1.Sissejuhatus
Keskmise tugevusega alumiiniumsulamitel on soodsad töötlemisomadused, karastustundlikkus, löögikindlus ja korrosioonikindlus. Neid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, näiteks elektroonikas ja merenduses, torude, vardade, profiilide ja juhtmete tootmiseks. Praegu kasvab nõudlus 6082 alumiiniumisulamist vardade järele. Turu ja kasutajate nõudmiste rahuldamiseks viisime läbi katseid erinevate ekstrusioonkuumutusprotsesside ja lõplike kuumtöötlusprotsesside kohta 6082-T6 baaride jaoks. Meie eesmärk oli tuvastada kuumtöötlusrežiim, mis vastab nende vardade mehaanilise jõudluse nõuetele.
2. Eksperimentaalsed materjalid ja tootmisprotsessi voog
2.1 Katsematerjalid
Valuplokid mõõtmetega Ф162×500 valmistati poolpideva valumeetodil ja töödeldi ebaühtlaselt. Valuplokkide metallurgiline kvaliteet vastas ettevõtte sisekontrolli tehnilistele standarditele. 6082 sulami keemiline koostis on näidatud tabelis 1.
2.2 Tootmisprotsessi voog
Eksperimentaalsete 6082 vardade spetsifikatsioon oli Ф14 mm. Ekstrusioonimahuti läbimõõt oli Ф170 mm, 4-augulise ekstrusioonikonstruktsiooniga ja ekstrusioonikoefitsiendiga 18,5. Konkreetne protsessivoog hõlmas valuploki kuumutamist, ekstrusiooni, karastamist, venitussirgendamist ja proovide võtmist, rullsirgendust, lõplikku lõikamist, kunstlikku vanandamist, kvaliteedikontrolli ja tarnimist.
3. Eksperimentaalsed eesmärgid
Selle uuringu eesmärk oli välja selgitada ekstrusiooni kuumtöötlusprotsessi parameetrid ja lõplikud kuumtöötlusparameetrid, mis mõjutavad 6082-T6 vardade jõudlust, saavutades lõpuks standardsed jõudlusnõuded. Vastavalt standarditele peaksid sulami 6082 pikisuunalised mehaanilised omadused vastama tabelis 2 loetletud spetsifikatsioonidele.
4. Eksperimentaalne lähenemine
4.1 Ekstrusiooni kuumtöötluse uurimine
Ekstrusiooni kuumtöötluse uurimine keskendus peamiselt valuploki ekstrusioonitemperatuuri ja ekstrusioonimahuti temperatuuri mõjule mehaanilistele omadustele. Konkreetsete parameetrite valikud on üksikasjalikult kirjeldatud tabelis 3.
4.2 Tahke lahuse ja vananemise kuumtöötluse uurimine
Tahke lahuse ja vananemise kuumtöötlemisprotsessi jaoks kasutati ortogonaalset eksperimentaalset disaini. Valitud faktorite tasemed on esitatud tabelis 4, kusjuures ortogonaalse disaini tabel on tähistatud kui IJ9(34).
5. Tulemused ja analüüs
5.1 Ekstrusiooni kuumtöötlemise katse tulemused ja analüüs
Ekstrusioonide kuumtöötlemise katsete tulemused on toodud tabelis 5 ja joonisel 1. Igast rühmast võeti üheksa proovi ja määrati nende mehaanilise jõudluse keskmised. Metallograafilise analüüsi ja keemilise koostise põhjal pandi paika kuumtöötlusrežiim: karastamine 520°C juures 40 minutit ja vanandamine 165°C juures 12 tundi. Tabelilt 5 ja jooniselt 1 on näha, et valuploki ekstrusioonitemperatuuri ja ekstrusioonimahuti temperatuuri tõustes suurenesid järk-järgult nii tõmbetugevus kui ka voolavuspiir. Parimad tulemused saadi standardnõuetele vastaval ekstrusioonitemperatuuril 450-500°C ja ekstrusioonimahuti temperatuuril 450°C. See oli tingitud külmtöötlemise kõvenemisest madalamatel ekstrusioonitemperatuuridel, põhjustades tera piiride murdumisi ja suurenenud tahke lahuse lagunemist A1 ja Mn vahel kuumutamisel enne kustutamist, mis viis ümberkristalliseerumiseni. Ekstrusioonitemperatuuri tõustes paranes oluliselt toote lõplik tugevus Rm. Kui ekstrusioonimahuti temperatuur lähenes valuploki temperatuurile või ületas seda, vähenes ebaühtlane deformatsioon, vähendades jämedateraliste rõngaste sügavust ja suurendades voolavuspiiri Rm. Seega on ekstrusiooni kuumtöötluse mõistlikud parameetrid: valuploki ekstrusioonitemperatuur 450-500 °C ja ekstrusioonimahuti temperatuur 430-450 °C.
