Paduan aluminium 6063 terutama digunakan untuk ekstrusi profil arsitektur. Ingotnya memiliki cacat metalurgi seperti retak, porositas, inklusi terak, kelonggaran, butiran cerah, butiran-seperti bulu, dan butiran kasar. Cacat metalurgi ini mempengaruhi hasil produksi ingot bulat dan hasil material selama ekstrusi pada tingkat yang berbeda-beda, sehingga menyebabkan kerugian ekonomi yang signifikan bagi perusahaan. Oleh karena itu, perlu dilakukan pencegahan terjadinya cacat metalurgi di atas.
Butiran terang ditemukan selama-pemeriksaan pembesaran rendah pada batangan paduan aluminium 6063. Bintik-bintik tersebut tampak sebagai-titik terang berwarna terang yang tidak beraturan pada penampang-spesimen, terutama terkonsentrasi pada akar batangan. Struktur butirannya kasar, dengan zat terlarut intragranular yang relatif sedikit, dan warnanya putih muda, menunjukkan perbedaan yang signifikan dari struktur kristal normal. Butir-butir ini terbentuk selama tahap pengecoran.
1 Penyebab Terbentuknya Butir Cerah
1.1 Komposisi Kimia
6063 adalah paduan rendah-paduan A1-Mg-Si dengan plastisitas tinggi. Selama proses pengisian, karena kesalahan pengoperasian, 0,24%-0,32% dari potongan paduan 6061 yang mengandung Cu ditambahkan, yang menciptakan kondisi cacat butiran cerah pada ingot paduan aluminium 6063, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
1.2 Suhu Pengecoran Rendah
Untuk meningkatkan sifat mampu bentuk dan kualitas permukaan ingot, suhu pengecoran sering kali dijaga relatif rendah. Pada temperatur seperti itu, temperatur dalam rongga cetakan menjadi lebih rendah, dan zona superdingin meluas ke area bawah pelat transisi. Akibatnya, dendrit mengkristal terlebih dahulu di bagian bawah pelat transisi; dendrit ini tumbuh lama di rongga cetakan, membentuk butiran cerah. Karena laju pertumbuhan butiran terang sangat lambat, dan logam cair di sekitarnya terus diperbarui, komposisi fase cair di area ini tidak berubah secara signifikan selama kristalisasi. Perbedaan konsentrasi antara butiran terang dan fase cair tetap seperti pada awal kristalisasi, sehingga butiran terang menjadi larutan padat aluminium yang miskin zat terlarut (1).
1.3 Suhu rendah pada baki pengecoran
Karena karakteristik produksi pengecoran ingot bulat paduan aluminium 6063, di mana terdapat interval yang panjang antara tungku dan proses pengecoran, baki pengecoran selalu dalam keadaan dingin. Hal ini menyebabkan logam cair dalam cetakan memiliki suhu yang relatif rendah pada awal pengecoran. Butir-butir cerah yang awalnya mengkristal menempel pada pelat transfer dan secara bertahap tumbuh. Ketika mencapai ukuran tertentu, mereka jatuh ke dalam ingot, membentuk cacat butiran cerah di dasar ingot.
1.4 Alat kristalisasi
Alat kristalisasi yang digunakan untuk pengecoran paduan aluminium 6063 adalah alat kristalisasi pendek tipe mata air-. Air yang bersirkulasi kotor dan suhu air tinggi, dengan konsentrasi ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ yang tinggi. Selama pengecoran, hal ini menyebabkan penyumbatan sebagian mata air, mengakibatkan suhu logam cair di sekitar ingot tidak merata, menyebabkan fluktuasi aliran logam dan distribusi aliran yang tidak merata di dalam alat kristalisasi. Di bawah suhu pengecoran yang lebih rendah secara lokal, laju pemadatan logam cair bervariasi, menghasilkan butiran cerah.
2 Tindakan Pencegahan
Berdasarkan analisis di atas, kami telah menerapkan langkah-langkah berikut:
(1) Bersihkan tungku secara menyeluruh saat mengganti paduan produksi.
(2) Simpan berbagai jenis skrap paduan secara terpisah, dan hanya diperbolehkan menambahkan skrap dengan jenis atau komposisi serupa selama persiapan paduan.
(4) Perkuat manajemen operasi proses, dan panaskan terlebih dahulu runner, pelat distribusi, saluran aliran, dan pelat transisi ke keadaan-panas menggunakan obor gas cair minyak bumi sebelum pengecoran.
(5) Memodifikasi sistem penyaringan air sirkulasi dan sistem pendingin, memanfaatkan sepenuhnya stasiun air lunak, dan memastikan kualitas dan suhu air yang bersirkulasi, serta konsentrasi Ca, Mg, dan ion lainnya, memenuhi persyaratan untuk operasi pengecoran. Hal ini menghilangkan cacat metalurgi pada ingot yang disebabkan oleh sirkulasi air. Masalah ini disebabkan oleh tingginya kandungan Cu dalam muatan, rendahnya suhu lelehan yang masuk ke cetakan, pemanasan awal pelat distribusi yang tidak memadai, dan buruknya pendinginan ingot dengan sirkulasi air.
(6) Dengan menyesuaikan kandungan Cu dalam muatan, meningkatkan suhu pengecoran dan kecepatan pengecoran secara tepat, memanaskan dan memanggang alat pengecoran sebelum pengecoran, dan memperkuat kontrol atas kualitas air yang bersirkulasi, cacat butiran cerah pada ingot paduan aluminium 6063 dapat dihilangkan sepenuhnya.
