Paduan aluminium 6063 terutama digunakan untuk mengekstrusi profil arsitektur. Cacat metalurgi pada ingotnya meliputi retakan, lubang sembur, inklusi terak, porositas, butiran cerah, butiran berbulu, butiran kasar, dll. Cacat metalurgi ini mempengaruhi hasil produksi ingot bulat dan laju produk jadi selama ekstrusi hingga tingkat yang berbeda-beda, menyebabkan kerugian ekonomi yang signifikan bagi perusahaan. Oleh karena itu, sangat penting untuk mencegah terjadinya cacat metalurgi tersebut di atas.
Butiran cerah ditemukan selama pemeriksaan struktur makro ingot paduan aluminium 6063. Pada permukaan rekahan sampel, titik tersebut tampak sebagai titik terang-berwarna terang tidak beraturan, terutama terkonsentrasi pada akar batangan. Dicirikan oleh struktur butiran kasar, sedikit zat terlarut intrakristalin dan warna putih pucat, struktur tersebut berbeda secara signifikan dari struktur kristal normal dan dihasilkan selama tahap pengecoran.
1. Penyebab terbentuknya butiran cerah
1.1 Komposisi Kimia
6063 adalah paduan plastisitas tinggi seri-Al-Mg-Si rendah. Selama proses batching muatan, skrap paduan 6061 yang mengandung 0,24%-0,32% tembaga (Cu) ditambahkan karena kesalahan pengoperasian, yang menciptakan kondisi pembentukan cacat butiran cerah pada ingot paduan aluminium 6063, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
1.2 Suhu Pengecoran Rendah
Untuk meningkatkan kemampuan cetakan dan kualitas permukaan ingot, suhu pengecoran sering kali dijaga relatif rendah. Hal ini mengakibatkan suhu yang lebih rendah dalam rongga cetakan selama pengecoran, menyebabkan zona superdingin dalam rongga meluas ke area bawah pelat transisi, tempat dendrit mengkristal terlebih dahulu. Dendrit ini tumbuh dalam rongga dalam waktu yang lama, membentuk butiran cerah. Laju pertumbuhan butiran terang sangat lambat, dan karena logam cair di sekitarnya terus-menerus disegarkan, komposisi cairan di area tersebut tidak berubah secara signifikan selama kristalisasi. Perbedaan konsentrasi antara butiran terang dan fase cair tetap sama seperti pada awal kristalisasi, sehingga menjadikan butiran terang sebagai larutan padat aluminium yang miskin zat terlarut-(1).
1.3 Suhu baki pengecoran rendah
Karena karakteristik produksi ingot bulat paduan aluminium 6063, di mana terdapat interval yang panjang antara batch tungku dan siklus pengecoran, baki pengecoran selalu dalam keadaan dingin. Hal ini menghasilkan suhu leleh yang lebih rendah dalam cetakan pada awal pengecoran. Butir-butir cerah yang awalnya mengkristal kemudian menempel pada pelat transfer dan secara bertahap tumbuh. Ketika mencapai ukuran tertentu, mereka jatuh ke dalam ingot, membentuk cacat butiran terang di bagian bawah ingot.
1.4 Alat Kristalisasi
Alat kristalisasi yang digunakan saat pengecoran paduan aluminium 6063 adalah alat kristalisasi pendek tipe mata air-mata. Air yang bersirkulasi kotor, suhu air tinggi, dan konsentrasi ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ relatif tinggi. Selama pengecoran, hal ini menyebabkan penyumbatan sebagian mata air, mengakibatkan suhu lelehan yang tidak merata di sekitar ingot, yang menyebabkan fluktuasi aliran logam dan distribusi yang tidak merata di dalam alat kristalisasi. Di bawah suhu pengecoran yang lebih rendah secara lokal, laju pemadatan lelehan bervariasi, menghasilkan butiran yang cerah.
2 Tindakan Pencegahan
Berdasarkan analisis di atas, kami telah mengambil langkah-langkah berikut:
(1) Bersihkan tungku secara menyeluruh saat mengganti jenis produk.
(2) Simpan skrap paduan dari jenis yang berbeda secara terpisah, dan saat menyiapkan lelehan, hanya skrap dengan jenis atau komposisi serupa yang boleh ditambahkan.
(3) Memperkuat manajemen operasi proses. Sebelum pengecoran, gunakan obor gas cair minyak bumi untuk memanggang saluran aliran, pelat distribusi, pipa aliran, dan pelat transisi hingga berwarna merah panas.
(4) Memodifikasi sistem penyaringan dan pendingin air yang bersirkulasi, memanfaatkan sepenuhnya stasiun air lunak untuk memastikan bahwa kualitas dan suhu air yang bersirkulasi serta konsentrasi Ca, Mg, dan ion lainnya memenuhi persyaratan untuk operasi pengecoran, sehingga menghilangkan cacat metalurgi yang disebabkan oleh sirkulasi air dalam batangan cor. Cacat ini disebabkan oleh tingginya kandungan Cu dalam muatan, suhu leleh yang rendah pada saat memasuki cetakan, pemanasan awal yang buruk pada pelat distribusi, dan pendinginan ingot yang tidak memadai dengan sirkulasi air.
(5) Dengan menyesuaikan kandungan Cu dalam muatan, meningkatkan suhu dan kecepatan pengecoran secara tepat, memanaskan dan memanggang alat pengecoran sebelum pengecoran, dan memperkuat kontrol kualitas air yang bersirkulasi, cacat butiran cerah pada ingot paduan aluminium 6063 dapat dihilangkan sepenuhnya.
