Jekk il-proprjetajiet mekkaniċi tal-estrużjonijiet mhumiex kif mistenni, l-attenzjoni ġeneralment tiffoka fuq il-kompożizzjoni inizjali tal-billetta jew il-kundizzjonijiet tal-estrużjoni/tixjiħ. Ftit nies jiddubitaw jekk l-omoġenizzazzjoni nnifisha tistax tkun problema. Fil-fatt, l-istadju tal-omoġenizzazzjoni huwa kruċjali għall-produzzjoni ta' estrużjonijiet ta' kwalità għolja. Nuqqas ta' kontroll xieraq tal-pass tal-omoġenizzazzjoni jista' jwassal għal:
●Pressjoni akbar ta' sfond
●Aktar difetti
●Tessuti tal-istrixxi wara l-anodizzazzjoni
● Veloċità aktar baxxa ta' estrużjoni
●Proprjetajiet mekkaniċi fqar
L-istadju ta' omoġenizzazzjoni għandu żewġ skopijiet ewlenin: ir-raffinar ta' komposti intermetalliċi li fihom il-ħadid, u r-ridistribuzzjoni tal-manjeżju (Mg) u s-silikon (Si). Billi jiġi eżaminat il-mikrostruttura tal-billetta qabel u wara l-omoġenizzazzjoni, wieħed jista' jbassar jekk il-billetta hix se taħdem tajjeb waqt l-estrużjoni.
Effett tal-Omoġenizzazzjoni tal-Billetta fuq it-Twebbis
Fl-estrużjonijiet 6XXX, is-saħħa ġejja mill-fażijiet rikki fl-Mg u s-Si ffurmati waqt it-tixjiħ. Il-kapaċità li jiġu ffurmati dawn il-fażijiet tiddependi fuq it-tqegħid tal-elementi f'soluzzjoni solida qabel ma jibda t-tixjiħ. Biex l-Mg u s-Si eventwalment isiru parti mis-soluzzjoni solida, il-metall irid jiġi mkessaħ malajr minn 'il fuq minn 530 °C. F'temperaturi 'l fuq minn dan il-punt, l-Mg u s-Si jinħallu b'mod naturali fl-aluminju. Madankollu, waqt l-estrużjoni, il-metall jibqa' biss 'il fuq minn din it-temperatura għal żmien qasir. Biex jiġi żgurat li l-Mg u s-Si kollha jinħallu, il-partiċelli tal-Mg u s-Si jeħtieġ li jkunu relattivament żgħar. Sfortunatament, waqt l-ikkastjar, l-Mg u s-Si jippreċipitaw bħala blokki Mg₂Si relattivament kbar (Fig. 1a).
Ċiklu tipiku ta' omoġenizzazzjoni għal billetti 6060 huwa ta' 560 °C għal sagħtejn. Matul dan il-proċess, peress li l-billetta tibqa' 'l fuq minn 530 °C għal perjodu twil, l-Mg₂Si jinħall. Malli jiksaħ, jerġa' jippreċipita f'distribuzzjoni ħafna aktar fina (Fig. 1c). Jekk it-temperatura tal-omoġenizzazzjoni ma tkunx għolja biżżejjed, jew il-ħin ikun qasir wisq, jibqgħu xi partiċelli kbar tal-Mg₂Si. Meta jiġri dan, is-soluzzjoni solida wara l-estrużjoni fiha inqas Mg u Si, u dan jagħmilha impossibbli li tifforma densità għolja ta' preċipitati li qed jibbiesu—li jwassal għal proprjetajiet mekkaniċi mnaqqsa.
Fig. 1. Mikrografi ottiċi ta' billetti 6060 illustrati u mnaqqxa b'2% HF: (a) kif ikkastjati, (b) parzjalment omoġenizzati, (ċ) kompletament omoġenizzati.
Ir-Rwol tal-Omoġenizzazzjoni fuq Intermetalliċi li fihom il-Ħadid
Il-ħadid (Fe) għandu effett akbar fuq ir-reżistenza għall-ksur milli fuq is-saħħa. Fil-ligi 6XXX, il-fażijiet tal-Fe għandhom it-tendenza li jiffurmaw fażi β (Al₅(FeMn)Si jew Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) waqt l-ikkastjar. Dawn il-fażijiet huma kbar, angolari, u jinterferixxu mal-estrużjoni (enfasizzata fil-Fig. 2a). Waqt l-omoġenizzazzjoni, elementi tqal (Fe, Mn, eċċ.) jinfirxu, u l-fażijiet angolari kbar isiru iżgħar u aktar tondi (Fig. 2b).
