In processu extrusionis materiarum extrusarum e mixtura aluminii, praesertim profilorum aluminii, vitium "pitting" saepe in superficie apparet. Manifestationes specificae includunt tumores parvi densitatis variae, caudae formae, et sensum tactus manifestum, cum sensu aculeato. Post oxidationem vel tractationem electrophoreticam superficiei, saepe apparent ut granula nigra superficiei producti adhaerentia.
In productione extrusionis profilorum sectionis magnae, hoc vitium magis probabile est occurrere propter vim structurae massae, temperaturae extrusionis, celeritatis extrusionis, complexitatis formae, etc. Pleraque particulae minutae vitiorum foveolatorum removeri possunt per processum praeparationis superficiei profili, praesertim processum corrosionis alcalinae, dum parvae particularum magnitudinis magnae, firmiter adhaerentiae, in superficie profili manent, qualitatem aspectus producti finalis afficientes.
In communibus ianuis et fenestris aedificiorum, emptores plerumque vitia minora foveolata accipiunt, sed in formis industrialibus quae parem vel maiorem attentionem ad proprietates mechanicas et ornatum requirunt, emptores hoc vitium plerumque non accipiunt, praesertim vitia foveolata quae cum diverso colore fundi discrepant.
Ad mechanismum formationis particularum asperarum investigandum, morphologia et compositio locorum vitiorum sub variis compositionibus mixturarum metallicarum et processibus extrusionis examinatae sunt, et differentiae inter vitia et matricem comparatae sunt. Solutio rationabilis ad particulas asperas efficaciter solvendas proposita est, et experimentum peractum est.
Ad vitia foveolaria profilorum solvenda, necesse est mechanismum formationis vitiorum foveolariorum intellegere. Per processum extrusionis, adhaesio aluminii ad taeniam operandi formam est causa principalis vitiorum foveolariorum in superficie materiarum aluminii extrusarum. Hoc fit quia processus extrusionis aluminii perficitur ad altam temperaturam circiter 450°C. Si effectus caloris deformationis et caloris frictionis addantur, temperatura metalli altior erit cum ex foramine formae effluit. Cum productum ex foramine formae effluit, propter altam temperaturam, phaenomenon adhaesionis aluminii inter metallum et taeniam operandi formae fit.
Forma huius coniunctionis saepe est: processus repetitus coniunctionis – scissionis – coniunctionis – iterum scissionis, et productum profluit, quod multas foveolas parvas in superficie producti efficit.
Hoc phaenomenon nexus cum factoribus ut qualitate massae massae, statu superficiei zonae operandae formae, temperatura extrusionis, celeritas extrusionis, gradus deformationis, et resistentia deformationis metalli refertur.
1 Materiae et methodi probationis
Per investigationes praeliminares, didicimus factores ut puritas metallurgica, status formae, processus extrusionis, ingredientia, et condiciones productionis particulas superficiei asperatas afficere posse. In experimento, duae virgae mixturae metallorum, 6005A et 6060, ad eandem sectionem extrudendam adhibitae sunt. Morphologia et compositio positionum particularum asperatarum per spectrometrium lectionis directae et methodos detectionis SEM analysatae sunt, et cum matrice normali circumstante comparatae.
Ut morphologia duorum vitiorum, foveolati et particulati, clare distinguatur, sic definiuntur:
(1) Vitia foveolata vel vitia trahenda sunt genus vitii punctiformis, quod est vitium scalpendi irregulare, ranunculi simile, vel punctiforme, quod in superficie profili apparet. Vitium a stria scalpendi incipit et terminatur cum vitium decidit, in grana metallica ad finem lineae scalpendi accumulata. Magnitudo vitii foveolati plerumque est 1-5 mm, et post curationem oxidationis nigrum obscurum fit, quod tandem aspectum profili afficit, ut in circulo rubro in Figura 1 demonstratur.
(2) Particulae superficiales etiam grana metallica vel particulae adsorptionis appellantur. Superficies profili e mixtura aluminii particulis sphaericis metalli duri griseo-nigris adhaeret et structuram laxam habet. Duo genera profilorum e mixtura aluminii sunt: ea quae detergi possunt et ea quae detergi non possunt. Magnitudo plerumque minor est quam 0.5 mm, et tactu asper est. Nulla scalptura in parte anteriore est. Post oxidationem, non multum a matrice differt, ut in circulo flavo in Figura 1 demonstratur.
