Unene mkubwa wa ukuta 6061t6 aloi ya alumini inahitaji kuzima baada ya extrusion moto. Kwa sababu ya kiwango cha juu cha extsion ya kutofautisha, sehemu ya wasifu itaingia katika eneo la baridi-maji na kuchelewesha. Wakati ingot fupi inayofuata inaendelea kutolewa, sehemu hii ya wasifu itacheleweshwa kuzima. Jinsi ya kukabiliana na eneo la kuchelewesha kuzima ni suala ambalo kila kampuni ya uzalishaji inahitaji kuzingatia. Wakati taka za mchakato wa mwisho wa mkia ni mfupi, sampuli za utendaji zilizochukuliwa wakati mwingine zina sifa na wakati mwingine hazina sifa. Wakati wa kurudi tena kutoka upande, utendaji unastahili tena. Nakala hii inatoa maelezo yanayolingana kupitia majaribio.
1. Vifaa vya Mtihani na Mbinu
Nyenzo inayotumiwa katika jaribio hili ni aloi ya aluminium 6061. Muundo wake wa kemikali unaopimwa na uchambuzi wa watazamaji ni kama ifuatavyo: Inakubaliana na GB/T 3190-1996 Kimataifa 6061 Aluminium Aloi ya Utengenezaji.
Katika jaribio hili, sehemu ya wasifu uliotolewa ilichukuliwa kwa matibabu ya suluhisho thabiti. Profaili ndefu 400mm iligawanywa katika maeneo mawili. Sehemu ya 1 ilichomwa moja kwa moja na kumalizika. Sehemu ya 2 ilipozwa hewani kwa sekunde 90 na kisha ikapozwa na maji. Mchoro wa jaribio umeonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Profaili ya aloi ya aluminium 6061 iliyotumiwa katika jaribio hili iliongezwa na extruder 4000st. Joto la ukungu ni 500 ° C, joto la fimbo ya kutupwa ni 510 ° C, joto la ziada ni 525 ° C, kasi ya extrusion ni 2.1mm/s, baridi ya maji ya kiwango cha juu hutumiwa wakati wa mchakato wa extrusion, na 400mm Sehemu ya mtihani wa urefu huchukuliwa kutoka katikati ya wasifu uliomalizika. Upana wa mfano ni 150mm na urefu ni 10.00mm.
Sampuli zilizochukuliwa ziligawanywa na kisha zikafanywa matibabu ya suluhisho tena. Joto la suluhisho lilikuwa 530 ° C na wakati wa suluhisho ulikuwa masaa 4. Baada ya kuwatoa, sampuli ziliwekwa kwenye tanki kubwa la maji na kina cha maji cha 100mm. Tangi kubwa ya maji inaweza kuhakikisha kuwa joto la maji kwenye tank ya maji hubadilika kidogo baada ya sampuli katika eneo la 1 limepozwa maji, kuzuia kuongezeka kwa joto la maji kutoka kuathiri kiwango cha baridi cha maji. Wakati wa mchakato wa baridi ya maji, hakikisha kuwa joto la maji liko ndani ya safu ya 20-25 ° C. Sampuli zilizomalizika zilikuwa na umri wa miaka 165 ° C*8H.
Chukua sehemu ya sampuli 400mm urefu wa 30mm kwa upana 10mm, na fanya mtihani wa ugumu wa Brinell. Fanya vipimo 5 kila 10mm. Chukua thamani ya wastani ya ugumu wa Brinell 5 kama ugumu wa Brinell katika hatua hii, na uangalie muundo wa ugumu wa ugumu.
Sifa za mitambo ya wasifu zilijaribiwa, na sehemu ya sambamba ya 60mm ilidhibitiwa katika nafasi tofauti za sampuli 400mm ili kuona mali tensile na eneo la kupunguka.
Sehemu ya joto ya kuzima kwa maji iliyochomwa kwa sampuli na kuzima baada ya kucheleweshwa kwa 90s ilibadilishwa kupitia programu ya ANSYS, na viwango vya baridi vya wasifu katika nafasi tofauti vilichambuliwa.
