סגסוגת אלומיניום 6063 משמשת בעיקר להוצאת פרופילים אדריכליים. הפגמים המתכתיים של המטילים שלו כוללים סדקים, חורי נשיפה, תכלילי סיגים, נקבוביות, גרגירים בהירים, גרגירים מנוצים, גרגירים גסים ועוד. פגמים מתכתיים אלו משפיעים על תפוקת ייצור המטיל העגול ועל קצב התוצר המוגמר במהלך האקסטרוזיה בדרגות שונות וגורמים להפסדים כלכליים משמעותיים לחברה. לכן, חובה למנוע את התרחשותם של הפגמים המתכתיים הנ"ל.
גרגרים בהירים נמצאים במהלך בדיקת מאקרו של מטילי סגסוגת אלומיניום 6063. על פני השבר של הדגימה, הם מופיעים ככתמים בהירים- בהירים לא סדירים, מרוכזים בעיקר בשורש המטיל. מאופיינים במבנה גרגר גס, מעט מומסים תוך גבישיים וצבע לבן חיוור, הם שונים באופן משמעותי מהמבנה הגבישי הרגיל ונוצרים בשלב היציקה.
1. גורמים להיווצרות גרגירים בהירים
1.1 הרכב כימי
6063 הוא סגסוגת פלסטית גבוהה-מסדרת Al-Mg-מסדרת Si. במהלך תהליך אצווה הטעינה, נוספה גרוטאות סגסוגת 6061 המכילה 0.24%-0.32% נחושת (Cu) עקב הפעלה שגויה, שיצרה את התנאים להיווצרות פגמי גרגרים בהירים במטילי סגסוגת אלומיניום 6063, כפי שמוצג בטבלה 1.
1.2 טמפרטורת יציקה נמוכה
על מנת לשפר את יכולת העיצוב ואיכות פני השטח של המטיל, טמפרטורת היציקה נשמרת לרוב נמוכה יחסית. זה גורם לטמפרטורה נמוכה יותר בחלל העובש במהלך היציקה, מה שגורם לאזור הקירור-על בחלל להתרחב לאזור התחתון של צלחת המעבר, שם הדנדריטים מתגבשים תחילה. הדנדריטים הללו גדלים לאורך זמן בחלל ויוצרים גרגרים בהירים. קצב הצמיחה של גרגרים בהירים הוא איטי מאוד, ומכיוון שהמתכת המותכת שמסביב זוכה לרענון כל הזמן, הרכב הנוזל באזור זה אינו משתנה באופן משמעותי במהלך ההתגבשות. הפרש הריכוזים בין הגרגרים הבהירים לפאזה הנוזלית נשאר כפי שהיה בתחילת ההתגבשות, ובכך הופך את הגרגרים הבהירים לתמיסת אלומיניום מוצקה ירודה-(1).
1.3 טמפרטורת מגש יציקה נמוכה
בשל מאפייני הייצור של מטילי סגסוגת אלומיניום עגולים 6063, שבהם יש מרווחים ארוכים בין קבוצות תנור ומחזורי יציקה, מגשי היציקה נמצאים תמיד במצב קר. זה מביא לטמפרטורת התכה נמוכה יותר בתבנית בתחילת היציקה. הגרגרים הבהירים שהתגבשו בתחילה נצמדים לצלחת ההעברה וגדלים בהדרגה. כשהם מגיעים לגודל מסוים, הם נופלים לתוך המטיל, ויוצרים פגמי גרגר בהירים בתחתית המטיל.
1.4 מגבש
המגבש המשמש בעת יציקת סגסוגת אלומיניום 6063 הוא מגבש קצר מסוג מים-. המים במחזור מלוכלכים, טמפרטורת המים גבוהה וריכוז יוני Ca²⁺ ו- Mg²⁺ גבוהים יחסית. במהלך היציקה, הדבר גורם לחסימה חלקית של עין המים-, וכתוצאה מכך טמפרטורות לא אחידות של ההיתוך סביב המטיל, מה שמוביל לתנודות בזרימת המתכת ופיזור לא אחיד בתוך המגבש. תחת טמפרטורות יציקה מקומיות נמוכות יותר, קצב ההתמצקות של ההיתוך משתנה, ומייצר גרגרים בהירים.
2 אמצעי מניעה
בהתבסס על הניתוח לעיל, נקטנו באמצעים הבאים:
(1) נקה היטב את התנור בעת שינוי סוג המוצר.
(2) אחסן בנפרד גרוטאות סגסוגת מסוגים שונים, ובהכנת ההיתוך מותר להוסיף רק גרוטאות מאותו סוג או הרכב דומה.
(3) לחזק את ניהול תפעול התהליך. לפני היציקה, השתמשו בלפיד גז נוזלי נפט כדי לאפות את תעלות הזרימה, צלחת החלוקה, צינורות הזרימה וצלחות המעבר עד שהם אדומים לוהטים.
(4) לשנות את מערכת הסינון והקירור של המים במחזור, תוך ניצול מלא של תחנת המים המרוככים כדי להבטיח שהאיכות והטמפרטורה של המים במחזור וריכוזי Ca, Mg ויונים אחרים עומדים בדרישות לפעולות היציקה, ובכך לבטל פגמים מתכתיים הנגרמים ממחזור המים במטיל היצוק. פגמים אלו נגרמים מתכולת Cu גבוהה במטען, טמפרטורת התכה נמוכה בזמן הכניסה לתבניות, חימום מוקדם לקוי של לוח ההפצה וקירור לא מספק של המטילים על ידי מחזור מים.
(5) על ידי התאמת תכולת ה-Cu במטען, הגדלת הטמפרטורה 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.