2 Resultata probationum et analysis
2.1 Vitia trahendi superficiem
Figura II morphologiam microstructuralem vitii tractionis in superficie mixturae 6005A ostendit. Striae gradatim formatae in parte anteriori tractionis apparent, quae nodulis cumulatis terminantur. Postquam noduli apparent, superficies ad normalem statum redit. Locus vitii asperitatis tactui non levis est, sensum spinosum acutum habet, et in superficie profili adhaeret vel accumulatur. Per experimentum extrusionis, observatum est morphologiam tractionis profilorum extrusorum 6005A et 6060 similem esse, et extremum caudale producti maius esse quam extremum capitis; differentia est magnitudinem tractionis generalem 6005A minorem esse et profunditatem scalpturae debilitatam esse. Hoc fortasse cum mutationibus in compositione mixturae, statu virgae fusae, et condicionibus formae coniunctum est. Sub 100X observatum, notae scalpturae manifestae in extremo anteriori areae tractionis apparent, quae secundum directionem extrusionis elongata est, et forma particularum nodulorum finalium irregularis est. Ad 500X, pars anterior superficiei trahendi strias gradatim formatas secundum directionem extrusionis ostendit (magnitudo huius vitii circiter 120 μm est), et notae accumulationis manifestae in particulis nodularibus ad partem caudam apparent.
Ad causas tractionis investigandas, spectrometrum lectionis directae et EDX adhibita sunt ad analysin componentium in locis vitiorum et matrice trium partium mixturae metallicae peragendam. Tabula 1 eventus probationis profili 6005A ostendit. Resultata EDX ostendunt compositionem positionis accumulationis particularum tractionis fundamentaliter similem esse ei matricis. Praeterea, quaedam particulae impuritatum minutae in et circa vitium tractionis accumulantur, et particulae impuritatum continent C, O (vel Cl), vel Fe, Si, et S.
Analysis vitiorum asperitatis profilorum extrusorum subtiliter oxidatorum ex materia 6005A ostendit particulas trahentes magnas esse (1-5 mm), superficiem plerumque cumulatam esse, et striae gradatim formatae in parte anteriore apparere; compositio matricem Al proxima est, et phases heterogeneae Fe, Si, C, et O continentes circum eam distributae erunt. Hoc demonstrat mechanismum formationis trahendi trium mixturarum metallicarum eundem esse.
Per processum extrusionis, frictio fluxus metalli temperaturam zonae operatoriae formae augere faciet, "stratum aluminii viscosum" in margine incisivo introitus zonae operatoriae formans. Simul, superfluum Si et alia elementa, ut Mn et Cr, in mixtura aluminii facile solutiones solidas substitutivas cum Fe formare possunt, quae formationem "strati aluminii viscosi" in introitu zonae operatoriae formae promovebunt.
Dum metallum profluit et contra taeniam laboris fricatur, phaenomenon reciprocum continuae ligationis-lacerationis-ligationis in certo loco fit, quod efficit ut metallum continuo in hoc loco superimponatur. Cum particulae ad magnitudinem certam crescunt, a producto fluenti abtrahuntur et notas scalpturae in superficie metalli formant. In superficie metalli manebunt et particulas trahentes in fine scalpturae formabunt. Quapropter considerari potest formationem particularum asperarum praecipue ad adhaerentiam aluminii ad taeniam laboris formae pertinere. Phases heterogeneae circum eam dispersae ex oleo lubricante, oxidatis vel particulis pulveris, necnon impuritatibus a superficie aspera massae metallicae allatis, originem trahere possunt.
Attamen, numerus tractionum in probatione 6005A minor est et gradus levior. Ex una parte, hoc ob biasmationem ad exitum taeniae operatoriae formae et polituram diligentem taeniae operatoriae ad crassitudinem strati aluminii minuendam fit; ex altera parte, cum superfluo contento Si coniunctum est.
Secundum eventus compositionis spectralis ex lectione directa, videri potest praeter Si cum MgMg₂Si coniunctum, Si reliquum in forma substantiae simplicis apparere.
2.2 Particulae parvae in superficie
Sub inspectione visuali parvae magnificationis, particulae sunt parvae (≤0.5mm), tactu non leves, sensum acutum habent, et superficiei figurae adhaerent. Sub observatione 100X, particulae parvae in superficie dispersae sunt, et particulae parvae magnitudinis superficiei adhaerent, sive scalpturae sint sive non;
Ad magnitudinem 500X, sive manifestae striae gradatim formatae in superficie secundum directionem extrusionis apparent sive non, multae particulae adhuc adhaerent, et magnitudines particularum variant. Maxima magnitudo particularum est circiter 15 μm, particulae minores autem circiter 5 μm.