2. Matokeo ya majaribio na uchambuzi
2.1 Matokeo ya Mtihani wa Ugumu
Kielelezo cha 2 kinaonyesha mabadiliko ya ugumu wa sampuli ya urefu wa 400mm iliyopimwa na tester ya ugumu wa Brinell (urefu wa kitengo cha Abscissa unawakilisha 10mm, na kiwango 0 ni mstari wa kugawa kati ya kuzima kawaida na kuzima kwa kuchelewesha). Inaweza kupatikana kuwa ugumu wa mwisho wa maji-uliopozwa ni karibu 95hb. Baada ya mstari wa mgawanyiko kati ya kuzima kwa maji na kuchelewesha kuzima maji 90s, ugumu huanza kupungua, lakini kiwango cha kupungua ni polepole katika hatua za mwanzo. Baada ya 40mm (89hb), ugumu huanguka sana, na kushuka kwa bei ya chini (77hb) saa 80mm. Baada ya 80mm, ugumu haukuendelea kupungua, lakini uliongezeka kwa kiwango fulani. Ongezeko lilikuwa ndogo. Baada ya 130mm, ugumu ulibaki bila kubadilika karibu 83hb. Inaweza kudhaniwa kuwa kwa sababu ya athari ya uzalishaji wa joto, kiwango cha baridi cha sehemu iliyocheleweshwa ilibadilika.
2.2 Matokeo ya Mtihani wa Utendaji na Uchambuzi
Jedwali 2 linaonyesha matokeo ya majaribio magumu yaliyofanywa kwenye sampuli zilizochukuliwa kutoka nafasi tofauti za sehemu inayofanana. Inaweza kupatikana kuwa nguvu tensile na nguvu ya mavuno ya Na. 1 na No. 2 hazina mabadiliko. Kadiri idadi ya kuzima kuzima inapoongezeka, nguvu tensile na nguvu ya mavuno ya aloi zinaonyesha hali kubwa ya kushuka. Walakini, nguvu tensile katika kila eneo la sampuli iko juu ya nguvu ya kawaida. Katika eneo tu na ugumu wa chini, nguvu ya mavuno ni chini kuliko kiwango cha sampuli, utendaji wa sampuli haufai.
Kielelezo cha 4 kinaonyesha matokeo ya mali ya sampuli Na. 3. Inaweza kupatikana kutoka Kielelezo 4 kwamba mbali zaidi na mstari wa kugawanya, kupunguza ugumu wa mwisho wa kuzima. Kupungua kwa ugumu kunaonyesha kuwa utendaji wa sampuli hupunguzwa, lakini ugumu hupungua polepole, hupungua tu kutoka 95hb hadi karibu 91hb mwisho wa sehemu inayofanana. Kama inavyoonekana kutoka kwa matokeo ya utendaji kwenye Jedwali 1, nguvu tensile ilipungua kutoka 342MPA hadi 320MPA kwa baridi ya maji. Wakati huo huo, iligundulika kuwa hatua ya kupunguka ya sampuli tensile pia iko mwisho wa sehemu inayofanana na ugumu wa chini. Hii ni kwa sababu iko mbali na baridi ya maji, utendaji wa aloi hupunguzwa, na mwisho hufikia kikomo cha nguvu ya kwanza kwanza kuunda shingo chini. Mwishowe, mapumziko kutoka kwa kiwango cha chini cha utendaji, na msimamo wa mapumziko ni sawa na matokeo ya mtihani wa utendaji.
Kielelezo 5 kinaonyesha ugumu wa sehemu inayofanana ya sampuli Na. 4 na msimamo wa kupunguka. Inaweza kupatikana kuwa mbali na mstari wa kugawanya maji-baridi, kupunguza ugumu wa mwisho wa kuzima. Wakati huo huo, eneo la kupasuka pia ni mwisho ambapo ugumu uko chini, 86hb fractures. Kutoka Jedwali 2, hugunduliwa kuwa karibu hakuna deformation ya plastiki mwishoni mwa maji. Kutoka kwa Jedwali 1, hugunduliwa kuwa utendaji wa mfano (nguvu tensile 298MPa, mavuno 266mpa) hupunguzwa sana. Nguvu tensile ni 298MPa tu, ambayo haifikii nguvu ya mavuno ya mwisho wa maji (315MPA). Mwisho umeunda shingo chini wakati iko chini kuliko 315mpa. Kabla ya kupunguka, deformation tu ya elastic ilitokea katika eneo lililopozwa na maji. Wakati mafadhaiko yalipopotea, mnachuja kwenye mwisho wa maji ulipotea. Kama matokeo, kiwango cha deformation katika eneo la baridi-maji kwenye Jedwali 2 haina mabadiliko yoyote. Sampuli huvunja mwisho wa moto wa kiwango cha kuchelewesha, eneo lililoharibika limepunguzwa, na ugumu wa mwisho ni wa chini kabisa, na kusababisha kupunguzwa kwa matokeo ya utendaji.
Chukua sampuli kutoka eneo la kuchelewesha 100% mwishoni mwa mfano wa 400mm. Kielelezo 6 kinaonyesha ugumu wa Curve. Ugumu wa sehemu inayofanana hupunguzwa kuwa karibu 83-84HB na ni sawa. Kwa sababu ya mchakato huo huo, utendaji ni sawa. Hakuna muundo dhahiri unaopatikana katika nafasi ya kupunguka. Utendaji wa aloi ni chini kuliko ile ya sampuli iliyomalizika maji.
