Kung ang mga mekanikal na katangian ng mga extrusions ay hindi tulad ng inaasahan, ang pansin ay karaniwang nakatuon sa paunang komposisyon ng billet o ang mga kondisyon ng pagpilit/pagtanda. Ilang tao ang nagtatanong kung ang homogenization mismo ay maaaring maging isang isyu. Sa katunayan, ang yugto ng homogenization ay mahalaga para sa paggawa ng mga de-kalidad na extrusions. Ang pagkabigong maayos na makontrol ang hakbang ng homogenization ay maaaring humantong sa:
● Tumaas na breakthrough pressure
● Mas maraming depekto
● Mag-streak ng mga texture pagkatapos ng anodizing
●Mababang bilis ng extrusion
●Mahina ang mekanikal na katangian
Ang yugto ng homogenization ay may dalawang pangunahing layunin: pagpino ng iron-containing intermetallic compounds, at muling pamamahagi ng magnesium (Mg) at silicon (Si). Sa pamamagitan ng pagsusuri sa microstructure ng billet bago at pagkatapos ng homogenization, mahuhulaan ng isa kung ang billet ay gagana nang maayos sa panahon ng pagpilit.
Epekto ng Billet Homogenization sa Hardening
Sa 6XXX extrusions, ang lakas ay nagmumula sa Mg- at Si-rich phase na nabuo sa panahon ng pagtanda. Ang kakayahang bumuo ng mga yugtong ito ay nakasalalay sa paglalagay ng mga elemento sa solidong solusyon bago magsimula ang pagtanda. Upang tuluyang maging bahagi ng solidong solusyon ang Mg at Si, ang metal ay dapat na mabilis na mapatay mula sa itaas ng 530 °C. Sa mga temperatura sa itaas ng puntong ito, ang Mg at Si ay natural na natutunaw sa aluminyo. Gayunpaman, sa panahon ng pagpilit, ang metal ay nananatili lamang sa itaas ng temperatura na ito sa loob ng maikling panahon. Upang matiyak na ang lahat ng Mg at Si ay matunaw, ang mga particle ng Mg at Si ay kailangang medyo maliit. Sa kasamaang palad, sa panahon ng paghahagis, ang Mg at Si ay namuo bilang medyo malalaking bloke ng Mg₂Si (Larawan 1a).
Ang karaniwang homogenization cycle para sa 6060 billet ay 560 °C sa loob ng 2 oras. Sa prosesong ito, dahil nananatili ang billet sa itaas ng 530 °C sa mahabang panahon, natutunaw ang Mg₂Si. Sa paglamig, ito ay muling umuubo sa mas pinong pamamahagi (Larawan 1c). Kung ang temperatura ng homogenization ay hindi sapat na mataas, o ang oras ay masyadong maikli, ang ilang malalaking Mg₂Si particle ay mananatili. Kapag nangyari ito, ang solid solution pagkatapos ng extrusion ay naglalaman ng mas kaunting Mg at Si, na ginagawang imposibleng bumuo ng mataas na density ng hardening precipitates—na humahantong sa nabawasang mekanikal na mga katangian.
Fig. 1. Optical micrographs ng pinakintab at 2% HF-etched 6060 billet: (a) as-cast, (b) partially homogenized, (c) fully homogenized.
Tungkulin ng Homogenization sa Iron-containing Intermetallics
Ang bakal (Fe) ay may mas malaking epekto sa tibay ng bali kaysa sa lakas. Sa 6XXX alloys, ang Fe phase ay may posibilidad na bumuo ng β-phase (Al₅(FeMn)Si o Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) sa panahon ng casting. Ang mga phase na ito ay malaki, angular, at nakakasagabal sa extrusion (naka-highlight sa Fig. 2a). Sa panahon ng homogenization, ang mga mabibigat na elemento (Fe, Mn, atbp.) ay nagkakalat, at ang mga malalaking angular na phase ay nagiging mas maliit at mas bilugan (Larawan 2b).
Mula sa mga optical na imahe lamang, mahirap makilala ang iba't ibang mga yugto, at imposibleng mapagkakatiwalaan ang dami ng mga ito. Sa Innoval, binibilang namin ang homogenization ng billet gamit ang aming internal na feature detection and classification (FDC) na paraan, na nagbibigay ng %α value para sa mga billet. Ito ay nagbibigay-daan sa amin upang masuri ang kalidad ng homogenization.
Fig. 2. Optical micrographs ng mga billet (a) bago at (b) pagkatapos ng homogenization.
Paraan ng Feature Detection and Classification (FDC).
Ang Fig. 3a ay nagpapakita ng isang pinakintab na sample na nasuri sa pamamagitan ng pag-scan ng electron microscopy (SEM). Ang isang grayscale thresholding technique ay inilapat upang paghiwalayin at tukuyin ang mga intermetallic, na lumilitaw na puti sa Fig. 3b. Binibigyang-daan ng diskarteng ito ang pagsusuri ng mga lugar na hanggang 1 mm², ibig sabihin, mahigit 1000 indibidwal na feature ang maaaring masuri nang sabay-sabay.
Fig. 3. (a) Backscattered electron image ng homogenized 6060 billet, (b) natukoy ang mga indibidwal na katangian mula sa (a).
Komposisyon ng Particle
Nilagyan ang Innoval system ng Oxford Instruments Xplore 30 energy-dispersive X-ray (EDX) detector. Nagbibigay-daan ito sa mabilis na awtomatikong pagkolekta ng EDX spectra mula sa bawat tinukoy na punto. Mula sa spectra na ito, ang komposisyon ng butil ay maaaring matukoy, at ang kamag-anak na Fe:Si ratio ay hinuha.
Depende sa nilalaman ng Mn o Cr ng haluang metal, maaari ding isama ang iba pang mabibigat na elemento. Para sa ilang 6XXX na haluang metal (kung minsan ay may makabuluhang Mn), ang (Fe+Mn):Si ratio ay ginagamit bilang sanggunian. Ang mga ratio na ito ay maihahambing sa mga kilalang intermetallic na naglalaman ng Fe.
β-phase (Al₅(FeMn)Si o Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si ratio ≈ 2. α-phase (Al₁₂(FeMn)₃Si o Al₈.₃(FeMn)₈Si ): ratio . Ang aming custom na software ay nagbibigay-daan sa amin na magtakda ng threshold at uriin ang bawat particle bilang α o β, pagkatapos ay i-map ang kanilang mga posisyon sa loob ng microstructure (Fig. 4). Nagbibigay ito ng tinatayang porsyento ng nabagong α sa homogenized billet.
Fig. 4. (a) Mapa na nagpapakita ng α- at β-classified na mga particle, (b) scatter plot ng (Fe+Mn):Si ratios.
Ano ang Masasabi sa Amin ng Data
Ang Fig. 5 ay nagpapakita ng isang halimbawa kung paano ginagamit ang impormasyong ito. Sa kasong ito, ang mga resulta ay nagpapahiwatig ng hindi pare-parehong pag-init sa loob ng isang partikular na furnace, o posibleng hindi naabot ang temperatura ng setpoint. Upang maayos na masuri ang mga ganitong kaso, pareho ang test billet at reference billet na may alam na kalidad ay kinakailangan. Kung wala ang mga ito, ang inaasahang hanay ng %α para sa komposisyon ng haluang iyon ay hindi maitatag.
Fig. 5. Paghahambing ng %α sa iba't ibang mga seksyon ng isang mahinang gumaganap na homogenization furnace.
Oras ng post: Ago-30-2025
