Comme la demande de profils en aluminium Dans le monde entier, les exigences en matière de propriétés des profilés en aluminium, telles que la qualité de surface, les performances du traitement de surface, l'aspect, la couleur, les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion des films d'oxyde et à l'usure, sont de plus en plus élevées. Des profilés extrudés en alliage d'aluminium de haute qualité sont essentiels pour obtenir des profilés de construction de haute qualité. La garantie de lingots d'alliage d'aluminium de haute qualité est devenue un élément particulièrement important du processus de production de profilés en aluminium.
Facteurs affectant la cristallisation des lingots d'alliage d'aluminium
La qualité de la structure cristalline d'un lingot d'alliage d'aluminium affecte non seulement les performances de traitement, mais aussi la qualité du produit final. Par conséquent, lors de la production, nous nous efforçons d'obtenir une structure cristalline à grains fins, dense et uniforme. En général, l'effet des facteurs d'alliage sur les grains du lingot n'est pas évident, mais dans les alliages à forte teneur en magnésium, l'augmentation de la teneur en magnésium permet d'affiner les grains. Les alliages contenant moins d'oligo-éléments actifs peuvent facilement former des cristaux colonnaires ou grossiers. Pour stabiliser et affiner les grains, des affineurs de grains doivent être ajoutés en production. Une surchauffe ou une température de fusion inappropriée peuvent entraîner l'obtention d'une structure cristalline colonnaire. L'augmentation de la vitesse de refroidissement tend à réduire la cristallisation colonnaire. Si un nombre suffisant de germes se forme, des cristaux équiaxes fins et uniformes peuvent être obtenus. La vitesse de coulée est généralement réduite et les grains du lingot sont affinés en conséquence. L’effet de la taille du lingot entraîne généralement un affinement du grain à mesure que la taille de la section transversale du lingot diminue.
Méthode de raffinage des grains de pièces moulées en aluminium
Augmenter le sous-refroidissement : Cette méthode convient aux pièces moulées de petite et moyenne taille.
Traitement de modification : avant que le métal liquide ne cristallise, ajoutez quelques petits agents de nucléation (également appelés agents de modification, inoculants ou alliages intermédiaires) pour le disperser uniformément dans le métal liquide sous forme de noyau cristallin artificiel, ce qui peut augmenter considérablement le nombre de grains cristallins. Cette méthode de raffinement des grains est appelée traitement métamorphique.
Traitement par vibration : pendant la cristallisation, des vibrations mécaniques du métal, des vibrations ultrasoniques, des vibrations électromagnétiques et d'autres méthodes sont appliquées au métal en fusion.
Sélection des paramètres appropriés du processus de moulage
Les paramètres du procédé de coulée ont également une grande influence sur la qualité des lingots d'alliage d'aluminium. Les principaux paramètres qui influencent la qualité du lingot sont l'intensité du refroidissement, la vitesse et la température de coulée. Bien qu'avec l'augmentation de l'intensité du refroidissement, le lingot ait tendance à se fissurer, cette augmentation améliore la structure et les propriétés mécaniques du lingot, et contribue également à réduire la ségrégation régionale.
Dans des conditions acceptables, une intensité de refroidissement élevée doit être utilisée autant que possible. Une vitesse et une température de coulée élevées augmentent le gradient de température dans la zone de cristallisation du lingot, augmentant ainsi la tendance à la formation de fissures centrales et de structures à gros grains. Une température et une vitesse de coulée trop basses favorisent la formation de cristaux brillants et d'isolation thermique, ce qui nuit à l'obtention de lingots de haute qualité. En production réelle, la température de coulée est généralement comprise entre 710 °C et 730 °C, la température de l'eau de refroidissement ne dépasse pas 25 °C et la vitesse de coulée doit être déterminée en fonction de la résistance au refroidissement et de la température de coulée. En l'absence de défauts, une vitesse de coulée élevée est recommandée pour améliorer l'efficacité de la production. Lors de la coulée, la coulée doit être horizontale de l'embouchure du four au moule afin d'éviter que le liquide ne détruise le film d'oxyde à la surface du bain de fusion et n'enveloppe celui-ci par la chute. Parallèlement, un écoulement uniforme doit être assuré afin d'éviter une répartition inégale du liquide. Un écoulement uniforme peut réduire les gradients de température, uniformiser la structure cristalline et contribuer à éliminer les contraintes internes et les fissures dans le lingot.
De plus, la sélection précise des matières premières pour la configuration de l'alliage d'aluminium est d'une grande importance pour contrôler la composition de l'alliage, garantir la qualité du lingot, économiser les matières premières et améliorer la productivité et les avantages économiques.
Traitement d'homogénéisation des lingots d'alliage d'aluminium
En raison de la présence de diverses ségrégations, d'une structure eutectique à bas point de fusion et de composés intermétalliques répartis dans les joints intergranulaires et intergranulaires, la composition chimique et la structure du lingot d'alliage d'aluminium ne sont pas uniformes, ce qui affaiblit sa thermoplasticité et réduit son aptitude à la transformation. Ce déséquilibre structurel finit par se transformer en structure interne du produit. Par exemple, dans l'alliage 3A2l, la ségrégation de manganèse formée lors de la coulée, si elle n'est pas homogénéisée, formera des grains grossiers lors du recuit final.
Dans le lingot sans homogénéisation, la phase d'impureté sur le joint de grain et le réseau de dendrites est du Mg2Si grossier, ce qui entraînera les risques suivants lors de l'extrusion :
Augmenter la force de compression
Vitesse d'extrusion réduite
L'indice de résistance des profilés en aluminium a diminué
Mauvaise qualité des profilés en aluminium
Réduire la durée de vie du moule
Lors du processus d'extrusion, lorsque d'autres procédés raisonnables sont déterminés, si la résistance au refroidissement utilisée lors de l'étape de refroidissement du lingot d'alliage d'aluminium n'est pas recuite ou si le recuit déshomogénéisé est insuffisant, cela peut entraîner un blocage de la filière. Le traitement peut améliorer l'inhomogénéité de la composition chimique et de la structure, améliorer la plasticité de l'alliage, réduire la résistance à la déformation, améliorer les performances de mise en œuvre du lingot et augmenter la vitesse d'extrusion afin d'améliorer l'usinabilité et les performances du matériau.
Résumé
La qualité des lingots d'extrusion a une influence décisive sur la qualité des profilés en aluminium. Des lingots d'extrusion de haute qualité sont essentiels pour obtenir des profilés en aluminium de haute qualité. Cet article présente les moyens techniques d'améliorer la qualité des lingots d'extrusion en alliage d'aluminium, notamment en ce qui concerne les paramètres du procédé de coulée et le traitement d'homogénéisation des lingots.
