 최첨단에 "끈적 끈적한 알루미늄 층"을 형성합니다. 동시에, 과도한 SI 및 알루미늄 합금의 MN 및 CR과 같은 다른 요소는 Fe와 대체 용액을 쉽게 형성 할 수 있으며, 이는 금형 작업 영역의 입구에서 "끈적 끈적한 알루미늄 층"의 형성을 촉진 할 것이다.
금속이 앞으로 흐르고 작업 벨트에 문지르면, 연속 결합-튜닝 결합의 왕복 현상이 특정 위치에서 발생하여 금속 이이 위치에서 지속적으로 중첩되도록합니다. 입자가 특정 크기로 증가하면 흐르는 생성물에 의해 제거되고 금속 표면에 스크래치 자국이 형성됩니다. 그것은 금속 표면에 남아 있고 스크래치 끝에 입자를 당기는 것을 형성합니다. 여기에서, 거친 입자의 형성은 주로 곰팡이 작업 벨트에 달라 붙는 알루미늄과 관련이 있음을 고려할 수있다. 그 주위에 분포 된 이질적인상은 윤활유, 산화물 또는 먼지 입자, 잉곳의 거친 표면에 의해 가져 오는 불순물에서 유래 할 수 있습니다.
그러나 6005A 테스트 결과의 풀 수는 더 작고 정도는 더 가볍습니다. 한편으로, 그것은 곰팡이 작업 벨트의 출구에서 모따기와 알루미늄 층의 두께를 줄이기 위해 작업 벨트의 신중한 연마로 인한 것입니다. 반면에, 그것은 초과 Si 컨텐츠와 관련이 있습니다.
직접 판독 스펙트럼 구성 결과에 따르면, Mg Mg2SI와 결합 된 SI 외에도 나머지 Si는 단순한 물질의 형태로 나타난다는 것을 알 수 있습니다.
2.2 표면에 작은 입자
낮은 자식화 육안 검사 하에서, 입자는 작고 (≤0.5mm) (≤0.5mm), 터치에 매끄럽지 않고, 날카로운 느낌을 가지며, 프로파일 표면에 부착됩니다. 100x 미만으로 관찰 된 표면의 작은 입자는 무작위로 분포되며, 흠집이 있는지 여부에 관계없이 표면에 작은 크기의 입자가 있습니다.
500X에서, 압출 방향을 따라 표면에 명백한 계단 같은 흠집이 있더라도 많은 입자가 여전히 부착되고 입자 크기는 다양합니다. 가장 큰 입자 크기는 약 15 μm이고 작은 입자는 약 5 μm입니다.
6060 합금 표면 입자 및 온전한 매트릭스의 조성 분석을 통해 입자는 주로 O, C, Si 및 FE 요소로 구성되며 알루미늄 함량은 매우 낮습니다. 거의 모든 입자에는 O 및 C 요소가 포함됩니다. 각 입자의 조성은 약간 다릅니다. 그 중에서, A 입자는 10 μm에 가깝고, 이는 매트릭스 Si, Mg 및 O보다 상당히 높다; C 입자에서, Si, O 및 Cl은 명백히 높다; 입자 D 및 F는 높은 Si, O 및 Na를 함유하고; 입자 E는 Si, Fe 및 O를 포함하고; H 입자는 Fe- 함유 화합물이다. 6060 입자의 결과는 이것과 유사하지만 6060 자체의 Si 및 Fe 함량이 낮기 때문에 표면 입자의 상응하는 Si 및 Fe 함량도 낮습니다. 6060 입자의 C 함량은 상대적으로 낮습니다.
표면 입자는 단일 작은 입자가 아닐 수 있지만, 다른 모양을 가진 많은 작은 입자의 응집 형태로 존재할 수 있으며, 다른 입자에서 다른 원소의 질량 백분율은 다양합니다. 입자는 주로 두 가지 유형으로 구성되어 있다고 믿어집니다. 하나는 알페시 및 원소 Si와 같은 침전물이며, 이는 잉곳에서 Feal3 또는 Alfesi (MN)와 같은 높은 융점 불순물 위상 또는 압출 과정에서 침전물 위상으로부터 유래된다. 다른 하나는 부착 된 외국 물질입니다.
