Unene mkubwa wa ukuta 6061T6 aloi ya alumini inahitaji kuzimwa baada ya extrusion ya moto. Kutokana na kizuizi cha extrusion isiyoendelea, sehemu ya wasifu itaingia kwenye eneo la baridi ya maji kwa kuchelewa. Wakati ingot fupi inayofuata inapoendelea kutolewa, sehemu hii ya wasifu itachelewa kuzimwa. Jinsi ya kushughulikia eneo la kuzima lililochelewa ni suala ambalo kila kampuni ya uzalishaji inapaswa kuzingatia. Wakati taka ya mchakato wa mwisho wa mkia ni mfupi, sampuli za utendaji zilizochukuliwa wakati mwingine zina sifa na wakati mwingine hazistahili. Wakati wa kuchukua tena kutoka kwa upande, utendaji unahitimu tena. Nakala hii inatoa maelezo yanayolingana kupitia majaribio.
1. Nyenzo za mtihani na mbinu
Nyenzo iliyotumiwa katika jaribio hili ni aloi ya alumini 6061. Muundo wake wa kemikali unaopimwa kwa uchanganuzi wa spectral ni kama ifuatavyo: Inakubaliana na kiwango cha utungaji wa aloi ya 6061 ya kimataifa ya GB/T 3190-1996.
Katika jaribio hili, sehemu ya wasifu uliotolewa ilichukuliwa kwa matibabu ya suluhisho dhabiti. Wasifu wa urefu wa 400mm uligawanywa katika maeneo mawili. Eneo la 1 lilipozwa moja kwa moja na maji na kuzimwa. Eneo la 2 lilipozwa hewani kwa sekunde 90 na kisha kupozwa kwa maji. Mchoro wa mtihani umeonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Profaili ya aloi ya 6061 iliyotumiwa katika jaribio hili ilitolewa na extruder ya 4000UST. Joto la mold ni 500 ° C, joto la fimbo ya kutupa ni 510 ° C, joto la plagi ya extrusion ni 525 ° C, kasi ya extrusion ni 2.1mm / s, baridi ya maji ya juu hutumiwa wakati wa mchakato wa extrusion, na 400mm. kipande cha mtihani wa urefu kinachukuliwa kutoka katikati ya wasifu uliomalizika. Upana wa sampuli ni 150mm na urefu ni 10.00mm.
Sampuli zilizochukuliwa ziligawanywa na kisha kufanyiwa matibabu ya suluhisho tena. Joto la suluhisho lilikuwa 530 ° C na wakati wa suluhisho ni masaa 4. Baada ya kuzitoa, sampuli ziliwekwa kwenye tanki kubwa la maji na kina cha maji cha 100mm. Tangi kubwa la maji linaweza kuhakikisha kuwa halijoto ya maji katika tanki la maji hubadilika kidogo baada ya sampuli katika ukanda wa 1 kupozwa na maji, hivyo basi kuzuia ongezeko la joto la maji lisiathiri kiwango cha kupoeza maji. Wakati wa mchakato wa kupoeza maji, hakikisha kuwa joto la maji liko kati ya 20-25 ° C. Sampuli zilizozimwa zilikuwa na umri wa 165°C*8h.
Chukua sehemu ya sampuli ya urefu wa 400mm 30mm upana 10mm nene, na ufanyie mtihani wa ugumu wa Brinell. Fanya vipimo 5 kila mm 10. Chukua thamani ya wastani ya ugumu wa Brinell 5 kama matokeo ya ugumu wa Brinell katika hatua hii, na uangalie muundo wa mabadiliko ya ugumu.
Sifa za kiufundi za wasifu zilijaribiwa, na sehemu ya mvutano ya 60mm ilidhibitiwa katika nafasi tofauti za sampuli ya 400mm ili kuchunguza sifa za mvutano na eneo la fracture.
Sehemu ya halijoto ya kuzima kwa sampuli iliyopozwa na maji na kuzimwa baada ya kuchelewa kwa miaka ya 90 iliigwa kupitia programu ya ANSYS, na viwango vya kupoeza wasifu katika nafasi tofauti vilichanganuliwa.
2. Matokeo ya majaribio na uchambuzi
2.1 Matokeo ya mtihani wa ugumu
Mchoro wa 2 unaonyesha mpito wa mabadiliko ya ugumu wa sampuli ya urefu wa 400mm iliyopimwa na kifaa cha kupima ugumu wa Brinell (urefu wa kitengo cha abscissa unawakilisha 10mm, na mizani 0 ni mstari wa kugawanya kati ya kuzima kwa kawaida na kuchelewa kuzima). Inaweza kupatikana kuwa ugumu kwenye mwisho wa kupozwa kwa maji ni thabiti karibu 95HB. Baada ya mstari wa kugawanya kati ya kuzima kwa maji ya baridi na kuchelewa kuzima kwa maji ya 90, ugumu huanza kupungua, lakini kiwango cha kupungua ni polepole katika hatua ya awali. Baada ya 40mm (89HB), ugumu hupungua kwa kasi, na kushuka hadi thamani ya chini (77HB) kwa 80mm. Baada ya 80mm, ugumu haukuendelea kupungua, lakini uliongezeka kwa kiasi fulani. Ongezeko lilikuwa dogo kiasi. Baada ya 130mm, ugumu ulibaki bila kubadilika karibu 83HB. Inaweza kudhaniwa kuwa kutokana na athari za uendeshaji wa joto, kiwango cha baridi cha sehemu ya kuzima iliyochelewa ilibadilika.
