6063 Álblöndur tilheyra lág-smalaðri al-Mg-Si seríunni hita-meðhöndluðu álblöndu. Það hefur framúrskarandi afköst extrusion mótunar, góða tæringarþol og umfangsmikla vélrænni eiginleika. Það er einnig mikið notað í bílaiðnaðinum vegna auðveldrar oxunarlitar. Með hröðun á þróun léttra bifreiða hefur notkun 6063 álfelgs útdráttarefni í bifreiðageiranum einnig aukist frekar.
Smá smíði og eiginleikar útdreginna efna hafa áhrif á samanlagð áhrif útdráttarhraða, útdráttarhitastigs og útdráttarhlutfalls. Meðal þeirra er extrusion hlutfallið aðallega ákvarðað af extrusion þrýstingi, framleiðslugetu og framleiðslubúnaði. Þegar extrusion hlutfallið er lítið er aflögun álfelgsins lítil og smásjáin betrumbætur eru ekki augljós; Með því að auka útdráttarhlutfallið getur kornin verulega betrumbætt, brotið upp grófa annan áfanga, fengið samræmda smíði og bætt vélrænni eiginleika álfelgisins.
6061 og 6063 Aluminum málmblöndur gangast undir kraftmikla endurkristöllun meðan á extrusion ferli stendur. Þegar extrusion hitastigið er stöðugt, eftir því sem extrusionhlutfallið eykst, er kornastærðin, styrkingarfasinn dreifist fínstillingu og togstyrkur og lenging álfelgsins eykst í samræmi við það; Eftir því sem útdráttarhlutfallið eykst eykst extrusion krafturinn sem krafist er fyrir extrusion ferlið einnig, sem veldur meiri hitauppstreymi, sem veldur því að innra hitastig álfelgsins hækkar og árangur vörunnar lækkar. Þessi tilraun rannsakar áhrif extrusionhlutfalls, sérstaklega stórt extrusion hlutfall, á smíði og vélrænni eiginleika 6063 álblöndu.
1 Tilraunaefni og aðferðir
Tilraunaefnið er 6063 Álblöndu og efnasamsetningin er sýnd í töflu 1. Upprunalega stærð ingotsins er φ55 mm × 165 mm, og það er unnið í extrusion billet með stærð φ50 mm × 150 mm eftir einsleitni Meðferð við 560 ℃ í 6 klst. Billetið er hitað í 470 ℃ og haldið hita. Forhitunarhitastig extrusion tunnunnar er 420 ℃ og forhitunarhiti moldsins er 450 ℃. Þegar extrusionhraði (hreyfingarhraði extrusion stangar) v = 5 mm/s er óbreytt, eru 5 hópar af mismunandi prófum á útdráttarhlutföllum framkvæmdir og extrusion hlutföllin r eru 17 (samsvarar þvermál Die Hole D = 12 mm), 25 (d = 10 mm), 39 (d = 8 mm), 69 (d = 6 mm) og 156 (d = 4 mm).
Tafla 1 Efnasamsetningar 6063 Al álfelgur (WT/%)
Eftir sandpappírsmala og vélrænni fægingu voru málmritin etsuð með HF hvarfefni með rúmmálshlutfalli 40% í um það bil 25 sek og málmbyggingu sýnanna sást á Leica-5000 sjón smásjá. Sýnishorn af áferð á áferð með stærð 10 mm × 10 mm var skorið úr miðju lengdarhluta útpressuðu stöngarinnar og vélræn mala og æting voru framkvæmd til að fjarlægja yfirborðsálagið. Ófullkomnar stöngartölur þriggja kristalplananna {111}, {200} og {220} úrtaksins voru mældar með X′PERT Pro MRD röntgenmyndunargreiningunni á Panalytical Company og áferðargögnin voru unnin og greind greind með X′PERT gagnaskjá og X′PERT áferð hugbúnaði.
Togsýni steypu álins var tekið úr miðju ingotsins og togsýni var skorið meðfram extrusionstefnu eftir extrusion. Stærð mælisvæðisins var φ4 mm × 28 mm. Togprófið var framkvæmt með SANS CMT5105 alhliða efnisprófunarvél með toghraða 2 mm/mín. Meðalgildi þriggja stöðluðu sýnishorna var reiknað sem vélrænni gagna. Brot formgerð togsýni sást með því að nota rafeindasmásjá með litlum hætti (Quanta 2000, FEI, Bandaríkjunum).
2 Niðurstöður og umræða
Á mynd 1 má sjá málmgrafísk smíði AS-steypunnar 6063 ál ál fyrir og eftir einsleitni meðferð. Eins og sýnt er á mynd 1A, eru α-Al kornin í AS-steypu smíði að stærð, fjöldi reticular ß-AL9FE2SI2 fasa safnast við kornamörkin, og mikill fjöldi kornóttra Mg2SI áfanga er til innan kornanna. Eftir að ingotinn var einsleitt við 560 ℃ í 6 klukkustundir, leystist ekki eutectic fasinn á milli álfelganna smám saman, álþættirnir leystir upp í fylkið, smíði var einsleit og meðal kornastærðin var um 125 μm (mynd 1b var ).