Per analysin compositionis particularum superficialium mixturae 6060 et matricem integram, particulae plerumque ex elementis O, C, Si, et Fe constant, et contentum aluminii valde humile est. Fere omnes particulae elementa O et C continent. Compositio cuiusque particularum paulum differt. Inter eas, particulae a prope 10 μm sunt, quod significanter maius est quam matricis Si, Mg, et O; in particulis c, Si, O, et Cl manifeste maiores sunt; particulae d et f multas Si, O, et Na continent; particulae e Si, Fe, et O continent; particulae h composita Fe continentia sunt. Resultata particularum 6060 similia sunt huic, sed quia contentum Si et Fe in ipso 6060 humile est, contenta Si et Fe correspondentia in particulis superficialibus etiam humilia sunt; contentum C in particulis 6060 relative humile est.
Particulae superficiales non singulae particulae parvae esse possunt, sed etiam in forma aggregationum multarum particularum parvarum cum formis diversis exstare possunt, et percentationes massae elementorum diversorum in particulis diversis variant. Creditur particulas ex duobus generibus praecipue constare. Unum est praecipitata, ut AlFeSi et Si elementale, quae ex phasibus impuritatum alto puncto liquefactionis, ut FeAl3 vel AlFeSi(Mn), in massa massae, vel phasibus praecipitatorum durante processu extrusionis, oriuntur. Alterum est materia aliena adhaerens.
2.3 Effectus asperitatis superficiei lingotis
Inter experimentum, inventum est superficiem posteriorem torni virgarum fusarum 6005A asperam et pulvere maculatam esse. Duae virgae fusae cum vestigiis instrumentorum tornealium profundissimis in locis localibus inveniebantur, quod incremento significanti numeri tractionum post extrusionem respondebat, et magnitudo unius tractionis maior erat, ut in Figura 7 demonstratur.
Virga fusa 6005A tornum non habet, ita asperitas superficiei humilis est et numerus tractionum diminutus. Praeterea, cum nullus liquor secans superfluus signis torni virgae fusae adhaereat, contentum C in particulis correspondentibus minuitur. Demonstratum est signa conversionis in superficie virgae fusae tractionem et formationem particularum quodammodo exacerbare.
3 Disputatio
(1) Partes vitiorum extractionis fere eaedem sunt ac matricis. Particulae externae, vetus cortices in superficie lingotis, aliaeque impuritates in pariete dolii extrusionis vel area mortua formae durante processu extrusionis accumulatae sunt, quae ad superficiem metallicam vel stratum aluminii taeniae operationis formae adducuntur. Dum productum profluit, scalpturae superficiales fiunt, et cum productum ad magnitudinem certam accumulatur, a producto extrahitur ad extractionem formandam. Post oxidationem, extractio corrodebatur, et propter magnitudinem eius, vitia foveolata ibi apparebant.
(2) Particulae superficiales interdum ut singulae parvae particulae apparent, interdum in forma aggregata existunt. Compositio earum ab ea matricis manifeste differt, et praecipue elementa O, C, Fe, et Si continet. Nonnullae particulae ab elementis O et C dominantur, aliae vero ab O, C, Fe, et Si. Ergo, infertur particulas superficiales ex duobus fontibus venire: uno ex praecipitationibus ut AlFeSi et Si elementari, et impuritatibus ut O et C superficiei adhaerentibus; altero ex materia aliena adhaerente. Particulae post oxidationem corroduntur. Propter parvitatem, nullum vel parvum impulsum in superficiem habent.
(3) Particulae elementis C et O divites praecipue ex oleo lubricante, pulvere, terra, aere, et cetera, superficiei massae adhaerentibus, proveniunt. Componentes principales olei lubricantis sunt C, O, H, S, et cetera, et pars principalis pulveris et terrae est SiO2. Quantitas O in particularibus superficialibus plerumque alta est. Quia particulae statim post egressum taeniae laboris in statu temperaturae altae sunt, et propter magnam aream superficialem specificam particularum, facile atomos O in aere adsorbent et post contactum cum aere oxidationem efficiunt, unde contenta O maior quam matrix oritur.
