As de meganyske eigenskippen fan ekstruzjes net binne lykas ferwachte, wurdt de oandacht meastal rjochte op 'e earste gearstalling fan 'e billet of de ekstruzje-/ferâlderingsomstannichheden. Mar in pear minsken freegje har ôf oft homogenisaasje sels in probleem wêze kin. Eins is de homogenisaasjefase krúsjaal foar it produsearjen fan ekstruzjes fan hege kwaliteit. As de homogenisaasjestap net goed kontrolearre wurdt, kin dat liede ta:
● Ferhege trochbraakdruk
●Mear defekten
● Streeptekstueren nei it anodisearjen
● Legere ekstrusjesnelheid
● Minne meganyske eigenskippen
De homogenisaasjefaze hat twa haaddoelen: it raffinearjen fan izerhâldende yntermetallyske ferbiningen, en it opnij fersprieden fan magnesium (Mg) en silisium (Si). Troch de mikrostruktuer fan 'e billet foar en nei homogenisaasje te ûndersykjen, kin men foarsizze oft de billet goed presteart tidens ekstruzje.
Effekt fan Billet-homogenisaasje op ferhurding
Yn 6XXX-ekstruzjes komt sterkte fan Mg- en Si-rike fazen dy't foarme wurde tidens it ferâlderen. It fermogen om dizze fazen te foarmjen hinget ôf fan it pleatsen fan 'e eleminten yn in fêste oplossing foardat it ferâlderen begjint. Foar Mg en Si om úteinlik diel út te meitsjen fan 'e fêste oplossing, moat it metaal fluch ôfkuolle wurde fan boppe 530 °C. By temperatueren boppe dit punt lossen Mg en Si fansels op yn aluminium. Tidens ekstruzje bliuwt it metaal lykwols mar in koarte tiid boppe dizze temperatuer. Om te soargjen dat al it Mg en Si oplost, moatte de Mg- en Si-dieltsjes relatyf lyts wêze. Spitigernôch falle Mg en Si tidens it jitten del as relatyf grutte Mg₂Si-blokken (Fig. 1a).
In typyske homogenisaasjesyklus foar 6060-billets is 560 °C foar 2 oeren. Tidens dit proses, om't de billet lange tiid boppe de 530 °C bliuwt, lost Mg₂Si op. By it ôfkuoljen delslach it opnij yn in folle finer ferdieling (Fig. 1c). As de homogenisaasjetemperatuer net heech genôch is, of de tiid te koart is, sille der wat grutte Mg₂Si-dieltsjes oerbliuwe. As dit bart, befettet de fêste oplossing nei ekstruzje minder Mg en Si, wêrtroch it ûnmooglik is om in hege tichtheid fan ferhurdende delslach te foarmjen - wat liedt ta fermindere meganyske eigenskippen.
Fig. 1. Optyske mikrografyen fan gepolijste en 2% HF-etste 6060-billets: (a) as-cast, (b) foar in part homogenisearre, (c) folslein homogenisearre.
Rol fan homogenisaasje op izerhâldende yntermetallen
Izer (Fe) hat in grutter effekt op brektaaiens as op sterkte. Yn 6XXX-legeringen foarmje Fe-fazen faak in β-faze (Al₅(FeMn)Si of Al₈.₉(FeMn)₂Si₂) tidens it jitten. Dizze fazen binne grut, hoekich en bemuoie har mei ekstruzje (markearre yn Fig. 2a). Tidens homogenisaasje diffundearje swiere eleminten (Fe, Mn, ensfh.), en grutte hoekige fazen wurde lytser en rûner (Fig. 2b).
Allinnich út optyske ôfbyldings is it lestich om de ferskate fazen te ûnderskieden, en it is ûnmooglik om se betrouber te kwantifisearjen. By Innoval kwantifisearje wy homogenisaasje fan billets mei ús ynterne feature detection and classification (FDC) metoade, dy't in %α-wearde foar billets leveret. Dit stelt ús yn steat om de kwaliteit fan homogenisaasje te beoardieljen.
Fig. 2. Optyske mikrografen fan billets (a) foar en (b) nei homogenisaasje.
Metoade foar it opspoaren en klassifisearjen fan funksjes (FDC)
Fig. 3a lit in gepolijst stekproef sjen dat analysearre is troch scanning-elektronenmikroskopie (SEM). In griisskaal-drompeltechnyk wurdt dan tapast om yntermetallen te skieden en te identifisearjen, dy't wyt ferskine yn Fig. 3b. Dizze technyk makket analyse fan gebieten oant 1 mm² mooglik, wat betsjut dat mear as 1000 yndividuele skaaimerken tagelyk analysearre wurde kinne.
Fig. 3. (a) Efterútferspraat elektronôfbylding fan homogenisearre 6060-billet, (b) identifisearre yndividuele skaaimerken fan (a).
Partikelkomposysje
It Innoval-systeem is foarsjoen fan in Oxford Instruments Xplore 30 enerzjy-dispersive röntgendetektor (EDX). Dit makket it mooglik om EDX-spektra fan elk identifisearre punt fluch en automatysk te sammeljen. Ut dizze spektra kin de dieltsjesamenstelling bepaald wurde, en de relative Fe:Si-ferhâlding ôflaat wurde.
Ofhinklik fan it Mn- of Cr-gehalte fan 'e legearing kinne ek oare swiere eleminten opnommen wurde. Foar guon 6XXX-legeringen (soms mei wichtige Mn) wurdt de (Fe+Mn):Si-ferhâlding as referinsje brûkt. Dizze ferhâldingen kinne dan fergelike wurde mei dy fan bekende Fe-hâldende yntermetallen.
β-faze (Al₅(FeMn)Si of Al₈.₉(FeMn)₂Si₂): (Fe+Mn):Si-ferhâlding ≈ 2. α-faze (Al₁₂(FeMn)₃Si of Al₈.₃(FeMn)₂Si): ferhâlding ≈ 4–6, ôfhinklik fan de gearstalling. Us oanpaste software lit ús in drompel ynstelle en elk dieltsje klassifisearje as α of β, en dan har posysjes binnen de mikrostruktuer yn kaart bringe (Fig. 4). Dit jout in sawat persintaazje fan transformearre α yn 'e homogenisearre billet.
Fig. 4. (a) Kaart dy't α- en β-klassifisearre dieltsjes sjen lit, (b) ferspriedingsdiagram fan (Fe+Mn):Si-ferhâldingen.
Wat de gegevens ús fertelle kinne
Fig. 5 lit in foarbyld sjen fan hoe't dizze ynformaasje brûkt wurdt. Yn dit gefal jouwe de resultaten oan dat der net unifoarme ferwaarming is binnen in spesifike oven, of mooglik dat de ynstelde temperatuer net berikt is. Om sokke gefallen goed te beoardieljen, binne sawol de testbillet as referinsjebillets fan bekende kwaliteit nedich. Sûnder dizze kin it ferwachte %α-berik foar dy legearingskomposysje net fêststeld wurde.
Fig. 5. Ferliking fan %α yn ferskate seksjes fan in min prestearjende homogenisaasjeoven.
Pleatsingstiid: 30 augustus 2025
