Suur seina paksus 6061T6 Alumiiniumsulam tuleb pärast kuuma ekstrusiooni kustutada. Kuldumatu väljapressimise piiramise tõttu siseneb osa profiilist viivitusega vesijahutustsooni. Järgmise lühikese valuploki väljavõtmisel toimub see profiili osa hilinenud kustutamise. Kuidas toime tulla hilinenud kustutamispiirkonnaga, on probleem, mida iga tootmisettevõte peab kaaluma. Kui ekstrusiooni saba lõppprotsessijäätmed on lühikesed, on võetud jõudlusproovid mõnikord kvalifitseeritud ja mõnikord kvalifitseeritud. Küljelt uuesti valimisel on jõudlus uuesti kvalifitseeritud. See artikkel annab vastava seletuse katsete kaudu.
1. Testimaterjalid ja meetodid
Selles katses kasutatud materjal on 6061 alumiiniumsulam. Selle keemiline kompositsioon, mõõdetuna spektrianalüüsiga, on järgmine: see vastab GB/T 3190-1996 rahvusvahelisele 6061 alumiiniumsulami kompositsioonistandardile.
Selles katses võeti tahke lahuse töötlemiseks osa ekstrudeeritud profiilist. 400 mm pikk profiil jagunes kaheks piirkonnaks. Pindala 1 oli otse veejahutusega ja kustutatud. Pindala 2 jahutati õhus 90 sekundit ja seejärel vesijahutusega. Testiskeem on näidatud joonisel 1.
Selles katses kasutatud 6061 alumiiniumisulami profiili pressiti 4000UST ekstruuder. Vormi temperatuur on 500 ° C, valamisvarda temperatuur on 510 ° C, ekstrusiooni väljalaskeava temperatuur on 525 ° C, ekstrusiooni kiirus on 2,1 mm/s, ekstrusiooniprotsessi ajal kasutatakse kõrge intensiivsusega veejahutust ja 400mm ja 400mm Pikk proovitükk on võetud väljapressitud valmistatud profiili keskelt. Proovi laius on 150mm ja kõrgus 10,00 mm.
Võetud proovid jaotati ja seejärel tehti uuesti lahendusravi. Lahuse temperatuur oli 530 ° C ja lahuse aeg oli 4 tundi. Pärast nende väljavõtmist pandi proovid suuresse veepaaki, mille veesügavus oli 100 mm. Suurem veepaak suudab tagada, et veepaagis muutub veepaagis vähe pärast seda, kui 1. tsoonis sisalduv proov on veejahutusega, takistades vee temperatuuri tõusu vee jahutuse intensiivsust. Veejahutusprotsessi ajal veenduge, et vee temperatuur on vahemikus 20-25 ° C. Kustutatud proovid vanuses temperatuuril 165 ° C*8H.
Võtke osa proovist 400mm pikk 30 mm laiune 10mm paks ja tehke Brinelli kõvaduse test. Tehke 5 mõõtmist iga 10 mm järel. Võtke 5 Brinelli kõvaduse keskmine väärtus, kui Brinelli kõvadus tuleneb sel hetkel, ja jälgige kõvaduse muutmise mustrit.
Testiti profiili mehaanilisi omadusi ja tõmbeomaduste ja luumurdude asukoha jälgimiseks kontrolliti tõmbe paralleelset sektsiooni 60mm 400mm proovi erinevates asendites.
ANSYS-i tarkvara kaudu simuleeriti proovi veejahutusega kustutamise temperatuurivälja ja 90-ndate viivituste kustutamise temperatuuriväli ning analüüsiti ANSYS-i tarkvara kaudu ning analüüsiti profiilide jahutuskiirust.