2.3 잉곳의 표면 거칠기의 영향
시험하는 동안, 6005A 캐스트로드 선반의 후면 표면은 거칠고 먼지로 얼룩 져있는 것으로 밝혀졌다. 로컬 위치에서 가장 깊은 회전 도구 자국을 갖는 두 개의 주조 막대가 있었는데, 이는 압출 후 풀의 수가 크게 증가했으며, 단일 풀의 크기는 그림 7과 같이 더 컸다.
6005A 캐스트로드에는 선반이 없으므로 표면 거칠기가 낮고 당김 수가 줄어 듭니다. 또한, 주조 막대의 선반 자국에 부착 된 과도한 절단 유체가 없기 때문에, 해당 입자의 C 함량이 감소된다. 캐스트로드 표면의 선선 표시는 당기고 입자 형성이 어느 정도 악화 될 것임이 증명됩니다.
3 토론
(1) 당기기 결함의 성분은 기본적으로 행렬의 성분과 동일합니다. 그것은 외래 입자, 잉곳 표면의 오래된 피부 및 압출 배럴 벽 또는 압출 공정 동안 곰팡이의 죽은 면적에 축적 된 기타 불순물이며, 이는 금속 표면 또는 곰팡이 작동의 알루미늄 층으로 가져옵니다. 벨트. 제품이 앞으로 흐르면 표면 긁힘이 발생하고 제품이 특정 크기로 축적되면 제품에 의해 꺼내어 당기기를 형성합니다. 산화 후, 당기기가 부식되었고, 큰 크기로 인해 구덩이와 같은 결함이있었습니다.
(2) 표면 입자는 때때로 단일 작은 입자로 나타나며 때로는 집계 된 형태로 존재합니다. 이들의 구성은 분명히 행렬의 구성과는 분명히 다르며 주로 O, C, FE 및 SI 요소를 포함합니다. 입자 중 일부는 O 및 C 요소에 의해 지배되며 일부 입자는 O, C, Fe 및 Si에 의해 지배됩니다. 따라서, 표면 입자는 두 가지 공급원으로부터 온 것으로 추론된다. 하나는 알페시 및 원소 Si와 같은 침전물이며, O 및 C와 같은 불순물은 표면에 부착된다; 다른 하나는 부착 된 외국 물질입니다. 입자는 산화 후 부식됩니다. 크기가 작기 때문에 표면에 영향을 미치지 않습니다.
(3) C 및 O 요소가 풍부한 입자는 주로 윤활유, 먼지, 토양, 공기 등으로부터 나옵니다. 잉곳의 표면에 부착됩니다. 윤활유의 주요 성분은 C, O, H, S 등이며 먼지와 토양의 주요 성분은 SIO2입니다. 표면 입자의 O 함량은 일반적으로 높다. 입자는 작업 벨트를 떠난 직후에 고온 상태에 있고 입자의 특이 적 표면적이 넓기 때문에 공기 중의 원자를 쉽게 흡수하고 공기와 접촉 한 후 산화를 유발하여 O가 더 높아집니다. 매트릭스보다 내용.
(4) Fe, Si 등. 주로 잉곳의 산화물, 구식 및 불순물 위상 (균질화에 의해 완전히 제거되지 않는 높은 용융점 또는 제 2 상)에서 나옵니다. Fe 요소는 알루미늄 잉곳에서 Fe로부터 유래하여 균질화 과정에서 고체 용액에 용해 될 수 없거나 완전히 전환되지 않는 높은 융점 불순물 위상을 형성한다. SI는 캐스팅 공정 동안 MG2SI 또는 SI의 SII의 SII 솔루션 형태로 알루미늄 매트릭스에 존재한다. 주조 막대의 뜨거운 압출 과정 동안, 과량의 Si가 침전 될 수있다. 알루미늄에서 SI의 용해도는 450 ℃에서 0.48%이고 500 ℃에서 0.8% (WT%)이다. 6005의 초과 SI 함량은 약 0.41%이며, 침전 된 SI는 농도 변동으로 인한 응집 및 침전 일 수 있습니다.
