Léttari þyngd bifreiða er sameiginlegt markmið alþjóðlegs bílaiðnaðar. Aukin notkun áls í bílahlutum er stefna þróunar nútímalegra nýrra ökutækja. 6082 ál er hitameðhöndluð, styrkt ál með miðlungsstyrk, framúrskarandi mótun, suðuhæfni, þreytuþol og tæringarþol. Þessa álblöndu er hægt að pressa í rör, stengur og prófíla og hún er mikið notuð í bílahlutum, suðuðum burðarhlutum, flutningum og byggingariðnaði.
Eins og er eru takmarkaðar rannsóknir gerðar á notkun 6082 álblöndu í nýjum orkugjöfum í Kína. Þess vegna kannar þessi tilraunarannsókn áhrif efnisinnihalds 6082 álblöndu, breytur útpressunarferlis, herðingaraðferða o.s.frv. á afköst og örbyggingu álblöndunnar. Markmið þessarar rannsóknar er að hámarka samsetningu og ferlisbreytur álblöndunnar til að framleiða 6082 álblönduefni sem henta fyrir nýja orkugjafa.
1. Prófunarefni og aðferðir
Tilraunaferli: Hlutfall málmblöndusamsetningar – Bræðsla stálstöngla – Einsleitni stálstöngla – Sögun stálstöngla í stálkubba – Útdráttur prófíla – Herðing prófíla í línu – Tilbúin öldrun – Undirbúningur prófunarsýna.
1.1 Undirbúningur á stöngum
Innan alþjóðlegs úrvals af 6082 álblöndum voru þrjár blöndur valdar með þrengra stýribili, merktar sem 6082-/6082″, 6082-Z, með sama Si frumefnainnihaldi. Mg frumefnainnihald, y > z; Mn frumefnainnihald, x > y > z; Cr, Ti frumefnainnihald, x > y = z. Sértæk markmiðsgildi fyrir málmblönduna eru sýnd í töflu 1. Stöngsteypa var framkvæmd með hálf-samfelldri vatnskælingaraðferð, og síðan einsleitnimeðferð. Allar þrjár stöngurnar voru einsleitar með því að nota viðurkennt kerfi verksmiðjunnar við 560°C í 2 klukkustundir með vatnsúðakælingu.
1.2 Útdráttur prófíla
Færibreytur útpressunarferlisins voru stilltar á viðeigandi hátt fyrir hitunarhitastig stálstönglanna og kælihraða kælingar. Þversnið útpressuðu prófílanna er sýnt á mynd 1. Færibreytur útpressunarferlisins eru sýndar í töflu 2. Mótunarstaða útpressuðu prófílanna er sýnd á mynd 2.
2. Niðurstöður prófana og greining
Sérstök efnasamsetning 6082 álprófíla innan þriggja samsetningarsviða var ákvörðuð með svissneskum ARL litrófsmæli, eins og sýnt er í töflu 3.
2.1 Árangursprófanir
Til samanburðar var skoðuð frammistaða þriggja málmblönduprófíla með mismunandi herðingaraðferðum, eins útpressunarbreytum og öldrunarferlum.
2.1.1 Vélræn afköst
Eftir gerviöldrun við 175°C í 8 klukkustundir voru staðlaðar sýni tekin úr útpressunarátt prófílanna til togþolprófunar með Shimadzu AG-X100 rafrænni alhliða prófunarvél. Vélræn frammistaða eftir gerviöldrun fyrir mismunandi samsetningar og herðingaraðferðir er sýnd í töflu 4.
Af töflu 4 má sjá að vélræn afköst allra prófíla fara fram úr landsstaðlagildum. Prófílar framleiddir úr 6082-Z málmblöndu höfðu minni lengingu eftir brot. Prófílar framleiddir úr 6082-7 málmblöndu höfðu hæstu vélrænu afköstin. 6082-X málmblönduprófílar, sem notaðir voru með mismunandi aðferðum í föstu formi, sýndu betri afköst með hraðkælingu og -herðingu.
2.1.2 Prófun á beygjugetu
Með því að nota rafræna alhliða prófunarvél voru framkvæmdar þriggja punkta beygjuprófanir á sýnum og eru niðurstöður beygjunnar sýndar á mynd 3. Mynd 3 sýnir að vörur framleiddar úr 6082-Z málmblönduðum stöngum höfðu mikla appelsínuhýði á yfirborðinu og sprungur á bakhlið beygðu sýnanna. Vörur framleiddar úr 6082-X málmblönduðum stöngum höfðu betri beygjueiginleika, slétt yfirborð án appelsínuhýði og aðeins litlar sprungur á stöðum sem takmarkast af rúmfræðilegum aðstæðum á bakhlið beygðu sýnanna.
2.1.3 Skoðun með mikilli stækkun
Sýni voru skoðuð undir Carl Zeiss AX10 ljóssmásjá til örbyggingargreiningar. Niðurstöður örbyggingargreiningarinnar fyrir þrjú málmblöndusnið eru sýndar á mynd 4. Mynd 4 sýnir að kornastærð afurða sem framleiddar voru úr 6082-X stöngum og 6082-K málmblöndunni var svipuð, með örlítið betri kornastærð í 6082-X málmblöndunni samanborið við 6082-y málmblönduna. Afurðir framleiddar úr 6082-Z málmblöndunni höfðu stærri kornastærðir og þykkari málmbörkslag, sem leiddi auðveldlega til appelsínuhýði á yfirborðinu og veikari innri málmtengingu.
2.2 Niðurstöðugreining
Byggt á ofangreindum niðurstöðum prófunarinnar má álykta að hönnun á samsetningu málmblöndunnar hefur veruleg áhrif á örbyggingu, afköst og mótun pressaðra prófíla. Aukið magn Mg frumefna dregur úr sveigjanleika málmblöndunnar og leiðir til sprungumyndunar við pressun. Hærra magn Mn, Cr og Ti hefur jákvæð áhrif á fínpússun örbyggingarinnar, sem aftur hefur jákvæð áhrif á yfirborðsgæði, beygjuafköst og heildarafköst.
3. Niðurstaða
Mg-þátturinn hefur veruleg áhrif á vélræna eiginleika 6082 álblöndu. Aukið Mg-innihald dregur úr sveigjanleika álblöndunnar og leiðir til sprungumyndunar við útpressun.
Mn, Cr og Ti hafa jákvæð áhrif á fínpússun örbyggingar, sem leiðir til bættra yfirborðsgæða og beygjueiginleika pressaðra vara.
Mismunandi kælistyrkur hefur umtalsverð áhrif á afköst 6082 álprófíla. Fyrir notkun í bílum veitir kæliferli með vatnsþoku og síðan vatnsúðakælingu betri vélræna afköst og tryggir nákvæmni í lögun og vídd prófílanna.
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Birtingartími: 26. mars 2024
