همگن کردن آلیاژ آلومینیوم (هموژنایزینگ)

همگن کردن آلیاژ آلومینیوم (هموژنایزینگ)

قبل از تبدیل شمش های DC به پروفیل و محصولات اکسترودی، لازم است این شمش ها را در دمای بالا همگن کرد تا میزان جدایش را کاهش داد و میزان یوتکتیک های غیر متعادل نقطه ذوب پایین را که امکان دارد باعث ترک خوردن شمش و بیلت در حین عملیاتهای بعدی شود را کاهش میدهد.

در این روش زمان همگن کردن در هر دمای معین، نسبت معکوس با مجذور فاصله شاخه های دندریتی در شمش دارد. 
عمل هموژنایزینگ خصوصاً در مورد انواع آلیاژهای پر استحکام بسیار پر اهمیت است . زیرا این پروسه به عنوان عملیات رسوب گذاری و توزیع کردن مجدد ترکیبات محسوب می شود.

این فلزات واسطه در عملیات سرد شدن سریع شمش ریختگی DC ممکن است در بیلت یا شمش آلومینیوم بصورت فوق اشباع در آیند که در آن صورت لازم است بصورت ترکیبات ریزی که یکنواخت توزیع شده اند در آیند تا ساختار دانه ای را کنترل نمایند. 
همچنین در تحقیقات مشخص شده که این ذرات ممکن است از طریق تاثیر بر روی عکس العمل آلیاژ به عملیات پیر کردن و نیز تاثیر بر روی ریز ساختار نابجاییهای تشکیل شده در خلال تغییر شکل تاثیر قابل توجهی بر انواع خواص مکانیکی بگذارد. 
تنظیم دقیق انواع ذرات اشاره شده در بالا ، انتخاب دقیق شرایط برای همگن کردن شمش و بیلت در آلیاژهای مختلف را ایجاب می کند.

وقتی که رسوب این ترکیبات مهم هستند پس در آن صورت هم زمان و هم دما مهم خواهد شد و روند گرمایش تا دمای همگن کردن نیز تاثیر بسیار حیاتی دارد. برای انجام پروسه توزیع ریز و یکنواخت این ترکیبات، نیاز به روند گرم کردن آرام، مثلاً ۷۵ درجه سیلسیوس درساعت است . هموژن، بخش جدایی ناپذیر فرآیند تولید بسیاری از آلیاژهای آلومینیم است.

این عملیات حرارتی دمابالا پس از عملیات ریخته گری انجام می شود. عملیات حرارتی هموژن مانند بسیاری از عملیات حرارتی شامل سه مرحله گرم گردن، نگه داری در دمای مورد نظر و سپس سرد کردن می باشد. پس از این عملیات، اکستروژن و در صورت لزوم اجینگ صورت می گیرد. 
تجربیات و آزمایش های صنعتی نشان داده است که این عملیات مزایای فراوانی نسبت به نمونه ای که بلافاصله پس از ریخته گری اکسترود می شود، دارد و کاملا توجیه اقتصادی دارد.

این مزایا عبارتند از: ۱- بهبود خواص مکانیکی ۲- از بین رفتن یکی از رایج ترین عیوب سطحی پروفیل های آلومینیومی به نام Pickup (پریدگی های روی سطح پروفیل) ۳- کاهش فشاربر دستگاه پرس ۴- افزایش سرعت اکستروژن

یکی از اهداف اصلی این عملیات، بهبود قابلیت کارپذیری (شکل پذیری) است. ریزساختار بیشتر آلیاژها در شرایط ریخته گری ناهمگن است که دلایل آن جلوتر اشاره خواهد شد. البته این مسئله در آلیاژهای گروه ۲۰۰۰، ۶۰۰۰ و ۷۰۰۰ که دارای رسوب در مرزدانه ها هستند (اصطلاحاً آلیاژهای قابل عملیات حرارتی) شدیدتر است. انجماد در یک فلز خالص و یک آلیاژ کاملاً متفاوت است.

هنگامی که ذوب یک فلز خالص را در داخل قالب ریخته گری می ریزیم، مشاهده می شود که فرآیند انجماد از دیوارها شروع می شود تا به مرکز فلز مذاب برسد.

در این حالت فلز مذاب به صورت کریستالهای جهت دار از دیواره ها شروع به رشد می کند. پس از شکل گیری کریستال های اولیه در مجاورت دیواره، خود آنها به عنوان محل جوانه زنی کریستال های بعدی عمل می کنند. با پیشروی انجماد، دیده می شود که شکل کریستال ها به صورت دراز و ستونی در می آید، به طوری که جهت کریستال ها عمود بر دیواره است.

نکته بسیار مهم در مورد فلزات خالص این است که در حین انجماد دما ثابت می ماند. این درحالی است که در ذوب ریزی یک آلیاژ، کریستال ها از دیواره به صورت دندریتی یا شاخه ای رشد می کنند و در حین انجماد دما متغیر است.