Minn immaġini ottiċi biss, huwa diffiċli li wieħed jiddistingwi l-fażijiet varji, u huwa impossibbli li jiġu kwantifikati b'mod affidabbli. F'Innoval, aħna nikkwantifikaw l-omoġenizzazzjoni tal-billetti bl-użu tal-metodu intern tagħna ta' skoperta u klassifikazzjoni tal-karatteristiċi (FDC), li jipprovdi valur %α għall-billetti. Dan jippermettilna nivvalutaw il-kwalità tal-omoġenizzazzjoni.
Fig. 2. Mikrografi ottiċi ta' billetti (a) qabel u (b) wara l-omoġenizzazzjoni.
Metodu ta' Sejbien u Klassifikazzjoni tal-Karatteristiċi (FDC)
Il-Fig. 3a turi kampjun illustrat analizzat permezz ta' mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM). Imbagħad tiġi applikata teknika ta' thresholding fuq skala griża biex jiġu separati u identifikati l-intermetalliċi, li jidhru bojod fil-Fig. 3b. Din it-teknika tippermetti analiżi ta' żoni sa 1 mm², li jfisser li aktar minn 1000 karatteristika individwali jistgħu jiġu analizzati f'daqqa.
Fig. 3. (a) Immaġni elettronika mxerrda lura ta' billetta 6060 omoġenizzata, (b) karatteristiċi individwali identifikati minn (a).
Kompożizzjoni tal-Partiċelli
Is-sistema Innoval hija mgħammra b'ditekter tar-raġġi-X (EDX) li jxerred l-enerġija Xplore 30 ta' Oxford Instruments. Dan jippermetti ġbir awtomatiku u veloċi ta' spettri EDX minn kull punt identifikat. Minn dawn l-ispettri, tista' tiġi ddeterminata l-kompożizzjoni tal-partiċelli, u jiġi inferit il-proporzjon relattiv Fe:Si.
Skont il-kontenut ta' Mn jew Cr tal-liga, jistgħu jiġu inklużi wkoll elementi tqal oħra. Għal xi ligi 6XXX (xi kultant b'Mn sinifikanti), il-proporzjon (Fe+Mn):Si jintuża bħala referenza. Dawn il-proporzjonijiet imbagħad jistgħu jitqabblu ma' dawk ta' intermetalliċi magħrufa li fihom Fe.
Fażi β (Al₅(FeMn)Si jew Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): Proporzjon ta' (Fe+Mn):Si ≈ 2. Fażi α (Al₁₂(FeMn)₃Si jew Al₈.₃(FeMn)₂Si): Proporzjon ≈ 4–6, skont il-kompożizzjoni. Is-softwer apposta tagħna jippermettilna nistabbilixxu limitu u nikklassifikaw kull partiċella bħala α jew β, imbagħad nimmappjaw il-pożizzjonijiet tagħhom fi ħdan il-mikrostruttura (Fig. 4). Dan jagħti perċentwal approssimattiv ta' α trasformata fil-billetta omoġenizzata.
Fig. 4. (a) Mappa li turi partiċelli kklassifikati α- u β-, (b) plott ta' tixrid tal-proporzjonijiet (Fe+Mn):Si.
Dak li d-Data Tista’ Tgħidilna
Il-Figura 5 turi eżempju ta’ kif tintuża din l-informazzjoni. F’dan il-każ, ir-riżultati jindikaw tisħin mhux uniformi f’forn speċifiku, jew possibbilment li t-temperatura stabbilita ma ntlaħqitx. Biex jiġu vvalutati kif suppost każijiet bħal dawn, huma meħtieġa kemm il-billetta tat-test kif ukoll il-billetti ta’ referenza ta’ kwalità magħrufa. Mingħajr dawn, il-medda mistennija ta’ %α għal dik il-kompożizzjoni tal-liga ma tistax tiġi stabbilita.
Fig. 5. Paragun ta' %α f'sezzjonijiet differenti ta' forn ta' omoġenizzazzjoni li ma jaħdimx tajjeb.
Ħin tal-posta: 30 ta' Awwissu 2025
