アルミニウム合金押出材料、特にアルミニウムプロファイルの押し出しプロセス中に、「孔食」欠陥が表面にしばしば発生します。特定の症状には、密度が異なる非常に小さな腫瘍、尾、明白な手の感触が含まれ、ととがった感覚があります。酸化または電気泳動表面処理後、それらはしばしば製品の表面に付着している黒顆粒として現れます。
大部分プロファイルの押出産生では、この欠陥は、インゴット構造、押出温度、押出速度、カビの複雑さなどの影響により発生する可能性が高くなります。プロファイル表面の前処理プロセス、特にアルカリエッチングプロセス。一方、少数の大規模でしっかりと接着された粒子がプロファイル表面に残り、最終製品の外観の品質に影響します。
通常の建物のドアと窓のプロファイル製品では、顧客は一般にマイナーなピットの欠陥を受け入れますが、機械的特性と装飾的なパフォーマンスを等しく強調する必要がある産業プロファイルの場合、装飾的なパフォーマンスに重点を置くために、顧客は一般にこの欠陥、特にピットされた欠陥を受け入れません。異なる背景色と矛盾します。
粗い粒子の形成メカニズムを分析するために、異なる合金組成と押出プロセスの下での欠陥位置の形態と組成を分析し、欠陥とマトリックスの違いを比較しました。粗い粒子を効果的に解決するための合理的な解決策が提案され、試験テストが実施されました。
プロファイルのピット欠陥を解決するには、ピット欠陥の形成メカニズムを理解する必要があります。押出プロセス中、ダイ作業ベルトに付着するアルミニウムは、押し出されたアルミニウム材料の表面に欠陥を穴を開ける主な原因です。これは、アルミニウムの押出プロセスが約450°Cの高温で実行されるためです。変形熱と摩擦熱の影響が追加されると、金属の温度がダイホールから流れ出すと高くなります。製品が高温のためにダイホールから流れると、金属と金型の作業ベルトの間に付着するアルミニウムの現象があります。
この結合の形式は、しばしば次のとおりです。結合の繰り返しプロセス - 引き裂き - 結合 - 再び引き裂き、製品が前方に流れ、製品の表面に多くの小さな穴があります。
この結合現象は、インゴットの品質、カビ作業ベルトの表面条件、押出温度、押出速度、変形の程度、金属の変形抵抗などの要因に関連しています。
1テスト材料と方法
予備調査を通じて、冶金純度、カビの状態、押出プロセス、成分、生産条件などの要因が表面粗い粒子に影響を与える可能性があることを学びました。テストでは、2つの合金ロッド、6005Aと6060を使用して、同じセクションを押し出しました。粗い粒子位置の形態と組成は、直接読み取り分光計およびSEM検出方法を通じて分析され、周囲の正常マトリックスと比較されました。
ピットと粒子の2つの欠陥の形態を明確に区別するために、それらは次のように定義されます。
（1）ピットされた欠陥または引っ張り欠陥は、プロファイルの表面に現れる不規則なオタマジャクシのようなまたは点のような傷の欠陥である一種の点欠陥です。欠陥はスクラッチストライプから始まり、欠陥が落ちて終了し、スクラッチラインの端で金属豆に蓄積します。ピットされた欠陥のサイズは一般に1〜5mmであり、図1の赤い円に示すように、酸化処理後に濃い黒になり、最終的にプロファイルの外観に影響します。
（2）表面粒子は、金属豆または吸着粒子とも呼ばれます。アルミニウム合金プロファイルの表面には、球形の灰色黒硬質金属粒子が付いており、ゆるい構造があります。アルミニウム合金プロファイルには2種類のタイプがあります。これは、拭き取ることができるものと拭き取ることができないものです。通常、サイズは0.5mm未満で、触ると粗く感じます。正面セクションにスクラッチはありません。酸化後、図1の黄色の円に示されているように、それはマトリックスとそれほど違いはありません。
2テスト結果と分析
2.1表面引く欠陥