5.2 Tahke lahus ja vananemine Ortogonaalsed katsetulemused ja analüüs
Tabelist 6 selgub, et optimaalsed tasemed on A3B1C2D3, kus karastamine toimub 520 °C juures, kunstlik vananemistemperatuur on vahemikus 165–170 °C ja vananemisaeg 12 tundi, mille tulemuseks on varraste kõrge tugevus ja plastilisus. Karastusprotsess moodustab üleküllastunud tahke lahuse. Madalamatel karastustemperatuuridel väheneb üleküllastunud tahke lahuse kontsentratsioon, mis mõjutab tugevust. Kustutustemperatuur umbes 520 °C suurendab oluliselt karastamise põhjustatud tahke lahuse tugevdamise mõju. Karastamise ja kunstliku vanandamise, st toatemperatuuril säilitamise, vaheline intervall mõjutab oluliselt mehaanilisi omadusi. See on eriti väljendunud varraste puhul, mida pärast kustutamist ei venitata. Kui karastamise ja vananemise vaheline intervall ületab 1 tunni, väheneb tugevus, eriti voolavuspiir, oluliselt.
5.3 Metallograafilise mikrostruktuuri analüüs
Suure suurendusega ja polariseeritud analüüsid viidi läbi 6082-T6 baaril tahke lahuse temperatuuridel 520 °C ja 530 °C. Suure suurendusega fotod näitasid ühtlast ühendi sadenemist koos ühtlaselt jaotunud rohkete sademefaasiosakestega. Polariseeritud valguse analüüs, kasutades Axiovert200 seadmeid, näitas teravilja struktuuri fotodel selgeid erinevusi. Keskosas olid väikesed ja ühtlased terad, samas kui servadel ilmnes mõningane ümberkristallisatsioon piklike teradega. See on tingitud kristallide tuumade kasvust kõrgel temperatuuril, moodustades jämedaid nõelataolisi sademeid.
6. Tootmispraktika hindamine
Tegelikus tootmises viidi mehaanilise jõudluse statistika läbi 20 vardapartii ja 20 profiilipartii kohta. Tulemused on toodud tabelites 7 ja 8. Tegelikus tootmises viidi meie ekstrusiooniprotsess läbi temperatuuridel, mille tulemuseks olid T6 olekuproovid, ja mehaaniline jõudlus vastas sihtväärtustele.
7.Järeldus
(1) Ekstrusiooni kuumtöötluse parameetrid: valuplokkide ekstrusioonitemperatuur 450-500 °C; ekstrusioonimahuti temperatuur 430-450 °C.
(2) Kuumtöötlemise lõppparameetrid: optimaalne tahke lahuse temperatuur 520-530 °C; vananemistemperatuur 165±5°C, vananemise kestus 12 tundi; karastamise ja vananemise vaheline intervall ei tohiks ületada 1 tund.
(3) Praktilise hinnangu põhjal hõlmab elujõuline kuumtöötlusprotsess järgmist: ekstrusioonitemperatuur 450–530 °C, ekstrusioonimahuti temperatuur 400–450 °C; tahke lahuse temperatuur 510-520 °C; vananemisrežiim 155-170°C 12 tundi; karastamise ja vananemise vahelisel intervallil pole konkreetset piirangut. Seda saab lisada protsessi toimimise juhistesse.
Toimetanud May Jiang ettevõttest MAT Aluminium
Postitusaeg: 15. märts 2024