2.2 Matokeo ya mtihani wa utendaji na uchambuzi
Jedwali la 2 linaonyesha matokeo ya majaribio ya mvutano yaliyofanywa kwenye sampuli zilizochukuliwa kutoka nafasi tofauti za sehemu sambamba. Inaweza kupatikana kuwa nguvu ya mvutano na nguvu ya mavuno ya Nambari 1 na Nambari 2 karibu hakuna mabadiliko. Kadiri idadi ya miisho ya kuzima iliyochelewa inavyoongezeka, nguvu ya mvutano na nguvu ya mavuno ya aloi huonyesha mwelekeo mkubwa wa kushuka. Walakini, nguvu ya mkazo katika kila eneo la sampuli iko juu ya nguvu ya kawaida. Tu katika eneo lenye ugumu wa chini kabisa, nguvu ya mavuno ni ya chini kuliko kiwango cha sampuli, utendaji wa sampuli haustahili.
Mchoro wa 4 unaonyesha matokeo ya tabia ya mvutano wa sampuli Na. 3. Inaweza kupatikana kutoka kwenye Mchoro 4 kwamba mbali zaidi na mstari wa kugawanya, chini ya ugumu wa mwisho wa kuzima uliochelewa. Kupungua kwa ugumu kunaonyesha kuwa utendaji wa sampuli umepunguzwa, lakini ugumu hupungua polepole, hupungua tu kutoka 95HB hadi karibu 91HB mwishoni mwa sehemu ya sambamba. Kama inavyoonekana kutoka kwa matokeo ya utendaji katika Jedwali 1, nguvu ya mkazo ilipungua kutoka 342MPa hadi 320MPa kwa kupoeza maji. Wakati huo huo, iligundua kuwa hatua ya fracture ya sampuli ya mvutano pia iko mwisho wa sehemu ya sambamba na ugumu wa chini kabisa. Hii ni kwa sababu iko mbali na baridi ya maji, utendaji wa aloi umepunguzwa, na mwisho hufikia kikomo cha nguvu za mvutano kwanza kuunda shingo chini. Hatimaye, ondoka kutoka kwa kiwango cha chini kabisa cha utendakazi, na nafasi ya mapumziko inalingana na matokeo ya mtihani wa utendakazi.
Mchoro wa 5 unaonyesha curve ya ugumu wa sehemu ya sambamba ya sampuli Nambari 4 na nafasi ya fracture. Inaweza kupatikana kuwa mbali zaidi na mstari wa kugawanya wa maji-baridi, chini ya ugumu wa mwisho wa kuzima uliochelewa. Wakati huo huo, eneo la fracture pia ni mwisho ambapo ugumu ni wa chini, 86HB fractures. Kutoka kwa Jedwali la 2, hupatikana kuwa karibu hakuna deformation ya plastiki kwenye mwisho wa maji kilichopozwa. Kutoka kwa Jedwali 1, imebainika kuwa utendaji wa sampuli (nguvu ya kuvuta 298MPa, mavuno 266MPa) imepunguzwa sana. Nguvu ya mvutano ni 298MPa tu, ambayo haifikii nguvu ya mavuno ya mwisho wa kupozwa kwa maji (315MPa). Mwisho umeunda shingo chini wakati iko chini ya 315MPa. Kabla ya fracture, deformation ya elastic tu ilitokea katika eneo lililopozwa na maji. Mkazo ulipotoweka, mkazo kwenye mwisho wa kupozwa kwa maji ulitoweka. Matokeo yake, kiasi cha deformation katika eneo la baridi ya maji katika Jedwali 2 ina karibu hakuna mabadiliko. Sampuli huvunjika mwishoni mwa kiwango cha moto kilichochelewa, eneo lenye ulemavu hupunguzwa, na ugumu wa mwisho ni wa chini zaidi, na kusababisha kupunguzwa kwa kiasi kikubwa kwa matokeo ya utendaji.
Chukua sampuli kutoka kwa eneo la kuzima lililochelewa kwa 100% mwishoni mwa sampuli ya 400mm. Mchoro wa 6 unaonyesha mduara wa ugumu. Ugumu wa sehemu inayofanana umepunguzwa hadi 83-84HB na ni thabiti. Kwa sababu ya mchakato sawa, utendaji ni takriban sawa. Hakuna muundo dhahiri unaopatikana katika nafasi ya fracture. Utendaji wa aloi ni wa chini kuliko ule wa sampuli iliyozimwa na maji.