(4) Fe, Si, etc. praecipue ex oxidis, squamis veteribus et impuritatibus in massa (alto puncto liquefactionis vel secunda phasis quae non plene per homogeneizationem eliminatur) proveniunt. Elementum Fe ex Fe in massa aluminii originem ducit, phases impuritatum alto puncto liquefactionis formans, ut FeAl3 vel AlFeSi(Mn), quae in solutione solida per processum homogeneizationis dissolvi non possunt, vel non plene convertuntur; Si in matrice aluminii in forma Mg2Si vel solutionis solidae supersaturatae Si per processum fusionis existit. Per processum extrusionis calidae virgae fusae, superfluum Si praecipitare potest. Solubilitas Si in aluminio est 0.48% ad 450°C et 0.8% (pondus%) ad 500°C. Superfluum Si contentum in 6005 est circiter 0.41%, et Si praecipitatum aggregationem et praecipitationem a fluctuationibus concentrationis causari potest.
(5) Adhaesio aluminii ad taeniam operantem formae causa principalis est extractionis. Forma extrusionis in ambiente altae temperaturae et altae pressionis est. Frictio fluxus metalli temperaturam taeniae operantis formae augebit, "stratum aluminii viscosum" in margine sectionis introitus taeniae operantis formans.
Simul, superfluum Si et alia elementa, ut Mn et Cr, in mixtura aluminii facile solutiones solidas substitutivas cum Fe formare possunt, quae formationem "strati aluminii viscosi" ad introitum zonae laboris in forma promovebunt. Metallum per "stratum aluminii viscosum" fluens frictioni internae (tonsioni labenti intra metallum) pertinet. Metallum propter frictionem internam deformatur et durescit, quae metallum subiacens et formam cohaerere facit. Simul, cingulum laboris in formam tubae propter pressionem deformatur, et aluminium viscosum, a parte secante cinguli laboris profilum tangente, formatum, simile est aciei secante instrumenti tornatilis.
Formatio aluminii viscosi est processus dynamicus accretionis et defluxionis. Particulae perpetuo a figura productae superficiei adhaerent, vitia tractionis formantes. Si directe e taenia laboris effluunt et statim in superficiem figurae adsorbentur, particulae parvae superficiei thermaliter adhaerentes "particulae adsorptionis" appellantur. Si quaedam particulae ab extrusa mixtura aluminii franguntur, quaedam particulae superficiei taeniae laboris adhaerebunt dum per taeniam laboris transeunt, scalpturas in superficie figurae causantes. Extremum caudae est matrix aluminii strata. Cum multum aluminii in medio taeniae laboris adhaeret (vinculum firmum est), scalpturas superficiales aggravabit.
(6) Celeritas extrusionis magnum momentum in extractionem habet. Influentia celeritatis extrusionis. Quod ad mixturam 6005 vestigiatam attinet, celeritas extrusionis intra spatium probationis crescit, temperatura exitus augetur, et numerus particularum superficialium extrahentium crescit et gravior fit dum lineae mechanicae crescunt. Celeritas extrusionis quam stabilis servanda est ne subito celeritatis mutationes mutentur. Nimia celeritas extrusionis et alta temperatura exitus ad frictionem auctam et gravem extractionem particularum ducent. Mechanismus specificus effectus celeritatis extrusionis in phaenomenon extractionis subsequentem observationem et verificationem requirit.
(7) Qualitas superficiei virgae fusae etiam factor magni momenti est qui particulas attrahendas afficit. Superficies virgae fusae aspera est, cum lavis serrationis, maculis olei, pulvere, corrosione, et cetera, quae omnia propensionem ad particulas attrahendas augent.
4 Conclusio
(1) Compositio vitiorum trahentium cum compositio matricis congruit; compositio positionis particularum ab ea matricis manifeste differt, praecipue elementa O, C, Fe, et Si continentem.
(2) Vitia particularum attrahentium praecipue ex adhaesione aluminii ad taeniam formae operantem oriuntur. Quaevis res quae adhaesionem aluminii ad taeniam formae operantem promovent, vitia attrahendi causabunt. Ad qualitatem virgae fusae curandam, generatio particularum attrahentium nullum effectum directum in compositionem mixturae habet.
(3) Tractatio ignis apta et uniformis utilis est ad minuendam extractionem superficiei.
Tempus publicationis: X Septembris, MMXXIV
