1. Inngangur
Álblöndur með meðalstyrk sýna góða vinnslueiginleika, næmi fyrir slökkvun, höggþol og tæringarþol. Þær eru mikið notaðar í ýmsum atvinnugreinum, svo sem rafeindatækni og sjávarútvegi, til framleiðslu á pípum, stöngum, prófílum og vírum. Eins og er er vaxandi eftirspurn eftir stöngum úr 6082 álblöndu. Til að mæta eftirspurn markaðarins og kröfum notenda, framkvæmdum við tilraunir á mismunandi útpressunarhitunarferlum og lokahitameðferðarferlum fyrir 6082-T6 stangir. Markmið okkar var að finna hitameðferðarferli sem uppfyllir kröfur um vélræna afköst þessara stanga.
2. Tilraunaefni og framleiðsluferli
2.1 Tilraunaefni
Steypustangir af stærð Ф162×500 voru framleiddar með hálf-samfelldri steypuaðferð og meðhöndlaðar ójafnt. Málmfræðileg gæði stanganna voru í samræmi við innri eftirlitsstaðla fyrirtækisins. Efnasamsetning 6082 málmblöndunnar er sýnd í töflu 1.
2.2 Framleiðsluferli
Tilraunastengurnar, sem voru framleiddar í 6082 útgáfum, höfðu forskriftina Ф14mm. Útpressunarílátið var Ф170mm í þvermál með fjögurra holu útpressunarhönnun og útpressunarstuðlinum 18,5. Sérstakt ferli fól í sér upphitun stálstöngarinnar, útpressun, kælingu, teygju, réttingu og sýnatöku, rúlluréttingu, lokaskurð, gerviöldrun, gæðaeftirlit og afhendingu.
3. Tilraunamarkmið
Markmið þessarar rannsóknar var að bera kennsl á breytur hitameðferðarferlisins við útpressun og lokahitameðferðarbreytur sem hafa áhrif á afköst 6082-T6 stanga og ná að lokum stöðluðum afköstum. Samkvæmt stöðlunum ættu lengdarfræðilegir vélrænir eiginleikar 6082 málmblöndunnar að uppfylla forskriftirnar sem taldar eru upp í töflu 2.
4. Tilraunaaðferð
4.1 Rannsókn á hitameðferð við útdrátt
Rannsóknin á hitameðferð við útpressun beindist fyrst og fremst að áhrifum hitastigs útpressunar steypustanganna og hitastigs útpressunarílátsins á vélræna eiginleika. Sérstök val á breytum er að finna í töflu 3.
4.2 Rannsókn á hitameðferð með föstu efni og öldrun
Réttstæðu tilraunahönnun var notuð fyrir hitameðferðina með föstu lausninni og öldrun. Valin þáttastig eru sýnd í töflu 4, þar sem réttstæðu hönnunartöflunni er táknað sem IJ9(34).
5. Niðurstöður og greining
5.1 Niðurstöður og greining á tilraunum með hitameðferð við útdrátt
Niðurstöður tilraunanna með hitameðferð við útpressun eru kynntar í töflu 5 og mynd 1. Níu sýni voru tekin fyrir hvern hóp og meðaltöl vélrænna afkasta þeirra voru ákvörðuð. Byggt á málmfræðilegri greiningu og efnasamsetningu var hitameðferðaráætlun sett fram: kæling við 520°C í 40 mínútur og öldrun við 165°C í 12 klukkustundir. Af töflu 5 og mynd 1 má sjá að þegar útpressunarhitastig steypustangarinnar og hitastig útpressunarílátsins hækkuðu, jókst bæði togstyrkur og sveigjanleiki smám saman. Bestu niðurstöðurnar fengust við útpressunarhitastig 450-500°C og hitastig útpressunarílátsins 450°C, sem uppfyllti staðlaðar kröfur. Þetta stafaði af áhrifum kaldherðingar við lægri útpressunarhitastig, sem olli sprungum á kornamörkum og aukinni niðurbroti fastra lausna milli A1 og Mn við upphitun fyrir kælingu, sem leiddi til endurkristöllunar. Þegar útpressunarhitastigið hækkaði batnaði endanlegi styrkur Rm vörunnar verulega. Þegar hitastig útpressunarílátsins nálgaðist eða fór yfir hitastig stálstöngarinnar minnkaði ójöfn aflögun, sem minnkaði dýpt grófra kornhringjanna og jók sveigjanleika Rm. Því eru eðlilegar færibreytur fyrir hitameðferð útpressunar: útpressunarhitastig stálstöngarinnar 450-500°C og hitastig útpressunarílátsins 430-450°C.
