Голяма дебелина на стената 6061T6 Алуминиевата сплав трябва да бъде гасена след гореща екструзия. Поради ограничаването на прекъсната екструзия, част от профила ще влезе в зоната на охлаждане с вода със закъснение. Когато следващият кратък блок е да се екструдира, тази част от профила ще претърпи забавено гасене. Как да се справим със забавената зона за гасене е проблем, който всяка производствена компания трябва да вземе предвид. Когато отпадъците от края на опашката на опашката са кратки, взетите проби от производителност понякога са квалифицирани и понякога неквалифицирани. Когато се препродаде отстрани, представянето отново е квалифицирано. Тази статия дава съответното обяснение чрез експерименти.
1. Тестови материали и методи
Материалът, използван в този експеримент, е 6061 алуминиева сплав. Химичният му състав, измерен чрез спектрален анализ, е следният: той отговаря на GB/T 3190-1996 Международен стандарт за състав на алуминиева сплав от 6061.
В този експеримент е взета част от екструдирания профил за лечение с твърд разтвор. Профилът с дълъг 400 мм беше разделен на две области. Район 1 беше директно с водно охлаждане и угасена. Област 2 се охлажда във въздуха за 90 секунди и след това се охлажда с вода. Тестовата диаграма е показана на фигура 1.
Профилът на алуминиевата сплав 6061, използван в този експеримент, беше екструдиран от 4000 -а екструдер. Температурата на формата е 500 ° C, температурата на леещия прът е 510 ° C, температурата на изхода на екструзия е 525 ° C, скоростта на екструзия е 2,1 мм/сек, високо интензивно охлаждане на водата се използва по време на процеса на екструзия и 400 мм Тестовото парче за дължина е взето от средата на екструдирания завършен профил. Ширината на пробата е 150 мм, а височината е 10,00 мм.
Взетите проби бяха разделени и след това отново се подлагат на лечение с разтвор. Температурата на разтвора е 530 ° С, а времето за разтвор е 4 часа. След като ги извадите, пробите се поставят в голям резервоар за вода с дълбочина на водата 100 мм. По-големият резервоар за вода може да гарантира, че температурата на водата в резервоара за вода се променя малко след като пробата в зона 1 се охлажда с вода, предотвратявайки повишаването на температурата на водата да повлияе на интензитета на охлаждане на водата. По време на процеса на охлаждане на водата се уверете, че температурата на водата е в рамките на 20-25 ° C. Опасените проби бяха отлежали при 165 ° С*8h.
Вземете част от пробата с дължина 400 мм с дължина 10 мм 10 мм и извършете тест за твърдост на Бринел. Направете 5 измервания на всеки 10 мм. Вземете средната стойност на 5 твърдостта на Brinell, тъй като в този момент се отрази твърдостта на Бринел и наблюдавайте модела на промяна на твърдостта.
Механичните свойства на профила са тествани и паралелният раздел на опън 60 мм се контролира в различни позиции на пробата от 400 мм, за да се наблюдават свойствата на опън и местоположението на счупване.
Температурното поле на гасенето на пробата с водно охлаждане и гасенето след забавяне от 90-те години беше симулирано чрез софтуера на ANSYS и се анализира скоростта на охлаждане на профилите в различни позиции.
2. Експериментални резултати и анализ
2.1 Резултати от теста за твърдост
Фигура 2 показва кривата на промяна на твърдостта на проба с дължина 400 мм, измерена от тестер за твърдост на Бринел (дължината на единицата на абсциса представлява 10 мм, а скалата 0 е разделящата се линия между нормалното гасене и забавеното гасене). Може да се установи, че твърдостта в края на водно охлаждане е стабилна на около 95hb. След разделителната линия между гасенето на водно охлаждане и забавянето на гасенето на водно охлаждане от 90-те години твърдостта започва да намалява, но скоростта на спад е бавна в ранния етап. След 40 мм (89hb) твърдостта намалява рязко и пада до най -ниската стойност (77HB) при 80 мм. След 80 мм твърдостта не продължава да намалява, а се увеличава до известна степен. Увеличението беше сравнително малко. След 130 мм твърдостта остана непроменена на около 83hb. Може да се спекулира, че поради ефекта на топлинната проводимост скоростта на охлаждане на забавената част от гасене се промени.
2.2 Резултати и анализ на тестовете за ефективност
Таблица 2 показва резултатите от експерименти с опън, проведени върху проби, взети от различни позиции на паралелния участък. Може да се установи, че якостта на опън и якостта на добив от № 1 и № 2 почти няма промяна. Тъй като делът на забавеното гасене завършва, якостта на опън и силата на добив на сплавта показват значителна тенденция на намаляване. Въпреки това, якостта на опън на всяко място за вземане на проби е над стандартната сила. Само в зоната с най -ниска твърдост, якостта на добив е по -ниска от стандарта на пробата, производителността на пробата е неквалифицирана.
Фигура 4 показва резултатите от свойствата на опън от проба № 3. Може да се намери от Фигура 4, че колкото по -далеч от разделителната линия, толкова по -ниска е твърдостта на забавения край на гасенето. Намаляването на твърдостта показва, че работата на пробата е намалена, но твърдостта намалява бавно, като само намалява от 95hb до около 91hb в края на паралелния участък. Както се вижда от резултатите от производителността в таблица 1, якостта на опън намалява от 342MPa до 320MPa за охлаждане на водата. В същото време беше установено, че точката на счупване на пробата на опън също е в края на паралелния участък с най -ниска твърдост. Това е така, защото е далеч от охлаждането на водата, работата на сплавта се намалява, а крайният достига границата на якостта на опън първо, за да образува сгъване надолу. И накрая, прекъсване от най -ниската точка на изпълнение и позицията на прекъсване е в съответствие с резултатите от тестовете за производителност.
