हॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम डिस्क में सेंट्रल पोरसिटी के कारणों और सुधार के उपायों का विश्लेषण

हॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम डिस्क एल्यूमीनियम प्रसंस्करण उद्योग श्रृंखला में महत्वपूर्ण मध्यवर्ती उत्पाद हैं, कुकवेयर जैसे उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, बिजली के उपकरण, ऑटोमोबाइल, और एयरोस्पेस. उनकी आंतरिक गुणवत्ता सीधे यांत्रिक गुणों को निर्धारित करती है, प्रपत्र, और अंतिम उत्पादों का सेवा जीवन. केंद्र सरंध्रताहॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम डिस्क में सबसे आम आंतरिक दोषों में से एक है, ठीक के रूप में प्रकट हुआ, केंद्रीय क्षेत्र में बिखरे हुए छिद्र या ढीली संरचनाएँ. यह सामग्री के घनत्व को काफी कम कर देता है, ताकत, और प्लास्टिसिटी, और स्टैम्पिंग जैसी बाद की प्रक्रियाओं में आसानी से दरार का स्रोत बन सकता है, चित्रकारी, और वेल्डिंग, जिससे उत्पाद अस्वीकृति दर और उत्पादन लागत में वृद्धि हुई. इसलिए, उत्पाद की गुणवत्ता बढ़ाने और उद्यमों की बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता को मजबूत करने के लिए केंद्र छिद्र के गठन तंत्र का व्यवस्थित विश्लेषण और वैज्ञानिक सुधार उपायों का विकास महान इंजीनियरिंग मूल्य का है।.

---

1. हॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम डिस्क में केंद्र सरंध्रता के कारणों का विश्लेषण

केंद्र सरंध्रता संपूर्ण उत्पादन श्रृंखला में प्रक्रियाओं और सूक्ष्म संरचनात्मक विकास के संयुक्त प्रभावों का परिणाम है, समेत पिघलना/ढालना, हॉट रोलिंग, और ठंडा करना. इसके कारणों को निम्नलिखित चार श्रेणियों में संक्षेपित किया जा सकता है:

1.1 पिंड में मूल दोषों की विरासत और अवधारण

हॉट-रोल्ड डिस्क के लिए फीडस्टॉक अर्ध-निरंतर रूप से डाली गई एल्यूमीनियम सिल्लियां हैं. पिंड के भीतर मूल सरंध्रता प्राथमिक स्रोत है:

1. जमने की सिकुड़न के लिए अपर्याप्त भोजन

   जमने के दौरान एल्युमीनियम मिश्रधातुओं में लगभग 6%-7% का आयतन संकुचन होता है. यदि पिंड के केंद्र का अंतिम जमना पहले से जमे हुए खोल द्वारा बाधित होता है, डेन्ड्राइट के बीच का अवशिष्ट द्रव पृथक हो जाता है, और सिकुड़न वाली गुहाएं नहीं भरी जा सकतीं, गठन सिकुड़न सरंध्रता-सबसे प्रमुख रूप.

2. गैस विकास और फंसाव

   पिघला हुआ अल्युमीनियम पिघलने और धारण करने के दौरान हाइड्रोजन को आसानी से अवशोषित कर लेता है. जमने पर, हाइड्रोजन घुलनशीलता तेजी से गिरती है, और सुपरसैचुरेटेड हाइड्रोजन बुलबुले के रूप में अवक्षेपित होता है. यदि बुलबुले समय पर बाहर नहीं निकल पाते हैं और डेंड्राइटिक नेटवर्क द्वारा अवरुद्ध हो जाते हैं, गैस सरंध्रता​ फॉर्म, सिकुड़न सरंध्रता के साथ संयुक्त होने पर दोष बढ़ जाते हैं.

3. गैर-समान ठोसीकरण संरचना

   अर्ध-निरंतर ढलाई के दौरान, पिंड की सतह तेजी से ठंडी होती है जबकि केंद्र धीरे-धीरे ठंडा होता है, की एक संरचना बना रहा है “सतह पर बारीक दाने, बीच में मोटा अनाज.” केंद्र में मोटे दाने और विकसित डेंड्राइट भोजन और गैस निकालने में बाधा डालते हैं, और असमान विरूपण के कारण हॉट रोलिंग के दौरान सरंध्रता उपचार में कठिनाई होती है.