Fyrir einsleitni
Eftir samræmingu meðferðar við 600 ° C í 6 klukkustundir
Fig.1 Metallographic uppbygging 6063 álfelgur fyrir og eftir einsleitni meðferð
Á mynd 2 má sjá útlit 6063 ál álstangir með mismunandi útdráttarhlutföllum. Eins og sýnt er á mynd 2, eru yfirborðsgæði 6063 ál álstangir sem eru útpressaðar með mismunandi útdráttarhlutföllum góð, sérstaklega þegar útdráttarhlutfallið er aukið í 156 (samsvarar stöng útrásarhraða 48 m/mín. Extrusion gallar eins og sprungur og flögnun á yfirborði stöngarinnar, sem bendir til þess að 6063 álblöndur hafi einnig góða heita útdráttarafköst undir háhraða og stóru útdráttarhlutfalli.
Fig.2 Útlit 6063 Ál álfelgur með mismunandi útdráttarhlutföllum
Á mynd 3 má sjá málmmyndun smásjá á lengdarhluta 6063 álfelgurstöngarinnar með mismunandi útdráttarhlutföllum. Kornbygging barsins með mismunandi útdráttarhlutföllum sýnir mismunandi lengingu eða betrumbætur. Þegar extrusion hlutfallið er 17 eru upprunalegu kornin lengd eftir extrusion áttinni, ásamt myndun lítillar fjölda endurkristallaðra korns, en kornin eru enn tiltölulega gróf, með meðal kornstærð um 85 μm (mynd 3A) ; Þegar extrusion hlutfallið er 25 eru kornin dregið meira mjótt, fjöldi endurkristallaðra korns eykst og meðal kornastærð minnkar í um það bil 71 μm (mynd 3B); Þegar extrusion hlutfallið er 39, nema fyrir lítinn fjölda aflagaðra korns, er smíði í grundvallaratriðum samsett úr jöfnu endurkristallaðri korni af ójafnri stærð, með meðal kornastærð um það bil 60 μm (mynd 3C); Þegar extrusion hlutfallið er 69 er kraftmiklu endurkristöllunarferlinu í grundvallaratriðum lokið, gróft upprunalegu korn hefur verið alveg umbreytt í jafnt uppbyggð endurkristallað korn og meðal kornastærð er betrumbætt í um það bil 41 μm (mynd 3D); Þegar extrusion hlutfallið er 156, með fullum framförum í kraftmiklu endurkristöllunarferlinu, er smíði jafnari, og kornastærðin er mjög betrumbætt í um það bil 32 μm (mynd 3E). Með aukningu á útpressuhlutfalli heldur öflugt endurkristöllunarferli betur, smíði álfelgsins verður einsleitari og kornastærðin er verulega betrumbætt (mynd 3F).
Fig.3 Metallographic uppbygging og kornastærð lengdarhluta 6063 álfelgur með mismunandi útdráttarhlutföllum
Mynd 4 sýnir andhverfa stöngartölur 6063 ál álstangir með mismunandi útdráttarhlutföllum meðfram extrusion átt. Það má sjá að smíði álfelgur með mismunandi útdráttarhlutföllum framleiða öll augljós ívilnandi stefnumörkun. Þegar útdráttarhlutfallið er 17 myndast veikari <115>+<100> áferð (mynd 4A); Þegar extrusion hlutfallið er 39 eru áferðarhlutir aðallega sterkari <100> áferð og lítið magn af veiku <115> áferð (mynd 4B); Þegar extrusion hlutfallið er 156 eru áferðarhlutirnir <100> áferðin með verulega aukinn styrk, en <115> áferðin hverfur (mynd 4C). Rannsóknir hafa sýnt að andlitsmiðaðir rúmmetrar myndast aðallega <111> og <100> vír áferð við extrusion og teikningu. Þegar áferðin er mynduð sýna vélrænni eiginleikar álfelgisins augljósan anisotropy. Áferð styrkur eykst með aukningu á útdráttarhlutfalli, sem bendir til þess að fjöldi korns í ákveðinni kristalstefnu samsíða extrusion átt í álfelgnum eykst smám saman og lengdar togstyrkur álfelgsins eykst. Styrkingaraðferðir 6063 álfelgur Hot Extrusion efni fela í sér fínn kornstyrkingu, styrkingu á tilfærslu, styrkingu áferðar osfrv. Innan sviðs ferlisstika sem notuð eru í þessari tilraunakennd, hefur aukið hlutfall útrásarhlutfalls áhrif á ofangreinda styrkingaraðferðir.