Ili kuchunguza zaidi utaratibu wa utendaji na kupunguka, sehemu inayofanana ya mfano wa tensile ilichaguliwa karibu na hatua ya chini ya ugumu (77hb). Kutoka Jedwali 1, iligundulika kuwa utendaji ulipunguzwa sana, na hatua ya kupunguka ilionekana katika kiwango cha chini cha ugumu katika Mchoro 2.
2.3 Matokeo ya uchambuzi wa ANSYS
Kielelezo 7 kinaonyesha matokeo ya simulation ya ANSYS ya curve za baridi katika nafasi tofauti. Inaweza kuonekana kuwa joto la sampuli katika eneo la baridi-maji lilishuka haraka. Baada ya 5s, joto lilishuka hadi chini ya 100 ° C, na kwa 80mm kutoka kwa mgawanyiko, hali ya joto ilishuka hadi karibu 210 ° C kwa 90s. Kushuka kwa joto wastani ni 3.5 ° C/s. Baada ya sekunde 90 katika eneo la baridi la hewa, joto huanguka hadi 360 ° C, na kiwango cha wastani cha kushuka kwa 1.9 ° C/s.
Kupitia uchambuzi wa utendaji na matokeo ya simulizi, hugunduliwa kuwa utendaji wa eneo la maji-baridi na eneo la kuchelewesha ni muundo wa mabadiliko ambao hupungua kwanza na kisha huongezeka kidogo. Imeathiriwa na baridi ya maji karibu na mstari wa mgawanyiko, uzalishaji wa joto husababisha sampuli katika eneo fulani kushuka kwa kiwango cha baridi chini ya ile ya baridi ya maji (3.5 ° C/s). Kama matokeo, MG2SI, ambayo iliimarisha ndani ya tumbo, iliyowekwa kwa idadi kubwa katika eneo hili, na joto lilipungua hadi 210 ° C baada ya sekunde 90. Kiasi kikubwa cha Mg2SI iliyosababishwa ilisababisha athari ndogo ya baridi ya maji baada ya 90 s. Kiasi cha awamu ya uimarishaji wa MG2SI iliyowekwa baada ya matibabu ya kuzeeka ilipunguzwa sana, na utendaji wa mfano ulipunguzwa baadaye. Walakini, eneo la kuchelewesha kuzima mbali mbali na mstari wa mgawanyiko halijaathiriwa sana na uzalishaji wa joto la maji, na aloi hupunguza polepole chini ya hali ya baridi ya hewa (kiwango cha baridi 1.9 ° C/s). Sehemu ndogo tu ya awamu ya MG2SI hupunguza polepole, na joto ni 360C baada ya 90s. Baada ya baridi ya maji, sehemu nyingi za MG2SI bado ziko kwenye matrix, na hutawanya na husababisha baada ya kuzeeka, ambayo inachukua jukumu la kuimarisha.
3. Hitimisho
Ilipatikana kupitia majaribio ambayo kuchelewesha kuzima itasababisha ugumu wa ukanda wa kuchelewesha kuzima kwenye makutano ya kuzima kawaida na kuchelewesha kuzima ili kupungua kwanza na kisha kuongezeka kidogo hadi hatimaye imetulia.
Kwa aloi ya aluminium 6061, nguvu tensile baada ya kuzima kawaida na kuchelewesha kuzima kwa 90 s ni 342MPA na 288MPa mtawaliwa, na nguvu za mavuno ni 315MPA na 252MPA, zote mbili zinakidhi viwango vya utendaji wa mfano.
Kuna mkoa ulio na ugumu wa chini kabisa, ambao hupunguzwa kutoka 95hb hadi 77hb baada ya kuzima kawaida. Utendaji hapa pia ni wa chini zaidi, na nguvu tensile ya 271MPA na nguvu ya mavuno ya 220MPA.
Kupitia uchambuzi wa ANSYS, iligundulika kuwa kiwango cha baridi katika kiwango cha chini cha utendaji katika eneo la 90s kucheleweshwa kuzima ilipungua kwa takriban 3.5 ° C kwa sekunde, na kusababisha suluhisho kamili la awamu ya uimarishaji ya Mg2SI. Kulingana na nakala hii, inaweza kuonekana kuwa hatua ya hatari ya utendaji inaonekana katika eneo la kuchelewesha kuzima kwenye makutano ya kuzima kawaida na kuchelewesha kumaliza, na sio mbali na makutano, ambayo ina umuhimu wa mwongozo kwa uhifadhi mzuri wa mkia wa extrusion mwisho wa mchakato wa taka.
Ilihaririwa na Mei Jiang kutoka Mat Aluminium
Wakati wa chapisho: Aug-28-2024