4. समावेशन और पृथक्करण के प्रभाव

   समावेशन (जैसे, अल्युमिना) पिघले हुए एल्युमीनियम में बुलबुले के लिए न्यूक्लियेशन स्थल के रूप में कार्य कर सकता है और पिघले प्रवाह को बाधित कर सकता है. पृथक्करण (जैसे, विलेय संवर्धन) मध्य क्षेत्र में स्थानीय ठोसकरण व्यवहार बदल जाता है, सरंध्रता की प्रवृत्ति और बढ़ रही है.

1.2 अनुचित हॉट रोलिंग प्रक्रिया पैरामीटर

सरंध्रता को ठीक करने के लिए हॉट रोलिंग प्रमुख प्रक्रिया है. अनुचित पैरामीटर न केवल मूल दोषों को समाप्त करने में विफल हो सकते हैं बल्कि नए दोषों को भी प्रेरित कर सकते हैं:

1. अपर्याप्त कुल कमी

   कुल रोलिंग कटौती जो बहुत कम है (आम तौर पर <60%) जिसके परिणामस्वरूप केंद्र में अपर्याप्त विरूपण होता है, अपर्याप्त धातु प्रवाह, और मूल छिद्रपूर्ण गुहाओं को संकुचित होने और ठीक होने से रोकता है, सीधे उनके प्रतिधारण की ओर ले जाता है.

2. पास कटौती का असंतुलित वितरण

   शुरुआती पासों में अत्यधिक कटौती और बाद में अपर्याप्त कटौती, या विरूपण केवल सतह पर केंद्रित है, केंद्र को पर्याप्त त्रिअक्षीय संपीड़न तनाव प्राप्त करने से रोकें; बाद के पासों में अपर्याप्त कटौती भी सरंध्रता को ठीक नहीं कर सकती है.

3. अनुचित रोलिंग तापमान नियंत्रण
   • तापमान बहुत कम: एल्यूमीनियम मिश्र धातु की प्लास्टिसिटी कम हो जाती है, विरूपण प्रतिरोध बढ़ता है, केंद्र में विरूपण को कठिन बनाना, जिससे खराब उपचार प्रभाव पड़ता है और काम सख्त होने और टूटने की प्रवृत्ति होती है.
   • तापमान बहुत अधिक है: अनाज का मोटा होना होता है, और अत्यधिक धातु तरलता का कारण बन सकता है “जलना” या केंद्र में संरचनात्मक विषमता, जो सरंध्रता मरम्मत के लिए हानिकारक है.
4. अनुचित रोलिंग गति और स्नेहन

   अत्यधिक रोलिंग गति विरूपण समय को कम कर देती है, केंद्र में पर्याप्त प्रवाह को रोकना; अपर्याप्त स्नेहन से घर्षण बढ़ता है, केंद्र की तुलना में अधिक सतह विरूपण का कारण बनता है, उग्र विकृति विषमता.

1.3 शीतलन और ताप उपचार प्रक्रियाओं में दोष

पोस्ट-रोलिंग कूलिंग और उसके बाद के ताप उपचार सीधे संरचना की ठीक होने की स्थिति और स्थिरता को प्रभावित करते हैं:

1. गैर-समान शीतलन दर

   अत्यधिक ठंडक (जैसे, प्रत्यक्ष जल शमन) केंद्र के पिछड़ने पर तीव्र सतह संकुचन का कारण बनता है, उच्च आंतरिक तनाव उत्पन्न करना जो ठीक हुए छिद्रों को फिर से खोल सकता है. धीमी गति से ठंडा करने से अनाज मोटा हो सकता है, घनत्व कम करना.

2. अपर्याप्त समरूपीकरण एनीलिंग

   हॉट रोलिंग से पहले पिंड के समरूपीकरण एनीलिंग का उद्देश्य डेंड्राइटिक पृथक्करण को खत्म करना और माइक्रोस्ट्रक्चरल एकरूपता में सुधार करना है. यदि एनीलिंग तापमान बहुत कम है या धारण समय अपर्याप्त है, गैर-संतुलन चरण पूरी तरह से भंग नहीं होते हैं, और मूल सरंध्रता और पृथक्करण हॉट-रोल्ड डिस्क द्वारा विरासत में मिला है.

3. एनीलिंग के बाद अनुचित शीतलन

   तीव्र शीतलन आंतरिक तनाव उत्पन्न करता है और परमाणु प्रसार के लिए अपर्याप्त समय प्रदान करता है; अत्यधिक धीमी गति से ठंडा करने से अनाज मोटा हो सकता है.

