กระบวนการหล่อแท่งอลูมิเนียมคุณภาพสูง

คุณภาพสูงแท่งอลูมิเนียมแท่งเหล็กสำหรับการผลิตไม่ควรหลวมหรือพรุนมาก และมีปริมาณไฮโดรเจนและสารออกซิเดชันต่ำ รวมถึงเม็ดละเอียด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายตัวของอนุภาคเฟสการแพร่หลังจากการหาค่าเฉลี่ยโลหะผสม อาจใช้กระบวนการหาค่าเฉลี่ยสองขั้นตอน คือ อุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูง หลังจากการหาค่าเฉลี่ยสองขั้นตอน อนุภาคการกระจายตัวในโลหะผสมจะกระจายตัวสม่ำเสมอและละเอียดมากขึ้น โลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูงมีช่วงการตกผลึกที่กว้างและมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวแบบยูเทคติกมากขึ้นในระหว่างการแข็งตัวที่ไม่สมดุล

เทคโนโลยีการกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแบบหลอมละลาย (Melt Magnetic Stirring) คือการสร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในบ่อหลอมอลูมิเนียม กวนกิจกรรมของอลูมิเนียมหลอมละลายในบ่อหลอม ทำให้องค์ประกอบของอลูมิเนียมหลอมละลายอยู่ในระดับที่เหมาะสม หลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของเครื่องมือเหล็กระหว่างการกวนด้วยมือ เครื่องตีขึ้นรูปแบบกึ่งต่อเนื่องไฮดรอลิก (Hydraulic Semi-Continuous Forging Machine) ใช้ในการตีขึ้นรูป ซึ่งมีคุณสมบัติการทำงานที่เสถียร ระบบอัตโนมัติระดับสูง และความแม่นยำในการควบคุมสูง หน้าที่หลักของแท่งอลูมิเนียมสำหรับการบินนั้นสัมพันธ์กับโครงสร้างอย่างใกล้ชิด

ดังนั้น การตีขึ้นรูปแท่งโลหะขนาดใหญ่ที่ไม่มีรอยแตกร้าวจึงจำเป็นต้องมีข้อกำหนดการผลิตวัสดุจำนวนมากเพื่อแก้ปัญหาการร่นของดุมล้อ เนื่องจากแท่งโลหะหล่อมีขนาดใหญ่ ความเครียดจากความร้อนจากการหดตัวจึงสูง ทำให้เกิดการหลอมได้ง่าย เพื่อที่จะตีขึ้นรูปแท่งโลหะขนาดใหญ่ที่ไม่มีรอยแตกร้าวได้อย่างมีคุณภาพ จึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีการหลอมและการหล่อขึ้นหลายชุด การกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแบบหลอมละลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีใหม่ที่สำคัญที่สุด เนื่องจากโลหะผสมอลูมิเนียมมีองค์ประกอบหลักสูง จึงเกิดการแยกตัวได้ง่ายในเนื้อหลอม กระจายตัวได้ยาก และอัตราการเกิดนิวเคลียสลดลง ทำให้ขนาดเกรนหยาบ ในขณะเดียวกัน แท่งโลหะถูกทดสอบด้วยการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง เพื่อหาสิ่งเจือปน รอยแตก รูพรุน และข้อบกพร่องอื่นๆ นอกจากปริมาณไฮโดรเจนแล้ว ควรควบคุมปริมาณโลหะอัลคาไลบางชนิด เช่น Li, Na, K และโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่น Ca อย่างเคร่งครัด

แท่งอลูมิเนียมที่มีความหนาและขนาดใหญ่จะแตกง่ายในระหว่างการตีขึ้นรูป การควบคุมกระบวนการตีขึ้นรูปที่เสถียรมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการขึ้นรูปแท่งอลูมิเนียม การปรับสภาพแบบปานกลางสามารถทำให้องค์ประกอบของโลหะผสมกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ขจัดภาวะการตกผลึกที่ไม่สมดุลซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำ ทำให้เฟสที่สองแข็งเป็นทรงกลม และสร้างเฟสการกระจายตัวที่สอดคล้องกันสำหรับกระบวนการต่อไป เพื่อควบคุมโครงสร้างเกรนของวัสดุ ลดความไวในการดับของโลหะผสม และเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุสำหรับการเตรียมเนื้อเยื่อ