如何预防6063铝合金圆铸锭光亮晶粒

2017-12-11 13:12:57

      6063铝合金主要用于挤压建筑型材,其铸锭冶金缺陷有裂纹、气孔、夹渣、疏松、光亮晶粒、羽毛状晶、粗大晶粒等。这些冶金缺陷,不同程度地影响了圆铸锭生产的成品率和挤压时的成材率,给公司带来很大经济损失,因此必须防止上述冶金缺陷的产生。
  光亮晶粒是在对6063铝合金铸锭检查低倍组织时发现的,在试样断面上表现为一些不规则的浅色亮斑,主要集中在铸锭的根部,晶粒组织粗大,晶内固溶物较少,颜色呈浅白色,与正常结晶组织有较大差异,是在铸造阶段产生的。

  1  光亮晶粒产生的原因

  1.1化学成分
  6063属低合金化的A1-Mg-Si系高塑性合金,在炉料酬过程中因误操作加入了”(Cu):0.24%-0.32%的6061合金废料,为6063铝合金铸锭产生光亮晶粒缺陷创造了条件,见表1。
  1.2铸造温度低
  为了提高铸锭的成形性和外观质量,往往使铸造温度偏低,这样在铸造时液穴的温度较低,液穴内过冷带扩展到转接板底部区域,就会在转接板底部先期结晶出树枝晶,它们在液穴内长时间长大而生成了光亮晶粒。由于光亮晶粒的生长速度十分缓慢,且因其周围的金属液流不断更新,使该处的液相成分在结晶过程中没有大的变化,在光亮晶粒和液相间始终保持着开始结晶时的浓度差,因而使得光亮晶粒成为贫溶质的铝固溶体(1)。
  1.3浇铸盘温度低
  由于6063铝合金圆铸锭生产特点是炉次、铸次之间生产间隔时间长,浇铸盘总是处于冷状态,造成开始铸造时,液穴熔体温度较低,先结晶的光亮晶粒就会依附在转接板上,逐渐长大,当长大到一定程度时,便掉人铸锭中,在铸锭根部形成光亮晶粒组织缺陷。
  1.4  结晶器
  6063铝合金铸造时所采用的结晶器为水眼式矮结晶器,循环水水质脏,水温高,Ca2+、Ms2‘离子浓度偏高,铸造时使部分水眼堵塞,造成铸锭周边部分熔体温度高低不一,使结晶器内金属液流波动和液流分配不均匀,在局部偏低的铸造温度下熔体结晶速度不一,产生了光亮晶粒。

  2  防止措施

  通过以上分析,我们采取了以下措施:
  (1)在换生产品种时彻底洗炉。
  (2)对不同品种的合金废料分开存放,配制时只允许加入同品种或成分相近的废料。
  (4)加强工艺操作管理,在铸造前用石油液化汽喷灯将流槽、分配盘、流管和转接板等烘烤至红热状态。
  (5)改造循环水过滤系统和冷却系统,充分利用软化水站,使循环水水质、水温和Cab、M广离子浓度达到铸造作业的要求,消除由于循环水给铸锭带来的冶金缺陷。炉料中Cu含量偏高,熔体流入液穴时温度偏低,分配盘预热不好,循环水对铸锭冷却不好造成的。
  (6)通过调整炉料中Cu含量,适当提高铸造温度和铸造速度,在铸造前对浇铸工具预热烘烤,同时加强循环水水质的控制,完全可以消除6063铝合金铸锭的光亮晶粒缺陷。

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