2. Eksperimentaalsed tulemused ja analüüs
2.1 Kareduse testi tulemused
Joonisel 2 on näidatud 400 mm pikkuse proovi kõvadusmuutuse kõvera, mida mõõdetakse Brinelli kõvaduse testija abil (Abscissa ühiku pikkus tähistab 10 mm ja 0 skaala on jagunev joon normaalse ja hilinenud kustutamise vahel). Võib leida, et karedus vesijahutusega otsas on stabiilne umbes 95HB. Pärast jagamisliini vesi jahutamise ja 90ndate vesilahendamise edasilükkamise vahel hakkab karedus vähenema, kuid languse määr on varases staadiumis aeglane. Pärast 40 mm (89 hobujõudu) langeb karedus järsult ja langeb madalaima väärtuseni (77HB) 80 mm juures. Pärast 80 mm pärast karedus ei vähenenud, vaid suurenes teatud määral. Kasv oli suhteliselt väike. Pärast 130 mm jäi karedus muutumatuks umbes 83HB juures. Võib spekuleerida, et soojusjuhtivuse mõju tõttu muutus hilinenud kustutamise jahutuskiirus.
2.2 Tulemuslikkuse tulemused ja analüüs
Tabelis 2 on toodud tõmbekatsete tulemused, mis on tehtud paralleelse lõigu erinevatest positsioonidest võetud proovidel. Võib leida, et nr 1 ja nr 2 tõmbetugevusel ja saagikusel pole peaaegu muutusi. Kuna hilinenud kustutamise ots suureneb, näitavad sulami tõmbetugevus ja saagikust märkimisväärset langustrendi. Kuid tõmbetugevus igas proovivõtukohas ületab standardset tugevust. Ainult madalaima kõvadusega piirkonnas on saagikuse tugevus madalam kui proovistandard, proovi jõudlus on kvalifitseerimata.
Joonisel 4 on näidatud valimi nr 3 tõmbeomaduste tulemused. Jooniselt 4 võib leida, et mida kaugemale jagunemisjoonest eemal on, seda madalam on hilinenud kustutamise otsa kõvadus. Kõvaduse langus näitab, et proovi jõudlus väheneb, kuid karedus väheneb aeglaselt, väheneb vaid 95 hobujõudult umbes 91 hobujõudu paralleelse lõigu lõpus. Nagu tabeli 1 jõudlustulemustest võib näha, vähenes tõmbetugevus vee jahutamiseks 342MPa -lt 320MPa -ni. Samal ajal leiti, et tõmbeproovi murdumispunkt on ka madalaima kõvadusega paralleelse lõigu lõpus. Selle põhjuseks on asjaolu, et see on veejahutusest kaugel, sulami jõudlus väheneb ja lõpp jõuab kõigepealt tõmbetugevuse piirini, moodustades kaela allapoole. Lõpuks on purunemine madalaimast jõudluspunktist ja purunemisasend on kooskõlas jõudluse testi tulemustega.
Joonis 5 näitab proovi nr 4 paralleelse lõigu kõvaduskõverat ja luumurdu. Võib leida, et mida kaugemal veejahutusjoonest eemal on, seda madalam on hilinenud jahutamise otsa kõvadus. Samal ajal on luumurdude asukoht ka lõpus, kus karedus on madalaim, 86 hobujõulist luumurdu. Tabelist 2 leitakse, et vesijahutusega otsas pole peaaegu plastilist deformatsiooni. Tabelist 1 leitakse, et proovi jõudlus (tõmbetugevus 298MPa, saagis 266MPa) on märkimisväärselt vähenenud. Tõmbetugevus on ainult 298MPa, mis ei saavuta vesijahutusega otsa (315MPa) saagikuse tugevust. Lõpp on moodustanud kaela alla, kui see on madalam kui 315MPa. Enne luumurru tekkis vesijahutusega piirkonnas ainult elastne deformatsioon. Kui stress kadus, kadus tüvi veejahutusega otsas. Selle tulemusel ei ole tabelis 2 esitatud veejahutusala deformatsiooni kogusel peaaegu muutusi. Proov puruneb hilinenud kiiruse lõppedes, deformeerunud pindala väheneb ja lõppkõrgust on madalaim, mille tulemuseks on tulemuslikkuse tulemuste oluline vähenemine.
Võtke proovid 100% hilinenud kustutamisalalt 400 mm proovi lõpus. Joonis 6 näitab kõvaduskõverat. Paralleelse lõigu kõvadus vähendatakse umbes 83-84HB-ni ja on suhteliselt stabiilne. Sama protsessi tõttu on jõudlus umbes sama. Murru asendis ei leidu ilmset mustrit. Sulami jõudlus on madalam kui veega külje all oleva proovi korral.