1.4 उपकरण और परिचालन कारक

उपकरण परिशुद्धता और परिचालन मानकीकरण अप्रत्यक्ष रूप से सरंध्रता नियंत्रण को प्रभावित करते हैं:

1. अपर्याप्त मिल कठोरता

   रोलिंग मिल स्टैंड की कम कठोरता रोलिंग के दौरान महत्वपूर्ण लोचदार विरूपण की ओर ले जाती है, जिसके परिणामस्वरूप असमान स्लैब की मोटाई और केंद्र में अपर्याप्त विरूपण होता है.

2. स्लैब का असमान तापन

   रीहीटिंग भट्टी में तापमान नियंत्रण विचलन या अनुचित स्लैब प्लेसमेंट के कारण पिंड क्रॉस-सेक्शन में तापमान में उतार-चढ़ाव होता है, जिससे रोलिंग के दौरान असमान विरूपण होता है.

3. गैर-मानकीकृत संचालन

   रोलिंग के दौरान स्लैब भटकने जैसी समस्याएं, दर्रों के बीच अत्यधिक तापमान का नुकसान, या स्नेहक का असमान अनुप्रयोग सभी विकृति गैर-एकरूपता को बढ़ा सकता है, सरंध्रता के सुधार को प्रभावित करना.

---

2. हॉट-रोल्ड एल्युमीनियम डिस्क में सेंटर पोरसिटी के लिए व्यवस्थित सुधार उपाय

एक व्यापक सुधार योजना की आवश्यकता है, से पूरी प्रक्रिया को संबोधित करना पिघलने/कास्टिंग स्रोत, हॉट रोलिंग प्रक्रिया अनुकूलन, शीतलन/गर्मी उपचार में सुधार, उपकरण और प्रबंधन के लिए.

2.1 पिघलने और कास्टिंग चरण: स्रोत पर मूल पिंड सरंध्रता को कम करना

मूल उद्देश्य है पिघली हुई सफाई में सुधार करें, जमने की प्रक्रिया को अनुकूलित करें, और फीडिंग और डीगैसिंग को बढ़ाएं.

2.1.1 पिघली हुई शोधन प्रक्रिया को अनुकूलित करें

• उन्नत डीगैसिंग: उपयोग रोटरी अक्रिय गैस (अर/एन₂) इंजेक्शन डीगैसिंग, समय को नियंत्रित करना (15-25 मिन), रोटर की गति (200-300 आरपीएम), और गैस का प्रवाह (0.5-1.0 मी³/घंटा) यह सुनिश्चित करने के लिए कि हाइड्रोजन की मात्रा कम हो जाए नीचे 0.12 एमएल/100 ग्राम. कुशल डीगैसिंग एजेंट जोड़ें (जैसे, हेक्साक्लोरोइथेन) यदि आवश्यक है.
• सख्त मैल हटाना और निस्पंदन: पिघलने दो ≥30 मिनटपिघलने के बाद; उपयोग सिरेमिक फोम फिल्टर (30-50 पीपीआई)​ या गैर-धातु समावेशन को हटाने के लिए गहरे बिस्तर निस्पंदन.
• मेल्टिंग और होल्डिंग पैरामीटर्स को नियंत्रित करें: पिघलने का तापमान: 720-750℃; अपने पास रखने की अवधि: ≤2 घंटे; पूरे समय फ़्लक्स कवर या अक्रिय गैस सुरक्षा का उपयोग करें.

2.1.2 कास्टिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करें

• कास्टिंग तापमान और गति को नियंत्रित करें: कास्टिंग तापमान: 50-80लिक्विडस के ऊपर ℃; पिंड के आकार के अनुसार कास्टिंग गति को समायोजित करें (बड़ी सिल्लियों के लिए धीमी).
• शीतलन प्रणाली को अनुकूलित करें: गोद लेना एकसमान शीतलन प्रौद्योगिकीसतह और केंद्र के बीच शीतलन दर के अंतर को कम करने के लिए. बड़ी सिल्लियों के लिए, खंडित शीतलनइस्तेमाल किया जा सकता है.
• फीडिंग डिज़ाइन को बेहतर बनाएं: उपयोग इन्सुलेटिंग या एक्ज़ोथिर्मिक राइजर, के सिद्धांत का पालन करना “दिशात्मक ठोसकरण”. विद्युत चुम्बकीय सरगर्मी​ इसका उपयोग डेन्ड्राइट को खंडित करने और पिघले प्रवाह को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है.
• अनाज रिफाइनर जोड़ें: जोड़ना अल-तिवारी-बी या अल-तिवारी-सी रिफाइनर, Ti सामग्री को नियंत्रित करना 0.05-0.25%.

