1. Neravnovesna kristalizacija
Kot je prikazano na sliki 3, je del binarnega faznega diagrama, sestavljenega iz dveh elementov, A in B. Zlitina s sestavo F se strdi in kristalizira. Ko temperatura pade na T1, mora biti ravnotežna sestava trdne faze G, dejanska sestava pa je G. ', to je zato, ker je pri proizvodnji ulitkov hitrost ohlajanja in strjevanja hitra, hitrost difuzije elementov zlitine pa manjša od hitrost kristalizacije, to pomeni, da se sestava trdne faze ne spreminja glede na CD, ampak se spreminja glede na CD', kar povzroči nedoslednosti v kemični sestavi znotraj zrn. Ravnotežni pojav povzroči neravnovesno kristalizacijo.
2. Težave, ki jih povzroča neravnovesna kristalizacija
Obstajata dve težavi v notranji strukturi palic iz aluminijeve zlitine, proizvedenih z ulivanjem: ① Med zrni obstaja napetost pri ulivanju; ② Neuravnotežena kemična sestava znotraj zrn, ki jo povzroča neravnovesna kristalizacija. Zaradi obstoja teh dveh težav bo ekstrudiranje oteženo. Hkrati se bodo zmanjšale mehanske lastnosti in lastnosti površinske obdelave ekstrudiranih izdelkov. Zato je treba aluminijaste palice pred ekstruzijo homogenizirati, da se odpravi napetost pri litju in neravnovesje kemične sestave znotraj zrn.
3. Homogenizacijska obdelava
Homogenizacijska obdelava je toplotna obdelava, pri kateri je aluminijasta palica toplotno izolirana pri visoki temperaturi (nižji od temperature prekomernega žganja), da se odpravi napetost pri litju in neravnovesje kemične sestave znotraj zrn. Temperatura pregorevanja zlitine serije Al-Mg-Si mora biti 595 stopinj. Vendar pa zaradi prisotnosti elementov nečistoč dejanska aluminijeva zlitina 6063 ni trojni sistem, temveč sistem z več elementi. Zato je dejanska temperatura pregorevanja višja od 595 stopinj. Nižje je mogoče temperaturo homogenizacije aluminijeve zlitine 6063 izbrati med 530-550 stopinjami. Visoka temperatura lahko skrajša čas zadrževanja, prihrani energijo in izboljša produktivnost peči.
4. Vpliv velikosti zrn na homogenizacijsko obdelavo
Zaradi močne vezne sile med trdnimi atomi je homogenizacijska obdelava postopek, pri katerem elementi zlitine pri visoki temperaturi difundirajo z meje (ali roba) zrna v zrno. Ta proces je zelo počasen. Zlahka je razumeti, da je čas homogenizacije grobih zrn veliko daljši od časa drobnih zrn, tako da čim bolj drobna so zrna, tem krajši je čas homogenizacije.
5. Ukrepi za varčevanje z energijo za homogenizacijsko obdelavo
Homogenizacijska obdelava zahteva dolgotrajno ohranjanje toplote pri visokih temperaturah, kar zahteva velike količine energije in visoke stroške obdelave. Zato večina tovarn profilov trenutno ne izvaja homogenizacijske obdelave aluminijastih palic. Najpomembnejši razlog je, da homogenizacija zahteva višje stroške. Glavni ukrepi za zmanjšanje stroškov homogenizacijske obdelave so:
①Rafiniranje zrn
Rafiniranje zrn lahko učinkovito skrajša čas zadrževanja. Čim bolj drobna so zrna, tem bolje.
②Podaljšana peč za ogrevanje z aluminijasto palico, nadzorovana v odsekih glede na temperaturo homogenizacije in iztiskanja, za izpolnjevanje različnih procesnih zahtev. Glavne prednosti tega postopka so:
a) Dodatna homogenizacijska peč ni potrebna.
b) V celoti izkoristite toplotno energijo, potem ko je aluminijasta palica homogenizirana, da preprečite ponovno segrevanje aluminijaste palice med iztiskanjem.
c) Aluminijasto držalo ima dolg čas segrevanja in zadrževanja, notranja in zunanja temperatura pa sta enakomerni, kar je ugodno za iztiskanje in kasnejšo toplotno obdelavo.
Če povzamemo, za proizvodnjo visokokakovostnih litih palic iz aluminijeve zlitine 6063 je prvi korak izbira razumnih sestavin glede na proizvedene profile, drugi korak pa je strog nadzor nad temperaturo taljenja in temperaturo litja ter dobro opravljeno delo v zrnu prečiščevanje, rafiniranje in filtracija tekočine zlitine itd. Procesni ukrepi in previdno delovanje, da se prepreči razpok in vpletenost oksidnega filma. Na koncu se aluminijaste palice homogenizirajo, tako da se lahko proizvedejo visokokakovostne aluminijaste palice, ki zagotavljajo zanesljivo materialno osnovo za proizvodnjo visokokakovostnih profilov.