(5) 곰팡이 작업 벨트에 달라 붙는 알루미늄은 당기기의 주요 원인입니다. 압출 다이는 고온 및 고압 환경입니다. 금속 흐름 마찰은 금형의 작업 벨트의 온도를 증가시켜 작업 벨트 입구의 최첨단에 "끈적 끈적한 알루미늄 층"을 형성합니다.
동시에, 과도한 SI 및 알루미늄 합금의 MN 및 CR과 같은 다른 요소는 Fe와 대체 용액을 쉽게 형성 할 수 있으며, 이는 금형 작업 영역의 입구에서 "끈적 끈적한 알루미늄 층"의 형성을 촉진 할 것이다. "끈적 끈적한 알루미늄 층"을 통해 흐르는 금속은 내부 마찰 (금속 내부의 슬라이딩 전단)에 속합니다. 금속은 내부 마찰로 인해 변형되고 경화되며, 이는 기본 금속과 곰팡이가 함께 붙어 있습니다. 동시에, 금형 작업 벨트는 압력으로 인해 트럼펫 모양으로 변형되며, 프로파일을 접촉하는 작업 벨트의 최첨단 부분에 의해 형성된 끈적 끈적한 알루미늄은 회전 도구의 절단 가장자리와 유사합니다.
끈적 끈적한 알루미늄의 형성은 역동적 인 성장과 흘림 과정입니다. 프로파일의 표면에 입자가 끊임없이 가져오고 있으며, 당기기 결함을 형성합니다. 작업 벨트에서 직접 흐르고 프로파일 표면에 즉시 흡착 된 경우 표면에 열적으로 부착 된 작은 입자를 "흡착 입자"라고합니다. 압출 알루미늄 합금에 의해 일부 입자가 파손되면, 일부 입자는 작업 벨트를 통과 할 때 작업 벨트의 표면에 달라 붙어 프로파일 표면에 흠집이 발생합니다. 꼬리 끝은 스택 된 알루미늄 매트릭스입니다. 작업 벨트의 중간에 알루미늄이 많이 붙어 있으면 (본드가 강력합니다) 표면 긁힘이 악화됩니다.
(6) 압출 속도는 당기는 데 큰 영향을 미칩니다. 압출 속도의 영향. 추적 된 6005 합금에 관한 한, 시험 범위 내에서 압출 속도가 증가하고 출구 온도가 증가하며 표면 당기 입자의 수가 증가하고 기계 라인이 증가함에 따라 무게됩니다. 압출 속도는 갑작스런 속도의 변화를 피하기 위해 가능한 한 안정적으로 유지해야합니다. 과도한 압출 속도와 높은 출구 온도는 마찰과 심각한 입자 당기기로 이어질 것입니다. 풀링 현상에 대한 압출 속도의 영향의 특정 메커니즘은 후속 후속 조치 및 검증이 필요합니다.
(7) 주조 막대의 표면 품질은 또한 당기 입자에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 주조 막대의 표면은 거칠고 톱니, 기름 얼룩, 먼지, 부식 등으로 거칠고 입자를 당기는 경향이 증가합니다.
4 결론
(1) 당기기 결함의 구성은 행렬의 구성과 일치한다. 입자 위치의 조성은 주로 O, C, Fe 및 Si 요소를 포함하는 행렬의 조성과 분명히 다릅니다.
(2) 입자 결함을 당기는 것은 주로 금형 작업 벨트에 고착 된 알루미늄으로 인해 발생합니다. 곰팡이 작업 벨트에 달라 붙는 알루미늄을 홍보하는 요인은 결함을 당기는 것을 유발합니다. 주조 막대의 품질을 보장하기위한 전제로, 당기 입자의 생성은 합금 조성에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
(3) 적절한 균일 한 화재 처리는 표면 당김을 줄이는 데 유리합니다.
후 시간 : 20-2024 년 9 월