Ili kuchunguza zaidi ukawaida wa utendaji na kuvunjika, sehemu sambamba ya sampuli ya mvutano ilichaguliwa karibu na sehemu ya chini kabisa ya ugumu (77HB). Kutoka kwa Jedwali 1, iligundulika kuwa utendaji ulipunguzwa sana, na hatua ya fracture ilionekana kwenye hatua ya chini ya ugumu katika Mchoro 2.
2.3 Matokeo ya uchanganuzi wa ANSYS
Mchoro wa 7 unaonyesha matokeo ya uigaji wa ANSYS wa mikondo ya kupoeza katika nafasi tofauti. Inaweza kuonekana kuwa joto la sampuli katika eneo la baridi la maji limeshuka kwa kasi. Baada ya 5s, joto lilipungua hadi chini ya 100 ° C, na kwa 80mm kutoka kwa mstari wa kugawanya, joto lilipungua hadi karibu 210 ° C saa 90s. Kiwango cha wastani cha kushuka kwa joto ni 3.5 ° C / s. Baada ya sekunde 90 katika eneo la kupozea hewa la mwisho, halijoto hushuka hadi karibu 360°C, na kiwango cha wastani cha kushuka kwa 1.9°C/s.
Kupitia uchanganuzi wa utendaji na matokeo ya kuiga, imebainika kuwa utendaji wa eneo la kupozea maji na eneo la kuzima lililochelewa ni muundo wa mabadiliko ambao kwanza hupungua na kisha huongezeka kidogo. Imeathiriwa na baridi ya maji karibu na mstari wa kugawanya, upitishaji wa joto husababisha sampuli katika eneo fulani kushuka kwa kiwango cha baridi chini ya kile cha kupoza maji (3.5 ° C / s). Kwa sababu hiyo, Mg2Si, ambayo iliganda kwenye tumbo, ilinyesha kwa wingi katika eneo hili, na halijoto ilishuka hadi karibu 210°C baada ya sekunde 90. Kiasi kikubwa cha Mg2Si kilichonyesha kilisababisha athari ndogo ya kupoeza maji baada ya 90 s. Kiasi cha awamu ya uimarishaji ya Mg2Si kilichoongezeka baada ya matibabu ya kuzeeka kilipunguzwa sana, na utendakazi wa sampuli ulipunguzwa baadaye. Hata hivyo, eneo la kuzima lililochelewa lililo mbali na mstari wa kugawanya haliathiriwi kidogo na upitishaji joto wa kupozea maji, na aloi hupoa polepole chini ya hali ya kupoeza hewa (kiwango cha kupoeza 1.9°C/s). Ni sehemu ndogo tu ya awamu ya Mg2Si inayonyesha polepole, na halijoto ni 360C baada ya 90s. Baada ya kupozwa kwa maji, sehemu kubwa ya Mg2Si bado iko kwenye tumbo, na hutawanya na kushuka baada ya kuzeeka, ambayo ina jukumu la kuimarisha.
3. Hitimisho
Ilibainika kupitia majaribio kwamba kucheleweshwa kuzima kutasababisha ugumu wa eneo la kuzima lililochelewa kwenye makutano ya uzimaji wa kawaida na kuchelewa kuzima kupungua kwanza na kisha kuongezeka kidogo hadi hatimaye kutulia.
Kwa aloi ya 6061 ya alumini, nguvu za mvutano baada ya kuzimwa kwa kawaida na kuchelewa kuzimwa kwa 90 ni 342MPa na 288MPa mtawalia, na nguvu za mavuno ni 315MPa na 252MPa, ambazo zote zinakidhi viwango vya utendaji vya sampuli.
Kuna eneo lenye ugumu wa chini kabisa, ambao hupunguzwa kutoka 95HB hadi 77HB baada ya kuzimwa kwa kawaida. Utendaji hapa pia ni wa chini kabisa, na nguvu ya mvutano ya 271MPa na nguvu ya mavuno ya 220MPa.
Kupitia uchanganuzi wa ANSYS, ilibainika kuwa kiwango cha kupoeza katika kiwango cha chini kabisa cha utendakazi katika ukanda wa kuzima uliocheleweshwa wa miaka ya 90 kilipungua kwa takriban 3.5°C kwa sekunde, na kusababisha ukosefu wa suluhu thabiti la awamu ya kuimarisha Mg2Si. Kulingana na kifungu hiki, inaweza kuonekana kuwa sehemu ya hatari ya utendakazi inaonekana katika eneo la kuzima lililochelewa kwenye makutano ya kuzimwa kwa kawaida na kuchelewa kuzima, na sio mbali na makutano, ambayo ina umuhimu muhimu wa uhifadhi wa mkia wa extrusion. kumaliza upotezaji wa mchakato.
Imehaririwa na May Jiang kutoka MAT Aluminium
Muda wa kutuma: Aug-28-2024
