Autode kergekaalustamine on ülemaailmse autotööstuse ühine eesmärk. Moodsate uut tüüpi sõidukite arengusuund on alumiiniumisulamist materjalide kasutamise suurendamine autokomponentides. 6082 alumiiniumsulam on kuumtöödeldav tugevdatud alumiiniumsulam, millel on mõõdukas tugevus, suurepärane vormitavus, keevitatavus, väsimus- ja korrosioonikindlus. Seda sulamit saab ekstrudeerida torudeks, vardadeks ja profiilideks ning seda kasutatakse laialdaselt autokomponentides, keevitatud konstruktsiooniosades, transpordis ja ehitustööstuses.
Praegu on Hiinas uutes energiasõidukites kasutamiseks mõeldud alumiiniumisulami 6082 kohta vähe uuringuid. Seetõttu uurib see eksperimentaalne uuring 6082 alumiiniumisulami elementide sisalduse, ekstrusiooniprotsessi parameetrite, karastamismeetodite jne mõju sulami profiili jõudlusele ja mikrostruktuurile. Selle uuringu eesmärk on optimeerida sulami koostist ja protsessi parameetreid, et toota 6082 alumiiniumisulamist materjali, mis sobib uute energiasõidukite jaoks.
1. Katsematerjalid ja -meetodid
Katseprotsessi kulg: sulami koostise suhe – valuploki sulatamine – valuploki homogeniseerimine – valuploki saagimine kangideks – profiilide ekstrusioon – profiilide reaskarastus – kunstlik vanandamine – katsekehade ettevalmistamine.
1.1 Valuploki ettevalmistamine
Rahvusvahelisest 6082 alumiiniumisulami koostise valikust valiti kolm kitsama kontrollvahemikuga koostist, mis on märgistatud kui 6082-/6082″, 6082-Z, sama Si elemendi sisaldusega. Mg elemendi sisaldus, y > z; Mn elemendi sisaldus, x > y > z; Cr, Ti elemendi sisaldus, x > y = z. Spetsiifilise sulami koostise sihtväärtused on näidatud tabelis 1. Valuploki valamine teostati poolpideva vesijahutusega valamise meetodil, millele järgnes homogeniseerimistöötlus. Kõik kolm valuplokki homogeniseeriti tehases kehtestatud süsteemiga 560 °C juures 2 tundi veeuduga jahutamisega.
1.2 Profiilide väljapressimine
Ekstrusiooniprotsessi parameetreid reguleeriti vastavalt toorikute kuumutamistemperatuurile ja kustutamise jahutuskiirusele. Ekstrudeeritud profiilide ristlõige on näidatud joonisel 1. Ekstrusiooniprotsessi parameetrid on toodud tabelis 2. Ekstrudeeritud profiilide vormimise olek on näidatud joonisel 2.
2.Testi tulemused ja analüüs
6082 alumiiniumisulami profiilide spetsiifiline keemiline koostis kolmes koostise vahemikus määrati Swiss ARL otselugemisspektromeetri abil, nagu on näidatud tabelis 3.
2.1 Toimivuse testimine
Võrdluseks uuriti kolme koostisega sulamiprofiilide toimivust erinevate karastusmeetodite, identsete ekstrusiooniparameetrite ja vananemisprotsessidega.
2.1.1 Mehaaniline jõudlus
Pärast 8-tunnist kunstlikku vanandamist temperatuuril 175 °C võeti profiilide väljapressimise suunast standardproovid tõmbetugevuse testimiseks, kasutades elektroonilist universaalset testimismasinat Shimadzu AG-X100. Mehaaniline jõudlus pärast kunstlikku vanandamist erinevate koostiste ja karastusmeetodite korral on näidatud tabelis 4.
Tabelist 4 on näha, et kõikide profiilide mehaaniline jõudlus ületab riiklikud normväärtused. 6082-Z sulamist toorikutest valmistatud profiilidel oli pärast purunemist väiksem venivus. 6082-7 sulamist toorikutest valmistatud profiilid olid kõrgeima mehaanilise jõudlusega. Erinevate tahkete lahuste meetoditega 6082-X sulamiprofiilid näitasid kiiret jahutamist jahutusmeetoditega paremat jõudlust.
2.1.2 Painutusvõime testimine
Elektroonilise universaalse testimismasina abil viidi proovidega läbi kolmepunktilised painutuskatsed ja painutustulemused on näidatud joonisel 3. Jooniselt 3 on näha, et 6082-Z sulamist toorikutest toodetud toodete pinnal oli tugev apelsinikoor ja pinnal oli pragusid. painutatud proovide tagakülg. 6082-X sulamist toorikutest valmistatud toodetel oli parem painutusvõime, siledad pinnad ilma apelsinikooreta ja painutatud näidiste tagaküljel olid geomeetriliste tingimustega piiratud kohtades vaid väikesed praod.
2.1.3 Suure suurendusega ülevaatus
Proove vaadeldi mikrostruktuuri analüüsimiseks optilise mikroskoobiga Carl Zeiss AX10. Kolme koostisega sulamiprofiili mikrostruktuuri analüüsi tulemused on näidatud joonisel 4. Joonis 4 näitab, et 6082-X varrastest ja 6082-K sulamist toorikutest valmistatud toodete tera suurus oli sarnane, veidi parem terasuurus oli mudelil 6082-X sulam võrreldes 6082-y sulamiga. 6082-Z sulamist toorikutest toodetud toodetel oli suurem tera suurus ja paksemad ajukoorekihid, mis põhjustasid kergemini pinnale apelsinikoore ja nõrgendasid metalli sisemist sidet.
2.2 Tulemuste analüüs
Ülaltoodud katsetulemuste põhjal võib järeldada, et sulami koostise vahemik mõjutab oluliselt ekstrudeeritud profiilide mikrostruktuuri, jõudlust ja vormitavust. Suurenenud Mg-elemendi sisaldus vähendab sulami plastilisust ja põhjustab ekstrusiooni ajal pragude tekkimist. Kõrgemal Mn, Cr ja Ti sisaldusel on positiivne mõju mikrostruktuuri rafineerimisele, mis omakorda mõjutab positiivselt pinna kvaliteeti, paindejõudlust ja üldist jõudlust.
3.Järeldus
Mg-element mõjutab oluliselt 6082 alumiiniumisulami mehaanilist jõudlust. Suurenenud Mg sisaldus vähendab sulami plastilisust ja põhjustab ekstrusiooni ajal pragude tekkimist.
Mn, Cr ja Ti avaldavad positiivset mõju mikrostruktuuri täpsustamisele, mille tulemuseks on ekstrudeeritud toodete pinnakvaliteedi ja paindevõime paranemine.
Erinevad jahutamise jahutusintensiivsused mõjutavad 6082 alumiiniumisulamist profiilide jõudlust märgatavalt. Autotööstuses tagab veeudu kustutamise protsessi, millele järgneb vesipihustusjahutus, parema mehaanilise jõudluse ning profiilide kuju ja mõõtmete täpsuse.
Toimetanud May Jiang ettevõttest MAT Aluminium
Postitusaeg: 26. märts 2024