図2は、6005A合金の表面の引っ張り欠陥の微細構造形態を示しています。引っ張りの前部には段階的な傷があり、それらは積み重なった結節で終わります。結節が現れた後、表面は正常に戻ります。粗生成欠陥の位置は触ると滑らかではなく、鋭いとげのある感触があり、プロファイルの表面に固着または蓄積をもたらします。押出テストを通じて、6005Aおよび6060の押し出しプロファイルの引っ張り形態が類似しており、製品のテールエンドはヘッドエンド以上のものであることが観察されました。違いは、6005Aの全体的なプルシングサイズが小さく、スクラッチの深さが弱くなっていることです。これは、合金組成、キャストロッド状態、およびカビ条件の変化に関連している可能性があります。 100倍未満で観察されると、引っ張り領域のフロントエンドに明らかなスクラッチマークがあり、押し出し方向に沿って伸びており、最終的な結節粒子の形状は不規則です。 500xでは、引っ張り面のフロントエンドには押し出し方向に沿って段階的な傷があり（この欠陥のサイズは約120μm）、テール端の結節粒子に明らかな積み重ねマークがあります。
引っ張る原因を分析するために、3つの合金成分の欠陥位置とマトリックスに関するコンポーネント分析を実施するために、分光計とEDXの直接読み取りを使用しました。表1は、6005Aプロファイルのテスト結果を示しています。 EDXの結果は、引っ張る粒子のスタッキング位置の組成が基本的にマトリックスのそれと類似していることを示しています。さらに、いくつかの細かい不純物粒子は引っ張り欠陥内およびその周辺に蓄積され、不純物粒子にはC、O（またはCl）、またはFe、Si、およびSが含まれます。
6005aの細かい酸化酸化された押出プロファイルの粗い欠陥の分析は、引っ張り粒子のサイズが大きく（1〜5mm）、表面のほとんどが積み重なっており、前部に段階的な傷があることを示しています。組成はALマトリックスの近くにあり、Fe、Si、C、およびOをその周りに分布する不均一相があります。 3つの合金の引っ張り形成メカニズムが同じであることを示しています。
押出プロセス中、金属の流れ摩擦により、カビの作業ベルトの温度が上昇し、作業ベルトの入り口の最先端に「粘着性アルミニウム層」が形成されます。同時に、アルミニウム合金のMNやCRなどの過剰なSIや他の要素は、FEで交換用のソリッドソリューションを簡単に形成できます。これにより、金型作業ゾーンの入り口で「粘着アルミニウム層」の形成が促進されます。
金属が前方に流れて作業ベルトにこすると、連続的な結合張力結合の往復現象が特定の位置で発生し、金属がこの位置で連続的に重ねられます。粒子が特定のサイズに増加すると、流れるような製品によって引き離され、金属表面にスクラッチマークが形成されます。それは金属の表面に残り、スクラッチの端にある粒子を引っ張る粒子を形成します。そのため、粗い粒子の形成は、主にカビの作業ベルトに付着するアルミニウムに関連していると考えることができます。その周りに分布する不均一相は、潤滑油、酸化物、または粉塵粒子、ならびにインゴットの粗い表面によってもたらされる不純物に由来する可能性があります。
ただし、6005Aテスト結果のプル数は小さく、程度が軽いです。一方では、金型作業ベルトの出口での面取りと、アルミニウム層の厚さを減らすために作業ベルトの慎重な研磨が原因です。一方、それは過剰なSi含有量に関連しています。
直接読み取りスペクトル構成の結果によれば、Mg Mg2Siと組み合わせたSiに加えて、残りのSiは単純な物質の形で表示されることがわかります。
2.2表面上の小さな粒子
低倍率の目視検査では、粒子は小さく（≤0.5mm）、触るのに滑らかではなく、鋭い感覚を持ち、プロファイルの表面に付着します。 100倍観測される表面の小さな粒子はランダムに分布しており、傷があるかどうかに関係なく、表面に付着した小さなサイズの粒子があります。
