Aloi ya 6063 ya alumini ni ya aloi ya alumini isiyo na aloi ya chini inayoweza kutibika kwa joto. Ina utendaji bora wa ukingo wa extrusion, upinzani mzuri wa kutu na sifa za kina za mitambo. Pia hutumiwa sana katika sekta ya magari kwa sababu ya rangi yake ya oxidation rahisi. Kwa kuongeza kasi ya mwenendo wa magari mepesi, matumizi ya vifaa vya 6063 vya aloi ya alumini katika tasnia ya magari pia imeongezeka zaidi.
Microstructure na mali ya vifaa vya extruded huathiriwa na athari za pamoja za kasi ya extrusion, joto la extrusion na uwiano wa extrusion. Miongoni mwao, uwiano wa extrusion ni hasa kuamua na shinikizo extrusion, ufanisi wa uzalishaji na vifaa vya uzalishaji. Wakati uwiano wa extrusion ni mdogo, deformation ya alloy ni ndogo na uboreshaji wa microstructure sio dhahiri; kuongeza uwiano wa extrusion inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa nafaka, kuvunja awamu ya pili ya coarse, kupata microstructure sare, na kuboresha mali ya mitambo ya aloi.
Aloi za alumini 6061 na 6063 hupitia urekebishaji wa nguvu wakati wa mchakato wa extrusion. Wakati joto la extrusion ni mara kwa mara, uwiano wa extrusion unapoongezeka, ukubwa wa nafaka hupungua, awamu ya kuimarisha hutawanywa vizuri, na nguvu ya kuvuta na kupanua kwa alloy huongezeka ipasavyo; hata hivyo, uwiano wa extrusion unapoongezeka, nguvu ya extrusion inayohitajika kwa mchakato wa extrusion pia huongezeka, na kusababisha athari kubwa ya joto, na kusababisha joto la ndani la aloi kuongezeka, na utendaji wa bidhaa kupungua. Jaribio hili linachunguza athari za uwiano wa extrusion, hasa uwiano mkubwa wa extrusion, kwenye muundo mdogo na sifa za kiufundi za aloi ya 6063 ya alumini.
1 Nyenzo na njia za majaribio
Nyenzo ya majaribio ni aloi ya alumini 6063, na muundo wa kemikali unaonyeshwa kwenye Jedwali 1. Ukubwa wa awali wa ingot ni Φ55 mm×165 mm, na huchakatwa kwenye billet ya extrusion yenye ukubwa wa Φ50 mm×150 mm baada ya homogenization. matibabu saa 560 ℃ kwa 6 h. Billet huwashwa hadi 470 ℃ na kuwekwa joto. Joto la kupasha joto la pipa la extrusion ni 420 ℃, na joto la joto la mold ni 450 ℃. Wakati kasi ya extrusion (kasi ya kusonga fimbo ya extrusion) V = 5 mm / s inabakia bila kubadilika, vikundi 5 vya vipimo vya uwiano tofauti wa extrusion hufanyika, na uwiano wa extrusion R ni 17 (sambamba na kipenyo cha shimo la kufa D = 12 mm), 25 (D=10 mm), 39 (D=8 mm), 69 (D=6 mm), na 156 (D=4 mm).
Jedwali 1 Nyimbo za kemikali za 6063 Al aloi (wt/%)
Baada ya kusaga sandarusi na ung'arisha mitambo, sampuli za metallografia ziliwekwa na kitendanishi cha HF chenye kiasi cha 40% kwa takriban s 25, na muundo wa metallografia wa sampuli ulizingatiwa kwenye darubini ya macho ya LEICA-5000. Sampuli ya uchanganuzi wa unamu yenye ukubwa wa mm 10×10 ilikatwa kutoka katikati ya sehemu ya longitudinal ya fimbo iliyotoka nje, na usagaji wa kimitambo na etching ulifanyika ili kuondoa safu ya mkazo ya uso. Takwimu zisizo kamili za nguzo za ndege tatu za fuwele {111}, {200}, na {220} za sampuli zilipimwa na kichanganuzi cha utengano wa X'Pert Pro MRD X-ray cha Kampuni ya PANalytical, na data ya maandishi ilichakatwa na kuchambuliwa. na X'Pert Data View na X'Pert Texture programu.
Mfano wa mvutano wa aloi ya kutupwa ilichukuliwa kutoka katikati ya ingot, na sampuli ya mvutano ilikatwa kando ya mwelekeo wa extrusion baada ya extrusion. Ukubwa wa eneo la kupima ulikuwa Φ4 mm×28 mm. Jaribio la mvutano lilifanywa kwa kutumia mashine ya kupima nyenzo ya SANS CMT5105 yenye kasi ya 2 mm/min. Thamani ya wastani ya vielelezo vitatu vya kawaida ilikokotolewa kama data ya mali ya mitambo. Mofolojia ya kuvunjika kwa vielelezo vya mvutano ilizingatiwa kwa kutumia darubini ya skanning ya ukuzaji wa chini (Quanta 2000, FEI, USA).