Jõudluse ja luumurdude regulaarsuse edasiseks uurimiseks valiti tõmbeproovi paralleelne osa kareduse madalaima punkti lähedale (77HB). Tabelist 1 leiti, et jõudlus oli märkimisväärselt vähenenud ja luumurdude punkt ilmus joonisel 2 madalaimasse kõvaduse punkti.
2.3 ANSYS -i analüüsi tulemused
Joonisel 7 on näidatud jahutuskõverate ANSYS -i simuleerimise tulemused erinevates asendites. On näha, et proovi temperatuur veejahutusalal langes kiiresti. Pärast 5S langes temperatuur alla 100 ° C ja jagunemisjoonest 80 mm juures langes temperatuur 90 -ndate aastate juures umbes 210 ° C -ni. Keskmine temperatuuri langus on 3,5 ° C/s. Pärast 90 sekundit terminaalse õhu jahutuspinnal langeb temperatuur umbes 360 ° C -ni, keskmise langusekiirusega 1,9 ° C/s.
Tulemuslikkuse analüüsi ja simulatsiooni tulemuste kaudu leitakse, et vesijahutusala jõudlus ja hilinenud jahutamisala on muutuste muster, mis kõigepealt väheneb ja seejärel pisut suureneb. Jagamisjoone lähedal veejahutamine mõjutab soojusjuhtivust teatud piirkonnas asuva proovi jahutuskiirusega kui veejahutusega (3,5 ° C/s). Selle tulemusel sadestusid maatriksiks tahketud MG2SI selle piirkonna suurtes kogustes ja temperatuur langes 90 sekundi pärast umbes 210 ° C. Sadestunud MG2SI suur kogus põhjustas veejahutuse väiksema mõju 90 sekundile. Pärast vananemist sadestunud MG2SI tugevneva faasi kogus vähenes tunduvalt ja valimi jõudlus vähenes hiljem. Veejahutava soojuse juhtivus mõjutab aga vähem jahutavat juhtivus ja jahutab õhu jahutustingimustes suhteliselt aeglaselt (jahutuskiirus 1,9 ° C/s). Ainult väike osa MG2SI faasist sadestub aeglaselt ja temperatuur on 90ndate järel 360 ° C. Pärast veejahutamist on suurem osa MG2SI faasist endiselt maatriksis ning see hajub ja sadestub pärast vananemist, mis mängib tugevdavat rolli.
3. Kokkuvõte
See leiti katsete abil, mille kohaselt hilinenud kustutamine põhjustab hilinenud kustutamistsooni kõvaduse normaalse summutamise ristumiskohas ja hilinenud kustutamise, et esmakordselt vähendada ja seejärel pisut suureneb, kuni see lõpuks stabiliseerub.
6061 alumiiniumsulami puhul on tõmbetugevused pärast normaalset jama ja viivitamist 90 sekundi jooksul vastavalt 342MPa ja 288MPa ning saagikuse tugevus on 315MPA ja 252MPa, mis mõlemad vastavad proovi jõudlusstandarditele.
Seal on madalaima kõvadusega piirkond, mis väheneb pärast normaalset kustutamist 95 hobujõudult 77 HB -ni. Ka siinne etendus on madalaim, tõmbetugevus on 271MPa ja saagikuse tugevus 220MPa.
ANSYS -i analüüsi kaudu leiti, et 90ndate viivitusega jahutamiskiirus vähenes jahutustsoonil vähenes umbes 3,5 ° C sekundis, mille tulemuseks oli tugevdava faasi MG2SI faasi ebapiisav tahke lahus. Selle artikli kohaselt on näha, et jõudlusohtlik punkt ilmneb hilinenud kustutamispiirkonnas normaalse kustutamise ja hilinenud kustutamise ristmikul ning see pole kaugel ristmikust, millel on oluline suunav tähtsus ekstrusiooni saba mõistliku säilitamise jaoks Lõppprotsessijäätmed.
Toimetanud May Jiang Mat Alumiiniumist
Postiaeg: 28.-20124
