La aleación de aluminio 6063 se utiliza principalmente para la extrusión de perfiles arquitectónicos. Sus lingotes tienen defectos metalúrgicos como grietas, porosidad, inclusiones de escoria, holgura, granos brillantes, granos -plumas y granos gruesos. Estos defectos metalúrgicos afectan el rendimiento de la producción de lingotes redondos y el rendimiento del material durante la extrusión en diversos grados, causando importantes pérdidas económicas a la empresa. Por lo tanto, es necesario prevenir la aparición de los defectos metalúrgicos mencionados anteriormente.
Se descubrieron granos brillantes durante la inspección con bajo aumento-de 6063 lingotes de aleación de aluminio. Aparecen como puntos brillantes irregulares-de color claro en la sección transversal-de la muestra, concentrados principalmente en la raíz del lingote. La estructura del grano es gruesa, con relativamente pocos solutos intragranulares y el color es blanco claro, lo que muestra una diferencia significativa con respecto a la estructura cristalina normal. Estos granos se forman durante la etapa de fundición.
1 Causas de la formación de granos brillantes
1.1 Composición química
6063 es una aleación baja-de A1-Mg-Si y de alta plasticidad. Durante el proceso de carga, debido a una mala operación, se agregó entre un 0,24% y un 0,32% de chatarra de aleación 6061 que contenía Cu, lo que creó las condiciones para defectos de grano brillante en los lingotes de aleación de aluminio 6063, como se muestra en la Tabla 1.
1.2 Baja temperatura de fundición
Para mejorar la conformabilidad y la calidad de la superficie del lingote, la temperatura de fundición a menudo se mantiene relativamente baja. A tales temperaturas, la temperatura en la cavidad del molde es menor y la zona sobreenfriada se extiende hasta el área inferior de la placa de transición. Como resultado, las dendritas cristalizan primero en el fondo de la placa de transición; Estas dendritas crecen durante mucho tiempo en la cavidad del molde, formando granos brillantes. Dado que la tasa de crecimiento de los granos brillantes es muy lenta y el metal fundido circundante se renueva constantemente, la composición de la fase líquida en esta área no cambia significativamente durante la cristalización. La diferencia de concentración entre los granos brillantes y la fase líquida permanece como estaba al inicio de la cristalización, lo que hace que los granos brillantes se conviertan en una solución sólida de aluminio pobre en soluto (1).
1.3 Baja temperatura de la bandeja de colada
Debido a las características de producción de la fundición de lingotes redondos de aleación de aluminio 6063, donde hay largos intervalos entre el horno y la fundición, la bandeja de fundición siempre está en estado frío. Esto hace que el metal fundido en el molde tenga una temperatura relativamente baja al comienzo de la fundición. Los granos brillantes inicialmente cristalizados se adhieren a la placa de transferencia y crecen gradualmente. Cuando alcanzan cierto tamaño, caen dentro del lingote, formando defectos de grano brillantes en la base del lingote.
1.4 Cristalizador
El cristalizador utilizado para fundir la aleación de aluminio 6063 es un cristalizador corto de tipo ojo de agua. El agua que circula está sucia y la temperatura del agua es alta, con concentraciones elevadas de iones Ca²⁺ y Mg²⁺. Durante la fundición, esto provoca un bloqueo parcial del ojo de agua, lo que provoca temperaturas desiguales del metal fundido alrededor del lingote, lo que provoca fluctuaciones en el flujo del metal y una distribución desigual del flujo dentro del cristalizador. Bajo temperaturas de fundición localmente más bajas, la velocidad de solidificación del metal fundido varía, produciendo granos brillantes.
2 medidas preventivas
Con base en el análisis anterior, hemos implementado las siguientes medidas:
(1) Limpie a fondo el horno cuando cambie las aleaciones de producción.
(2) Almacene diferentes tipos de chatarra de aleación por separado y solo permita que se agregue chatarra del mismo tipo o composición similar durante la preparación de la aleación.
(4) Fortalecer la gestión de la operación del proceso y precalentar los corredores, las placas de distribución, los canales de flujo y las placas de transición a un estado al rojo-caliente utilizando un soplete de gas licuado de petróleo antes de la fundición.
(5) Modificar el sistema de filtración de agua en circulación y el sistema de enfriamiento, aprovechar al máximo la estación de agua ablandada y garantizar que la calidad y temperatura del agua en circulación, así como las concentraciones de Ca, Mg y otros iones, cumplan con los requisitos para las operaciones de fundición. Esto elimina los defectos metalúrgicos en los lingotes causados por la circulación de agua. Este problema fue causado por el alto contenido de Cu en la carga, la baja temperatura de la masa fundida que ingresa al molde, el precalentamiento insuficiente de la placa de distribución y el enfriamiento deficiente del lingote mediante la circulación de agua.
(6) Al ajustar el contenido de Cu en la carga, aumentar adecuadamente la temperatura y la velocidad de fundición, precalentar y hornear las herramientas de fundición antes de la fundición y fortalecer el control sobre la calidad del agua en circulación, es posible eliminar por completo los defectos de grano brillante en los lingotes de aleación de aluminio 6063.