2.1.3 परफेक्ट इनगॉट होमोजिनाइजेशन एनीलिंग

• एनीलिंग तापमान: 0.9-0.95 सॉलिडस तापमान का​ (जैसे, ~580-600℃ के लिए 1050 मिश्र धातु).
• अपने पास रखने की अवधि: 4-8 एच​ (पिंड के आकार और मिश्र धातु के प्रकार पर निर्भर करता है).
• ठंडा करने की विधि: भट्टी का ठंडा होना या वायु का ठंडा होनाएनीलिंग के बाद.

मेज़ 1: पिघलने और ढलाई प्रक्रिया में मुख्य नियंत्रण बिंदु

2.2 हॉट रोलिंग स्टेज: प्रभावी सरंध्रता उपचार के लिए प्रक्रिया का अनुकूलन

कोर उचित कमी के माध्यम से केंद्र पर पर्याप्त त्रिअक्षीय संपीड़न तनाव लागू करना है, तापमान, और गति नियंत्रण.

2.2.1 कमी दर का तर्कसंगत वितरण

• कुल कमी: सुनिश्चित करना ≥70%​ (जैसे, 200 मिमी पिंड से ≤60 मिमी डिस्क तक). 7XXX श्रृंखला मिश्र धातुओं के लिए, ≥75%​ अनुशंसित है.
• कमी अनुकूलन पास करें: के सिद्धांत को अपनायें “शुरू में छोटा, बीच में बड़ा, अंत में स्थिर“:
  • प्रारंभिक पास: 10-15%, सतह के मोटे अनाजों को तोड़ने और प्रतिरोध को कम करने के लिए.
  • मध्य मार्ग: 20-30%, केंद्र पर मजबूत विरूपण लागू करने के लिए, उपचार को बढ़ावा देना.
  • अंतिम पास: 5-10%, आयामी सटीकता और सतह फिनिश को नियंत्रित करने के लिए.
• हाई-रिडक्शन रोलिंग: जहां उपकरण केंद्र में हाइड्रोस्टेटिक दबाव बढ़ाने की अनुमति देता है वहां एकल-पास कटौती बढ़ाएं.

2.2.2 रोलिंग तापमान का सटीक नियंत्रण

• प्रारंभिक रोलिंग तापमान: 450-500℃​ (प्रति मिश्रधातु समायोजित, जैसे, 4603XXX श्रृंखला के लिए -480℃).
• समापन रोलिंग तापमान: 300-350℃​ काम की कठोरता से बचने के लिए (बहुत कम) या अनाज का मोटा होना (बहुत ऊँचा). एकसमान क्रॉस-सेक्शनल तापमान बनाए रखने के लिए पासों के बीच दोबारा गर्म करना आवश्यक है.

2.2.3 रोलिंग गति और स्नेहन को अनुकूलित करें

• रोलिंग स्पीड रणनीति: “काटने की कम गति, रोलिंग के लिए मध्यम गति, डिलीवरी के लिए उच्च गति”.
• स्नेहन: उपयोग कुशल हॉट रोलिंग स्नेहकघर्षण को कम करने और समान विरूपण सुनिश्चित करने के लिए समान रूप से छिड़काव किया गया.

मेज़ 2: कोर हॉट रोलिंग प्रक्रिया पैरामीटर्स का अनुकूलन

2.3 शीतलन और ताप उपचार: संरचना को स्थिर करना, सरंध्रता की पुनरावृत्ति को रोकना

2.3.1 रोलिंग के बाद शीतलन दर को नियंत्रित करें

• गोद लेना धीमी और समान शीतलन​ (वायु शीतलन या स्टैकिंग), थर्मल तनाव को कम करने के लिए सीधे पानी/बुझाने वाली ठंडक से बचें, जो ठीक हुए छिद्रों को फिर से खोल सकता है.

2.3.2 उत्तम अनुवर्ती ताप उपचार

• एनीलिंग (जैसे, 350-4003XXX श्रृंखला के लिए ℃) तनाव दूर करने के लिए इसे आवश्यकतानुसार लगाया जा सकता है, संरचना को स्थिर करें, और अवशिष्ट सरंध्रता को और ठीक करता है. एनीलिंग के बाद धीरे-धीरे ठंडा करें.

