تُستخدم سبائك الألومنيوم 6063 على نطاق واسع في تصنيع الأبواب والنوافذ والجدران الستائرية المصنوعة من الألومنيوم، وهي من أكثر أنواع سبائك الألومنيوم شيوعًا. ولضمان تمتع الأبواب والنوافذ والجدران الستائرية بمقاومة عالية لضغط الرياح، وأداء تجميعي جيد، ومقاومة للتآكل، وأداء زخرفي متميز، فإن متطلبات الأداء الشاملة لمقاطع سبائك الألومنيوم أعلى بكثير من معايير المقاطع الصناعية. يُعد صهر سبائك الألومنيوم أهم خطوة في عملية صب سبائك الألومنيوم 6063، حيث يؤثر على جودة المنتج. ويجب التحكم في الجوانب التالية أثناء عملية صهر سبائك الألومنيوم.
درجة حرارة انصهار سبائك الألومنيوم 6063
يُعد صهر سبائك الألومنيوم أحد أهم مراحل العملية في إنتاج قضبان الصب عالية الجودة. ويتطلب ذلك مراقبة دقيقة. فإذا لم تتم مراقبة العملية بشكل سليم، فإن قضبان الصب ستصاب بالخبث، والمسام، والحبيبات الخشنة، والبلورات الريشية، وغيرها من عيوب الصب.
من الأفضل التحكم في درجة حرارة انصهار سبائك الألومنيوم 6063 بحيث تتراوح بين 750 و760 درجة مئوية. فدرجة الحرارة المنخفضة جدًّا تزيد من تكوّن شوائب الخبث، بينما تؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًّا إلى زيادة امتصاص الهيدروجين والأكسدة. وقد أظهرت الدراسات أن قابلية ذوبان الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر ترتفع بشكل حاد عند درجات حرارة تزيد عن 760 درجة مئوية. وهناك طرق عديدة لامتصاص الهيدروجين، مثل تجفيف أفران الصهر وأدوات الصهر، لمنع تدهور مادة التذويب بسبب الرطوبة. ومع ذلك، فإن درجة حرارة الصهر هي أحد العوامل الأكثر حساسية. فدرجة حرارة الصهر المفرطة لا تؤدي فقط إلى إهدار الطاقة وزيادة التكاليف، بل تُعد أيضًا سببًا مباشرًا لحدوث عيوب مثل المسام، والحبيبات الخشنة، والبلورات الريشية.
اختر مادة صهر ممتازة
فلوكس هي مادة مساعدة مهمة تُستخدم في صهر سبائك الألومنيوم. المكونات الرئيسية للمواد المُذابة المتوفرة حاليًا في السوق هي الكلوريدات والفلوريدات. ومن بينها، تتميز الكلوريدات بقدرة عالية على امتصاص الماء، كما أنها عرضة للتأثر بالرطوبة. لذلك، يجب تجفيف المواد الخام المستخدمة في إنتاج مواد التذويب. يجب إزالة الرطوبة تمامًا، وإغلاق العبوة بإحكام، ومنع تلفها أثناء النقل والتخزين، والانتباه إلى تاريخ الإنتاج. فإذا طال مدة التخزين، سيحدث امتصاص للرطوبة أيضًا. عند صهر سبائك الألومنيوم 6063، إذا امتصت مواد التذويب، مثل عوامل التكرير وعوامل التغطية، الرطوبة، فسيؤدي ذلك إلى امتصاص الألومنيوم السائل للهيدروجين بدرجات متفاوتة.
كما أن اختيار عامل تنقية جيد وعملية تنقية مناسبة أمران في غاية الأهمية. وفي الوقت الحالي، تُستخدم طريقة تنقية المسحوق في معظم عمليات تنقية سبائك الألومنيوم 6063. وتتيح طريقة التنقية هذه تلامس عامل التنقية بشكل كامل مع سائل الألومنيوم، مما يضمن تحقيق أقصى قدر من فعالية عامل التنقية.
عملية التكرير المناسبة
على الرغم من أن هذه الميزة واضحة، إلا أن عملية التكرير ويجب أيضًا ملاحظة ذلك، وإلا فلن يحقق النتيجة المرجوة. يجب أن يكون ضغط النيتروجين المستخدم في تكرير المسحوق منخفضًا، وأن يكون كافيًا لتلبية متطلبات نفخ المسحوق.
بالإضافة إلى ذلك، فإن ضغط غاز النيتروجين مرتفع، والموجة الدوارة الناتجة عن سائل الألومنيوم كبيرة، مما يزيد من احتمال تكوّن الخبث المؤكسد. وفي حالة استخدام نيتروجين عالي النقاء في عملية التكرير، يكون ضغط التكرير مرتفعًا، وتكون الفقاعات المتولدة كبيرة الحجم. وتتمتع الفقاعات الكبيرة بقوة طفو كبيرة في سائل الألومنيوم، فترتفع بسرعة، ويكون وقت بقائها في سائل الألومنيوم قصيرًا. ولا يكون تأثير إزالة الهيدروجين جيدًا، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف. ولذلك، ينبغي استخدام كمية أقل من النيتروجين، واستخدام المزيد من تدفقات التكرير. وتتمثل الفكرة الرئيسية لعملية تكرير المسحوق في استخدام أقل كمية ممكنة من الغاز ورش أكبر كمية ممكنة من عامل التكرير في الألومنيوم المنصهر.
تحسين ناعمة الحبيبات
يُعد تنقية الحبيبات إحدى أهم العمليات في صب سبائك الألومنيوم، كما أنها تُعدّ من أكثر التدابير فعاليةً في معالجة عيوب الصب. وفي عملية صب السبائك، تتم جميع عمليات التبلور في حالة عدم توازن. تتركز معظم العناصر الشائبة (بما في ذلك عناصر السبائك، بالطبع) في حدود الحبيبات. فكلما صغرت الحبيبات، زادت مساحة حدود الحبيبات. وكلما زادت مساحة حدود الحبيبات، زاد توزيع العنصر الشائبة (أو عنصر السبائك) بشكل متجانس.
بالنسبة لعناصر الشوائب، يمكن أن يؤدي التوحيد العالي إلى تقليل آثارها الضارة، بل وحتى تحويل الضرر الناجم عن كمية صغيرة من عناصر الشوائب إلى فائدة. أما بالنسبة لعناصر السبائك، فإن التوحيد العالي يمكن أن يبرز قدرة عناصر السبائك الأكبر على تكوين السبائك. وذلك بهدف تحقيق الهدف المتمثل في الاستفادة الكاملة من الموارد.
في عملية إنتاج سبائك الألومنيوم 6063، وبالنسبة للمواد الكاشطة، ونظرًا للحاجة إلى الحصول على سطح رملي متجانس من خلال عملية التآكل، فإن التوزيع المتجانس لعناصر السبائك وعناصر الشوائب يكتسب أهمية خاصة. فكلما كانت الحبيبات أدق، كان توزيع عناصر السبائك (العناصر الشوائب) أكثر اتساقًا، وكان سطح الرمل الناتج بعد التآكل أكثر اتساقًا.