500xでは、押出方向に沿って表面に明らかな段階的な傷があるかどうかに関係なく、多くの粒子がまだ付いており、粒子のサイズは異なります。最大の粒子サイズは約15μmで、小さな粒子は約5μmです。
6060合金表面粒子と無傷のマトリックスの組成分析により、粒子は主にO、C、Si、およびFe要素で構成され、アルミニウム含有量は非常に低くなります。ほとんどすべての粒子にはOおよびC要素が含まれています。各粒子の組成はわずかに異なります。その中で、A粒子は10μmに近く、これはマトリックスSi、Mg、およびOよりも大幅に高くなっています。 C粒子では、Si、O、およびClは明らかに高くなっています。粒子DとFには、高Si、O、およびNaが含まれています。粒子EにはSi、Fe、およびOが含まれています。 H粒子はFe含有化合物です。 6060粒子の結果はこれに似ていますが、6060のSiおよびFe含有量自体が低いため、表面粒子の対応するSiとFeの含有量も低くなっています。 6060粒子のC含有量は比較的低いです。
表面粒子は単一の小さな粒子ではないかもしれませんが、異なる形状の多くの小さな粒子の凝集の形で存在する場合があり、異なる粒子の異なる元素の質量率は異なります。粒子は主に2つのタイプで構成されていると考えられています。 1つは、AlfesiやElemental Siなどの沈殿物であり、IngotのFeal3やAlfesi（Mn）などの高融点の不純物段階、または押出プロセス中の沈殿相に由来します。もう1つは、接着性の異物です。
2.3インゴットの表面粗さの効果
テスト中、6005A鋳造ロッドの旋盤の背面が粗く、ほこりで染色されていることがわかりました。図7に示すように、地元の場所に最も深いターニングツールマークがある2つの鋳造ロッドがあり、押し出し後のプル数の大幅な増加に対応し、1つのプルのサイズが大きかった。
6005Aキャストロッドには旋盤がないため、表面の粗さは低く、引っ張りの数が減少します。さらに、キャストロッドの旋盤マークに付着した過剰な切断液がないため、対応する粒子のC含有量は減少します。鋳造棒の表面の回転マークが、ある程度引っ張りと粒子の形成を悪化させることが証明されています。
3ディスカッション
（1）引っ張る欠陥の成分は、基本的にマトリックスの成分と同じです。それは、外来粒子、インゴットの表面の古い皮膚、および押出プロセス中に押出バレル壁またはカビの死んだ領域に蓄積されたその他の不純物であり、金属表面または動作する金型のアルミニウム層に持ち込まれますベルト。製品が前方に流れると、表面の傷が引き起こされ、製品が特定のサイズに蓄積すると、製品によって引き出されて引っ張られます。酸化後、引っ張りが腐食し、その大きさが大きいため、そこにピットのような欠陥がありました。
（2）表面粒子は時々単一の小さな粒子として現れ、凝集した形で存在することがあります。それらの組成は明らかにマトリックスの組成とは異なり、主にO、C、Fe、およびSI要素が含まれています。一部の粒子はOおよびC要素によって支配されており、一部の粒子はO、C、Fe、およびSiによって支配されています。したがって、表面粒子は2つのソースから来ていると推測されます。1つはアルフェシや元素Siなどの沈殿物であり、OやCなどの不純物は表面に付着します。もう1つは、接着性の異物です。粒子は酸化後に腐食します。サイズが小さいため、表面には影響もほとんどありません。
（3）CおよびO要素が豊富な粒子は、主に潤滑油、ほこり、土壌、空気などに由来します。インゴットの表面に付着しています。潤滑油の主な成分はC、O、H、Sなどであり、ほこりと土壌の主要成分はSIO2です。表面粒子のO含有量は一般的に高くなっています。粒子は作業ベルトを離れた直後に高温状態にあるため、粒子の特定の表面積が大きいため、空気中に原子が容易に吸着し、空気との接触後に酸化を引き起こし、より高いOになります。マトリックスよりもコンテンツ。