2.4 उपकरण एवं प्रबंधन: स्थिर प्रक्रिया निष्पादन सुनिश्चित करना

• उपकरण रखरखाव & उन्नयन: मिलों का नियमित निरीक्षण करें, भट्टियां, शीतलन प्रणाली. उच्च परिशुद्धता मिलों में अपग्रेड करें, यदि आवश्यक हो तो बुद्धिमान भट्टियाँ.
• मानकीकृत संचालन & प्रक्रिया की निगरानी: एसओपी विकसित करें. ऑनलाइन निरीक्षण लागू करें (जैसे, अल्ट्रासोनिक परीक्षण) वास्तविक समय आंतरिक गुणवत्ता निगरानी के लिए.
• कार्मिक प्रशिक्षण & गुणवत्ता नियंत्रण: ऑपरेटर प्रशिक्षण बढ़ाएँ. एक पूर्ण-प्रक्रिया गुणवत्ता नमूनाकरण प्रणाली स्थापित करें.

---

3. सुधार प्रभावशीलता और गुणवत्ता नियंत्रण का सत्यापन

सुधार उपायों की प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए एक वैज्ञानिक गुणवत्ता निरीक्षण और सत्यापन प्रणाली स्थापित करें:

1. मैक्रोस्ट्रक्चरल परीक्षा

   अनुभाग, खोदना, और केंद्रीय क्षेत्र का निरीक्षण करें. राष्ट्रीय मानकों के अनुसार सरंध्रता स्तर का मूल्यांकन करें (जैसे, जीबी/टी 3246.1), को लक्षित ग्रेड 1 या उससे कम.

2. अल्ट्रासोनिक परीक्षण (केन्द्र शासित प्रदेशों)

   अभिनय करना 100% मानकों से अधिक कोई दोष न हो यह सुनिश्चित करने के लिए अल्ट्रासोनिक निरीक्षण.

3. यांत्रिक संपत्ति परीक्षण

   तन्य शक्ति का परीक्षण करें, नम्य होने की क्षमता, और सुधार को सत्यापित करने के लिए बढ़ाव.

4. प्रक्रिया पैरामीटर ट्रैसेबिलिटी

   प्रत्येक बैच के लिए प्रमुख मापदंडों का पता लगाने के लिए एक उत्पादन पैरामीटर डेटाबेस स्थापित करें, सतत प्रक्रिया अनुकूलन को सक्षम करना.

मेज़ 3: केंद्र सरंध्रता के लिए गुणवत्ता निरीक्षण के तरीके और मानक

---

4. निष्कर्ष

हॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम डिस्क में केंद्र छिद्र में सुधार करना तीन प्रमुख पहलुओं पर ध्यान केंद्रित करने वाली एक व्यवस्थित परियोजना है:

1. पिंड स्रोत पर दोषों को नियंत्रित करें: पिघले हुए शोधन को मजबूत करें, जमने और खिलाने का अनुकूलन करें, उत्तम समरूपीकरण एनीलिंग.
2. हॉट रोलिंग प्रक्रिया का मुख्य अनुकूलन: पर्याप्त कुल कमी सुनिश्चित करें (≥70%), पासों को तर्कसंगत रूप से वितरित करें, और तापमान और गति को सटीक रूप से नियंत्रित करें.
3. बाद में शीतलन में संरचना को स्थिर करें: एक समान धीमी शीतलन का प्रयोग करें, आंतरिक तनाव और संरचनात्मक दोषों को रोकने के लिए उचित ताप उपचार के साथ संयुक्त.

उद्यमों को अपने स्वयं के उपकरणों के आधार पर अनुकूलित प्रक्रिया योजनाएं विकसित करनी चाहिए, मिश्रधातु के प्रकार, और उत्पाद विशिष्टताएँ. निरंतर निरीक्षण के माध्यम से, अनुकूलन, और पूर्ण-प्रक्रिया ठीक प्रबंधन, केंद्र सरंध्रता की समस्या को मौलिक रूप से हल किया जा सकता है, उच्च गुणवत्ता के उत्पादन को सक्षम करना, डाउनस्ट्रीम उद्योगों की बढ़ती कठोर गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अत्यधिक स्थिर हॉट-रोल्ड एल्यूमीनियम डिस्क.