5.2 Niðurstöður og greining á tilraunum með fasta lausn og öldrun rétthyrndra efna
Tafla 6 sýnir að kjörgildin eru A3B1C2D3, með herðingu við 520°C, gerviöldrun á milli 165-170°C og 12 klukkustunda öldrunartíma, sem leiðir til mikils styrks og mýktar stanganna. Herðingarferlið myndar ofmettaða fasta lausn. Við lægri herðingarhita minnkar styrkur ofmettaðrar fastrar lausnar, sem hefur áhrif á styrk. Herðingarhitastig um 520°C eykur verulega áhrif herðingarframkallaðrar styrkingar fastrar lausnar. Tímabilið milli herðingar og gerviöldrunar, þ.e. geymsla við stofuhita, hefur mikil áhrif á vélræna eiginleika. Þetta er sérstaklega áberandi fyrir stangir sem eru ekki teygðar eftir herðingu. Þegar tímabilið milli herðingar og öldrunar fer yfir 1 klukkustund minnkar styrkurinn, sérstaklega strekkstyrkurinn, verulega.
5.3 Greining á örbyggingu málmfræðilegrar málmfræðilegrar málmbyggingar
Hástækkunar- og skautunargreiningar voru gerðar á 6082-T6 stöngum við hitastig fastrar lausnar á bilinu 520°C og 530°C. Myndir með mikilli stækkun sýndu einsleita efnasambandsútfellingu með ríkulegum útfellingagnum sem voru jafnt dreifðar. Greining á skautuðu ljósi með Axiovert200 búnaði sýndi greinilegan mun á myndum af kornabyggingu. Miðsvæðið sýndi lítil og einsleit korn, en brúnirnar sýndu einhverja endurkristöllun með aflöngum kornum. Þetta er vegna vaxtar kristallakjarna við hátt hitastig, sem myndar grófa nálarlaga útfellingar.
6. Mat á framleiðsluháttum
Í raunverulegri framleiðslu voru tölfræðilegar mælingar á vélrænni afköstum framkvæmdar á 20 framleiðslulotum af stöngum og 20 framleiðslulotum af prófílum. Niðurstöðurnar eru sýndar í töflum 7 og 8. Í raunverulegri framleiðslu var útpressunarferlið okkar framkvæmt við hitastig sem leiddi til sýnis í T6-ástandi og vélræn afköst náðu markmiðum.
7. Niðurstaða
(1) Færibreytur fyrir hitameðferð við útpressun: Útpressunarhitastig fyrir stöng er 450-500°C; hitastig útpressunaríláts er 430-450°C.
(2) Lokabreytur hitameðferðar: Kjörhitastig fastrar lausnar er 520-530°C; öldrunarhitastig er 165±5°C, öldrunartími er 12 klukkustundir; tíminn milli kælingar og öldrunar ætti ekki að fara yfir 1 klukkustund.
(3) Samkvæmt hagnýtu mati felur raunhæfur hitameðferðarferill í sér: útpressunarhitastig 450-530°C, útpressunaríláthitastig 400-450°C; hitastig fastrar lausnar 510-520°C; öldrunaraðferð 155-170°C í 12 klukkustundir; engin sérstök takmörk á tímabilinu milli kælingar og öldrunar. Þetta má fella inn í leiðbeiningar um ferlið.
Ritstýrt af May Jiang frá MAT Aluminum
Birtingartími: 15. mars 2024