（4）Fe、Siなど。主に酸化物、古いスケール、不純物の段階に由来します（均質化によって完全に排除されない高融点または第2相）。 Fe要素はアルミニウムインゴットのFeに由来し、Feal3やAlfesi（Mn）などの高融点の不純物相を形成します。これは、均質化プロセス中に固形溶液に溶解することはできません。 Siは、鋳造プロセス中にMg2SiまたはSiの過飽和固形溶液の形でアルミニウムマトリックスに存在します。鋳造棒の熱い押出プロセス中、過剰なSiが沈殿する可能性があります。アルミニウム中のSiの溶解度は、450°Cで0.48％、500°Cで0.8％（WT％）です。 6005の過剰Si含有量は約0.41％であり、沈殿したSiは濃度の変動によって引き起こされる凝集と沈殿である可能性があります。
（5）カビの作業ベルトに付着するアルミニウムが引っ張る主な原因です。押出ダイは、高温および高圧環境です。金属の流れ摩擦は、金型の作業ベルトの温度を上げ、作業ベルトの入り口の最先端に「粘着性のアルミニウム層」を形成します。
同時に、アルミニウム合金のMNやCRなどの過剰なSIや他の要素は、FEで交換用のソリッドソリューションを簡単に形成できます。これにより、金型作業ゾーンの入り口で「粘着アルミニウム層」の形成が促進されます。 「粘着性アルミニウム層」を通る金属は、内部摩擦（金属内のスライドせん断）に属します。金属は、内部摩擦のために変形し、硬化します。これにより、基礎となる金属と型が互いに付着します。同時に、型作業ベルトは圧力のためにトランペットの形状に変形し、プロファイルに接触する作業ベルトの最先端の部分によって形成される粘着性のアルミニウムは、ターニングツールの最先端に似ています。
粘着性アルミニウムの形成は、成長と脱落の動的なプロセスです。粒子は常にプロファイルによって引き出されています。プロファイルの表面にアデーして、引っ張る欠陥を形成します。作業ベルトから直接流れ、プロファイルの表面に即座に吸着されている場合、表面に熱的に付着した小さな粒子は「吸着粒子」と呼ばれます。一部の粒子が押し出されたアルミニウム合金によって破壊されると、作業ベルトを通過するときに一部の粒子が作業ベルトの表面に付着し、プロファイルの表面に傷を引き起こします。テールエンドは、積み重ねられたアルミニウムマトリックスです。作業ベルトの中央にたくさんのアルミニウムが詰まっている場合（結合は強い）、表面の傷を悪化させます。
（6）押出速度は、引っ張りに大きな影響を与えます。押出速度の影響。追跡された6005合金に関する限り、押出速度はテスト範囲内で増加し、出口温度が上昇し、表面の引っ張り粒子の数が増加し、機械的線が増加するにつれて重くなります。押出速度は、速度の突然の変化を避けるために、できるだけ安定して保つ必要があります。過度の押し出し速度と高い出口温度は、摩擦の増加と深刻な粒子の引っ張りにつながります。引き出速度が引っ張る現象に対する影響の特定のメカニズムには、その後のフォローアップと検証が必要です。
（7）鋳造棒の表面の品質も、引っ張る粒子に影響を与える重要な要因です。鋳造棒の表面は粗く、鋸玉、油の汚れ、ほこり、腐食などがあり、そのすべてが粒子を引っ張る傾向を高めます。
4結論
（1）引っ張る欠陥の組成は、マトリックスの組成と一致しています。粒子位置の組成は、主にO、C、Fe、およびSI要素を含むマトリックスの組成とは明らかに異なります。
（2）粒子の欠陥を引くことは、主にカビの作業ベルトにアルミニウムが付着することによって引き起こされます。カビの作業ベルトに付着するアルミニウムを促進する要因は、引っ張る欠陥を引き起こします。鋳造棒の品質を確保するという前提で、引っ張る粒子の生成は合金組成に直接影響を与えません。
（3）適切な均一な火災治療は、表面引っ張りを減らすのに有益です。
投稿時間：20-2024年9月