Fig.4 Reverse Pole Diagram af 6063 Ál álfelgur með mismunandi útdráttarhlutföllum meðfram extrusion átt
Mynd 5 er súlurit af togeiginleikum 6063 álblöndu eftir aflögun við mismunandi útdráttarhlutföll. Togstyrkur steypu álins er 170 MPa og lengingin er 10,4%. Togstyrkur og lenging álfelgsins eftir útdrátt er verulega bætt og togstyrkur og lenging eykst smám saman með aukningu á útdráttarhlutfalli. Þegar extrusion hlutfallið er 156, ná togstyrkur og lenging álfelgsins hámarksgildið, sem eru 228 MPa og 26,9%, í sömu röð, sem er um það bil 34% hærri en togstyrkur steypu álins og um 158% hærri en lenging. Togstyrkur 6063 álblendi sem fenginn er með stóru útdráttarhlutfalli er nálægt togstyrksgildinu (240 MPa) sem fengin er með 4-pass jafnri rásarhyrnd (ECAP), sem er mun hærra en togstyrksgildið (171,1 MPa) fengin með 1-pass ECAP extrusion af 6063 álblöndu. Það má sjá að stórt extrusion hlutfall getur bætt vélrænni eiginleika álfelgisins að vissu marki.
Aukning vélrænna eiginleika álfelgsins með extrusion hlutfall kemur aðallega frá styrkingu korns. Eftir því sem extrusion hlutfallið eykst eru kornin betrumbætt og þéttleiki dislunar eykst. Fleiri kornamörk á hverja einingasvæði geta í raun hindrað hreyfingu losunar, ásamt gagnkvæmri hreyfingu og flækjum aðgreiningar og þar með bætt styrk málmblöndunnar. Því fínni sem kornin eru, því meira er hægt að dreifa kornamörkunum og plast aflögunin er hægt að dreifa í fleiri kornum, sem er ekki til þess fallin að mynda sprungur, hvað þá útbreiðslu sprunga. Meiri orka er hægt að frásogast meðan á beinbrotsferlinu stendur og bæta þannig plastleika álfelgsins.
Fig.5 Togeiginleikar 6063 álfelgur eftir steypu og útdrátt
Togbrot formgerð málmblöndunnar eftir aflögun með mismunandi útdráttarhlutföllum er sýnd á mynd 6. Engar dimpanir fundust í beinbrotsgerð AS-steypunnar (mynd 6a) og beinbrotið var aðallega samsett úr flatum svæðum og rifnum brúnum , sem benti til þess að togbrotsbúnaður A-steypu álins væri aðallega brothætt beinbrot. Brot formgerð málmblöndunnar eftir útpressun hefur breyst verulega og beinbrotið samanstendur af miklum fjölda jafngildra dimpa, sem bendir til þess að beinbrotamyndun málmsins eftir extrusion hafi breyst úr brothættu beinbrot í sveigjanlegt beinbrot. Þegar extrusion hlutfallið er lítið eru dimplurnar grunnar og dimpla stærðin og dreifingin er misjöfn; Eftir því sem extrusion hlutfall eykst, eykst dimples, dimple stærðin er minni og dreifingin er jöfn (mynd 6b ~ f), sem þýðir að álfelgurinn hefur betri plastleika, sem er í samræmi við niðurstöður vélrænna eiginleika prófsins hér að ofan.
3 Ályktun
Í þessari tilraun voru áhrif mismunandi extrusion hlutfalla á smíði og eiginleika 6063 álblöndu greind með því skilyrði að billet stærðin, hitastig hitunar og extrusionhraði hélst óbreytt. Ályktanirnar eru eftirfarandi:
1) Kraftmikil endurkristöllun á sér stað í 6063 álblöndu við heitt extrusion. Með aukningu á útdráttarhlutfalli eru kornin stöðugt betrumbætt og kornunum sem lengja meðfram extrusionstefnu er umbreytt í jafngildan endurkristallaða korn og styrkur <100> vírs áferð er stöðugt aukinn.
2) Vegna áhrifa styrkingar fínkorns eru vélrænir eiginleikar álfelgsins bættir með aukningu á útdráttarhlutfalli. Innan sviðs prófunarstika, þegar útdráttarhlutfallið er 156, nær togstyrkur og lenging álfelgsins hámarksgildin 228 MPa og 26,9%, í sömu röð.
Mynd 6
3) Brot formgerð AS-steypu sýnisins samanstendur af flatum svæðum og tárbrúnum. Eftir extrusion er beinbrotið samanstendur af miklum fjölda jafngildra dimpa og beinbrotsbúnaðinum er umbreytt úr brothættu beinbroti í sveigjanlegt beinbrot.
Pósttími: Nóv-30-2024
