6063 アルミニウム合金は、主に建築用プロファイルの押し出しに使用されます。インゴットの冶金的欠陥には、亀裂、ブローホール、スラグ混入、多孔性、輝晶粒、羽毛状粒、粗粒などが含まれます。これらの冶金的欠陥は、丸インゴットの生産量や押出時の最終製品の速度に程度の差はあれ影響を及ぼし、会社に重大な経済的損失を引き起こします。したがって、前述の冶金的欠陥の発生を防ぐことが不可欠です。
6063 アルミニウム合金インゴットのマクロ構造検査中に明るい粒子が見つかりました。サンプルの破断面では、不規則な明るい色の明るい斑点として現れ、主にインゴットの根元に集中しています。-粗粒構造、結晶内溶質の少なさ、淡白色が特徴で、通常の結晶構造とは大きく異なり、鋳造段階で生成されます。
1. 明るい粒子形成の原因
1.1 化学組成
6063 は、低合金 Al-Mg-Si 系高塑性合金です。-装入バッチ処理中に、誤操作により 0.24% ～ 0.32% の銅 (Cu) を含む 6061 合金スクラップが追加され、表 1 に示すように、6063 アルミニウム合金インゴットに輝線欠陥が形成される条件が生じました。
1.2 低い鋳造温度
インゴットの成形性と表面品質を改善するために、鋳造温度は比較的低く保たれることがよくあります。これにより、鋳造中の金型キャビティ内の温度が低下し、キャビティ内の過冷却ゾーンが遷移プレートの底部領域まで広がり、そこで樹枝状結晶が最初に結晶化します。これらの樹枝状結晶は空洞内で長い時間をかけて成長し、明るい粒子を形成します。明るい粒子の成長速度は非常に遅く、周囲の溶融金属は常に更新されているため、その領域の液体の組成は結晶化中に大きく変化しません。明るい粒子と液相との間の濃度差は結晶化の開始時のままであるため、明るい粒子は溶質-に乏しいアルミニウム固溶体になります(1)。
1.3 低い鋳造トレイ温度
6063 アルミニウム合金の丸インゴットの製造特性により、炉バッチと鋳造サイクルの間に長い間隔があるため、鋳造トレイは常に冷たい状態にあります。これにより、鋳造開始時の金型内の溶融温度が低くなります。最初に結晶化した明るい粒子は転写プレートに付着し、徐々に成長します。それらが一定の大きさに達すると、インゴット内に落ち、インゴットの底部に明るい粒子欠陥が形成されます。
1.4 晶析装置
6063 アルミニウム合金を鋳造するときに使用される晶析装置はウォーターアイ型ショート晶析装置です。-循環水が汚れていて、水温が高く、Ca2⁺イオンやMg2⁺イオンの濃度が比較的高い。鋳造中、これによりウォーター アイの部分的な閉塞が発生し、その結果インゴット周囲の溶湯の温度が不均一になり、金属の流れの変動や晶析装置内での分布の不均一につながります。局所的に低い鋳造温度では、溶融物の凝固速度が変化し、明るい粒子が生成されます。
2 予防措置
上記の分析に基づいて、以下の措置を講じました。
(1) 製品の品種を変更する場合は、炉の清掃を十分に行ってください。
(2) 合金スクラップは種類の異なるものを分けて保管し、溶湯を準備する際には同種または類似組成のスクラップのみを添加することを認めます。
(3) 工程運営管理の強化。鋳造する前に、石油液化ガス トーチを使用して、流路、分配プレート、流管、移行プレートが真っ赤になるまで焼きます。
(4) 軟水ステーションを活用し、循環水の濾過冷却システムを改修し、循環水の水質、温度、Ca、Mg等のイオン濃度が鋳造作業に必要な濃度となるようにし、鋳塊中の循環水に起因する冶金的欠陥を解消します。これらの欠陥は、装入物中の高い Cu 含有量、金型に入るときの低い溶解温度、分配プレートの不十分な予熱、および循環水によるインゴットの不適切な冷却によって引き起こされます。
（5）装入物中のCu含有量を調整し、鋳造温度と速度を適切に高め、鋳造前の鋳型の予熱と焼き付け、循環水の水質管理の強化により、6063アルミニウム合金インゴットの輝粒欠陥を完全に除去できます。
