ذوب آلیاژ آلومینیوم یکی از مهمترین فرآیندهای تولید میله های ریخته گری با کیفیت بالا است. اگر فرآیند به درستی کنترل نشود، عیوب مختلف ریخته گری مانند آخال های سرباره، منافذ، دانه های درشت و کریستال های پر در میله های ریخته گری رخ می دهد. بنابراین باید به شدت کنترل شود.
دمای ذوب آلیاژ آلومینیوم 6063 ترجیحاً بین 750-760 درجه کنترل می شود. اگر خیلی کم باشد، باعث افزایش تولید آخالهای سرباره میشود و اگر خیلی زیاد باشد، جذب هیدروژن، اکسیداسیون و تلفات ناشی از نیتریداسیون را افزایش میدهد. تحقیقات نشان می دهد که حلالیت هیدروژن در آلومینیوم مذاب به شدت به بالای 760 درجه می رسد. راه های زیادی برای کاهش جذب هیدروژن در هنگام استفاده از گرما وجود دارد، مانند خشک کردن کوره ذوب و ابزار ذوب، و جلوگیری از مرطوب شدن و خراب شدن شار. با این حال، دمای ذوب یکی از عوامل حساس تر است. دمای ذوب بیش از حد نه تنها انرژی را هدر می دهد و هزینه ها را افزایش می دهد، بلکه علت مستقیم نقص هایی مانند منافذ، دانه های درشت و کریستال های پر است.
2. شار عالی و فرآیند پالایش مناسب را انتخاب کنید
Flux یک ماده کمکی مهم است که در ذوب آلیاژ آلومینیوم استفاده می شود. اجزای اصلی فلاکس که در حال حاضر در بازار به فروش می رسد، کلرید و فلوراید هستند. در میان آنها، کلرید دارای جذب آب قوی است و به راحتی تحت تأثیر رطوبت قرار می گیرد. بنابراین، مواد اولیه مورد استفاده باید در تولید فلاکس خشک شوند. رطوبت را کاملا از بین ببرید، بسته بندی را ببندید، از آسیب در حین حمل و نگهداری جلوگیری کنید و به تاریخ تولید توجه کنید. اگر تاریخ نگهداری بیش از حد طولانی باشد، جذب رطوبت نیز اتفاق می افتد. در ذوب آلیاژ آلومینیوم 6063، از حذف سرباره استفاده می شود، اگر عوامل پالایش، عوامل پوششی و سایر شارها رطوبت را جذب کنند، مایع آلومینیوم هیدروژن را به درجات مختلف جذب می کند.
همچنین انتخاب یک عامل تصفیه خوب و یک فرآیند تصفیه مناسب بسیار مهم است. در حال حاضر، بیشتر پالایش آلیاژ آلومینیوم 6063 از پالایش پاشش پودر استفاده می کند. این روش پالایش می تواند عامل پالایش را به طور کامل با مایع آلومینیوم در تماس قرار دهد تا عامل پالایش بهتر عمل کند. کارایی عالی اگرچه این ویژگی بدیهی است، اما باید به فرآیند پالایش نیز توجه کرد، در غیر این صورت اثر مطلوب حاصل نخواهد شد. فشار نیتروژن مورد استفاده در تصفیه پودر باید کم باشد و بهتر است بتوان پودر را باد کرد. اگر نیتروژن مورد استفاده در پالایش، کلر با خلوص بالا (99.99% N2) نباشد، هرچه گاز نیتروژن بیشتری به مایع آلومینیوم دمیده شود، رطوبت بیشتر در گاز فلوئور باعث اکسید شدن مایع آلومینیوم و جذب بیشتر هیدروژن می شود. علاوه بر این، فشار گاز فلوئور بالا است و امواج نورد تولید شده توسط مایع آلومینیوم بزرگ است، که احتمال ورود سرباره اکسید شده را افزایش می دهد. اگر از نیتروژن با خلوص بالا در تصفیه استفاده شود، فشار تصفیه بالا خواهد بود و در نتیجه حباب های بزرگی ایجاد می شود. حباب های بزرگ در مایع آلومینیوم شناور زیادی خواهند داشت و حباب ها به سرعت شناور می شوند. زمان ماندن در مایع آلومینیوم کوتاه خواهد بود و اثر حذف هیدروژن خوب نخواهد بود، که اتلاف است. نیتروژن، هزینه را اضافه می کند. بنابراین باید از نیتروژن کمتر و از عوامل تصفیه بیشتر استفاده کرد. استفاده از عوامل تصفیه بیشتر فقط مزایا دارد و هیچ معایبی ندارد. نکات کلیدی در فرآیند تصفیه اسپری پودر، استفاده از گاز کمتری ممکن و اسپری کردن هرچه بیشتر ماده تصفیه کننده به آلومینیوم مذاب است.
3. پالایش دانه
پالایش دانه یکی از مهمترین فرآیندهای ریختهگری آلیاژ آلومینیوم است و همچنین یکی از اقدامات مؤثرتر برای رفع عیوب ریختهگری مانند منافذ، دانههای درشت، کریستالهای درخشان، کریستالهای پر و ترک است. در ریخته گری آلیاژی، تبلور غیرتعادلی است. بیشتر همه عناصر ناخالصی (از جمله عناصر آلیاژی) در مرزهای دانه متمرکز می شوند. هر چه دانه ها کوچکتر باشند، سطح مرز دانه بزرگتر است. غلظت عناصر ناخالصی (یا عناصر آلیاژی) یکنواختی بیشتر است. برای عناصر ناخالص، یکنواختی بالا می تواند اثرات مضر آنها را کاهش دهد و حتی اثرات مضر مقدار کمی از عناصر ناخالصی را به اثرات مفید تبدیل کند. برای عناصر آلیاژی، یکنواختی بالا می تواند قابلیت های آلیاژی بیشتری را برای عناصر آلیاژی اعمال کند. برای دستیابی به هدف استفاده کامل از منابع.
اثرات پالایش دانه ها، افزایش سطح مرز دانه و افزایش یکنواختی عنصر را می توان با محاسبات زیر توضیح داد.
فرض کنید بلوک های فلزی 1 و 2 دارای حجم V یکسان هستند و هر دو از دانه های مکعبی تشکیل شده اند. طول ضلع دانه های بلوک فلزی 1 2a و طول ضلع 2 a است. سپس مساحت مرز دانه بلوک فلزی 1 عبارت است از: بلوک فلزی 2 مساحت مرزدانه بلوک فلزی 2 برابر با بلوک فلزی 1 است. می توان دید که اگر قطر دانه آلیاژ دو برابر شود، سطح مرز دانه دو برابر می شود و عناصر ناخالصی در واحد سطح مرز دانه دو برابر می شود.
