סגסוגת אלומיניום 6063 משמשת בעיקר לשחול של פרופילים אדריכליים. למטילים שלו יש פגמים מתכתיים כמו סדקים, נקבוביות, תכלילים של סיגים, רפיון, גרגירים בהירים, גרגירים דמויי נוצות וגרעינים גסים. פגמים מתכתיים אלו משפיעים בדרגות שונות על תפוקת ייצור המטיל העגול ועל תפוקת החומר במהלך האקסטרוזיה, וגורמים להפסדים כלכליים משמעותיים לחברה. לכן, יש צורך למנוע את התרחשותם של הפגמים המתכתיים לעיל.
גרגרים בהירים התגלו במהלך בדיקת-הגדלה נמוכה של מטילי סגסוגת אלומיניום 6063. הם מופיעים ככתמים בהירים- בהירים לא סדירים על החתך- של הדגימה, מרוכזים בעיקר בשורש המטיל. מבנה הגרגיר גס, עם מעט יחסית מומסים תוך גרגיריים, והצבע לבן בהיר, מראה הבדל משמעותי מהמבנה הגבישי הרגיל. גרגרים אלו נוצרים בשלב היציקה.
1 גורמים להיווצרות גרגירים בהירים
1.1 הרכב כימי
6063 היא סגסוגת נמוכה-A1-Mg-Si בעלת פלסטיות גבוהה. במהלך תהליך הטעינה, עקב הפעלה שגויה, נוספו 0.24%-0.32% מגרוטאות סגסוגת 6061 המכילות Cu, מה שיצר תנאים לפגמי גרגר בהירים במטילי סגסוגת אלומיניום 6063, כפי שמוצג בטבלה 1.
1.2 טמפרטורת יציקה נמוכה
כדי לשפר את יכולת הצורה ואיכות פני השטח של המטיל, טמפרטורת היציקה נשמרת לרוב נמוכה יחסית. בטמפרטורות כאלה, הטמפרטורה בחלל העובש נמוכה יותר, והאזור המקורר-על משתרע לאזור התחתון של צלחת המעבר. כתוצאה מכך, דנדריטים מתגבשים תחילה בתחתית צלחת המעבר; הדנדריטים הללו גדלים במשך זמן רב בחלל העובש, ויוצרים גרגרים בהירים. מכיוון שקצב הצמיחה של גרגרים בהירים הוא איטי מאוד, והמתכת המותכת שמסביב מתרעננת כל הזמן, הרכב השלב הנוזלי באזור זה אינו משתנה באופן משמעותי במהלך ההתגבשות. הפרש הריכוזים בין הגרגרים הבהירים לפאזה הנוזלית נשאר כפי שהיה בתחילת ההתגבשות, וכתוצאה מכך הגרגרים הבהירים הופכים לתמיסת אלומיניום מוצקה דלה במומס (1).
1.3 טמפרטורה נמוכה של מגש היציקה
בשל מאפייני הייצור של יציקת מטיל עגולה מסגסוגת אלומיניום 6063, שבה יש מרווחים ארוכים בין תנור ויציקה, מגש היציקה נמצא תמיד במצב קר. זה גורם למתכת המותכת בתבנית להיות נמוכה יחסית בטמפרטורה בתחילת היציקה. הגרגרים הבהירים שהתגבשו בתחילה נצמדים לצלחת ההעברה וגדלים בהדרגה. כאשר הם מגיעים לגודל מסוים, הם נופלים לתוך המטיל, ויוצרים פגמי גרגר בהירים בבסיס המטיל.
1.4 מתגבש
המגבש המשמש ליציקת סגסוגת אלומיניום 6063 הוא מגבש קצר מסוג מים-. המים במחזור מלוכלכים וטמפרטורת המים גבוהה, עם ריכוזים גבוהים של יוני Ca²⁺ ו- Mg²⁺. במהלך היציקה, הדבר גורם לחסימה חלקית של עין המים-, וכתוצאה מכך טמפרטורות לא אחידות של המתכת המותכת סביב המטיל, מה שמוביל לתנודות בזרימת המתכת ולפיזור זרימה לא אחיד בתוך המגובש. תחת טמפרטורות יציקה נמוכות יותר, קצב ההתמצקות של המתכת המותכת משתנה, ומייצר גרגרים בהירים.
2 אמצעי מניעה
בהתבסס על הניתוח לעיל, יישמנו את האמצעים הבאים:
(1) נקה היטב את התנור בעת החלפת סגסוגות ייצור.
(2) אחסן סוגים שונים של גרוטאות סגסוגת בנפרד, ואפשר רק להוסיף גרוטאות מאותו סוג או הרכב דומה במהלך הכנת הסגסוגת.
(4) לחזק את ניהול פעולת התהליך, ולחמם מראש את הרצים, לוחות ההפצה, תעלות הזרימה ולוחות המעבר למצב אדום-חם באמצעות לפיד גז נוזלי נפט לפני היציקה.
(5) לשנות את מערכת סינון המים במחזור ומערכת הקירור, לעשות שימוש מלא בתחנת המים המרוככים ולהבטיח את האיכות והטמפרטורה של המים במחזור, כמו גם ריכוזי Ca, Mg ויונים אחרים, עומדים בדרישות לפעולות היציקה. זה מבטל פגמים מתכתיים במטילים הנגרמים על ידי מים במחזור. בעיה זו נגרמה על ידי תכולת Cu גבוהה במטען, טמפרטורה נמוכה של הנמס הנכנס לתבנית, חימום מוקדם לא מספיק של לוח החלוקה וקירור לקוי של המטיל על ידי מחזור מים.
(6) על ידי התאמת תכולת ה-Cu במטען, הגדלת טמפרטורת היציקה ומהירות היציקה בצורה מתאימה, חימום ואפייה מראש של כלי היציקה לפני היציקה, וחיזוק השליטה על איכות המים במחזור, ניתן לבטל לחלוטין את פגמי הגרגירים הבהירים במטילי סגסוגת אלומיניום 6063.