Фигура 5 показва кривата на твърдост на успоредния участък на проба № 4 и позицията на счупване. Може да се установи, че колкото по-далеч от разделителната линия на охлаждане на водата, толкова по-ниска е твърдостта на забавения край на гасенето. В същото време местоположението на счупване също е в края, където твърдостта е най -ниска, 86hb фрактури. От таблица 2 се установява, че в края на водата с водно охлаждане почти няма пластмасова деформация. От таблица 1 се установява, че производителността на пробата (якост на опън 298MPa, добив 266MPa) е значително намалена. Якостта на опън е само 298MPa, което не достига якостта на добив на крайния край (315MPa). Краят е образувал сгъване, когато е по -нисък от 315MPa. Преди счупване в зоната, охладена с вода, се е появила само еластична деформация. Тъй като стресът изчезна, напрежението в крайния край на водата изчезна. В резултат на това количеството на деформация в зоната на охлаждане на вода в таблица 2 почти няма промяна. Пробата се счупва в края на пожара със забавена скорост, деформираната площ се намалява, а крайната твърдост е най -ниската, което води до значително намаляване на резултатите от производителността.
Вземете проби от 100% забавено утаяване в края на 400 -милиметровия образец. Фигура 6 показва кривата на твърдост. Твърдостта на паралелния участък е намалена до около 83-84HB и е сравнително стабилна. Поради същия процес, производителността е приблизително същата. Не се намира очевиден модел в положението на счупване. Ефективността на сплавта е по-ниска от тази на пробата, втвърдена с вода.
За да се проучи допълнително редовността на производителността и фрактурата, паралелният участък на образеца на опън е избран близо до най -ниската точка на твърдост (77HB). От таблица 1 беше установено, че производителността е значително намалена и точката на счупване се появи в най -ниската точка на твърдост на фигура 2.
2.3 Резултати от ANSYS анализ
Фигура 7 показва резултатите от ANSYS симулация на криви на охлаждане в различни позиции. Вижда се, че температурата на пробата в зоната за охлаждане на водата спадна бързо. След 5S температурата спадна до под 100 ° C и при 80 мм от разделителната линия, температурата спадна до около 210 ° C при 90 -те години. Средният спад на температурата е 3,5 ° C/s. След 90 секунди в крайната зона за охлаждане на въздуха, температурата спада до около 360 ° C, със средна скорост на спад от 1,9 ° C/s.
Чрез резултатите от анализа на ефективността и симулацията се установява, че производителността на зоната за охлаждане на водата и зоната на забавено гасене е модел на промяна, който първо намалява и след това се увеличава леко. Заселена от охлаждане на вода в близост до разделителната линия, топлинната проводимост причинява пробата в определена зона да падне със скорост на охлаждане, по -малка от тази на водното охлаждане (3,5 ° C/s). В резултат на това MG2SI, който се втвърди в матрицата, се утаява в големи количества в тази област, а температурата спадна до около 210 ° C след 90 секунди. Голямото количество MG2SI утаено доведе до по -малък ефект на охлаждането на водата след 90 s. Количеството на фазата на укрепване на MG2SI се утаява след лечението на стареенето е значително намалено и впоследствие ефективността на пробата се намалява. Въпреки това, забавената зона за гасене далеч от разделителната линия е по -малко повлияна от топлинната проводимост на водата, а сплавта се охлажда сравнително бавно при условия на охлаждане на въздуха (скорост на охлаждане 1,9 ° C/s). Само малка част от фазата на MG2SI бавно се утаява, а температурата е 360 ° С след 90 -те години. След охлаждането на водата по -голямата част от фазата на MG2SI все още е в матрицата и тя се разпръсква и утаява след стареене, което играе засилване.
3. Заключение
Установено е чрез експерименти, че забавеното гасене ще доведе до твърдостта на забавената зона за гасене на пресечната точка на нормалното гасене и забавеното гасене, за да се намали първо и след това леко да се увеличи, докато най -накрая се стабилизира.
За 6061 алуминиева сплав, якостта на опън след нормално гасене и забавено гасене за 90 s са съответно 342MPa и 288MPa, а силата на добив е 315MPa и 252MPa, като и двете отговарят на стандартите за производителност на извадката.
Има регион с най -ниска твърдост, който се намалява от 95hb до 77hb след нормално гасене. Производителността тук е и най -ниската, с якост на опън от 271MPa и якост на добив 220MPa.
Чрез анализа на ANSYS беше установено, че скоростта на охлаждане в най -ниската точка на ефективност през 90 -те години забавена зона за гасене намалява с приблизително 3,5 ° С в секунда, което води до недостатъчен твърд разтвор на фазата на укрепването на фазата MG2SI. Според тази статия се вижда, че опасността за изпълнение се появява в зоната за забавено гасене на кръстовището на нормалното гасене и забавено гасене и не е далеч от кръстовището, което има важно ръководно значение за разумното задържане на опашката на екструдирането Крайни отпадъци от процеса.
Редактиран от май Джианг от Мат Алуминий
Време за публикация: 28-2024 август