2 Matokeo na majadiliano
Mchoro wa 1 unaonyesha muundo wa madini wa aloi ya alumini ya as-cast 6063 kabla na baada ya matibabu ya homogenization. Kama inavyoonyeshwa katika Mchoro 1a, nafaka za α-Al katika muundo mdogo wa as-cast hutofautiana kwa ukubwa, idadi kubwa ya awamu za reticular β-Al9Fe2Si2 hukusanyika kwenye mipaka ya nafaka, na idadi kubwa ya awamu za punjepunje za Mg2Si zipo ndani ya nafaka. Baada ya ingot kusawazishwa kwa 560 ℃ kwa saa 6, awamu ya eutectic isiyo na usawa kati ya dendrites ya aloi kufutwa hatua kwa hatua, vipengele vya aloi kufutwa ndani ya tumbo, muundo mdogo ulikuwa sare, na ukubwa wa wastani wa nafaka ulikuwa kama 125 μm (Mchoro 1b. )
Kabla ya homogenization
Baada ya matibabu ya sare kwa 600 ° C kwa masaa 6
Mtini.1 Muundo wa metallografia wa aloi ya alumini 6063 kabla na baada ya matibabu ya homogenization
Mchoro wa 2 unaonyesha kuonekana kwa baa 6063 za aloi za alumini na uwiano tofauti wa extrusion. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2, ubora wa uso wa baa 6063 za aloi za alumini zilizotolewa na uwiano tofauti wa extrusion ni nzuri, hasa wakati uwiano wa extrusion umeongezeka hadi 156 (sambamba na kasi ya plagi ya bar ya 48 m / min), bado hakuna. kasoro za extrusion kama vile nyufa na ngozi kwenye uso wa baa, ikionyesha kuwa aloi ya alumini 6063 pia ina nzuri. moto extrusion kutengeneza utendaji chini ya kasi ya juu na uwiano kubwa extrusion.
Mtini.2 Mwonekano wa vijiti vya aloi 6063 na uwiano tofauti wa extrusion
Mchoro wa 3 unaonyesha muundo mdogo wa metallografia wa sehemu ya longitudinal ya upau wa aloi ya 6063 na uwiano tofauti wa extrusion. Muundo wa nafaka wa bar na uwiano tofauti wa extrusion unaonyesha viwango tofauti vya urefu au uboreshaji. Wakati uwiano wa extrusion ni 17, nafaka za awali huinuliwa kando ya mwelekeo wa extrusion, ikifuatana na uundaji wa idadi ndogo ya nafaka zilizofanywa upya, lakini nafaka bado ni mbaya, na ukubwa wa wastani wa 85 μm (Mchoro 3a) ; wakati uwiano wa extrusion ni 25, nafaka ni vunjwa zaidi nyembamba, idadi ya nafaka recrystallized huongezeka, na wastani wa ukubwa wa nafaka hupungua kwa karibu 71 μm (Kielelezo 3b); wakati uwiano wa extrusion ni 39, isipokuwa kwa idadi ndogo ya nafaka zilizoharibika, muundo wa microstructure kimsingi unajumuisha nafaka zilizosawazishwa za ukubwa usio sawa, na ukubwa wa wastani wa nafaka kuhusu 60 μm (Kielelezo 3c); wakati uwiano wa extrusion ni 69, mchakato wa uboreshaji wa nguvu umekamilika kimsingi, nafaka za awali za coarse zimebadilishwa kabisa kuwa nafaka zilizopangwa kwa usawa, na ukubwa wa wastani wa nafaka husafishwa hadi karibu 41 μm (Kielelezo 3d); wakati uwiano wa extrusion ni 156, pamoja na maendeleo kamili ya mchakato wa recrystallization ya nguvu, muundo wa microstructure ni sare zaidi, na ukubwa wa nafaka husafishwa sana hadi 32 μm (Mchoro 3e). Kwa kuongezeka kwa uwiano wa extrusion, mchakato wa urekebishaji wa nguvu unaendelea kikamilifu zaidi, muundo wa aloi unakuwa sawa zaidi, na ukubwa wa nafaka husafishwa kwa kiasi kikubwa (Mchoro 3f).
Mtini.3 Muundo wa metali na ukubwa wa nafaka wa sehemu ya longitudinal ya vijiti vya aloi 6063 na uwiano tofauti wa extrusion.
Mchoro wa 4 unaonyesha takwimu za nguzo kinyume za baa 6063 za aloi za alumini na uwiano tofauti wa extrusion kando ya mwelekeo wa extrusion. Inaweza kuonekana kuwa miundo midogo ya baa za aloi zilizo na uwiano tofauti wa extrusion zote hutoa mwelekeo dhahiri wa upendeleo. Wakati uwiano wa extrusion ni 17, muundo dhaifu <115>+<100> huundwa (Mchoro 4a); wakati uwiano wa extrusion ni 39, vipengele vya texture ni nguvu zaidi ya <100> texture na kiasi kidogo cha <115> texture dhaifu (Kielelezo 4b); wakati uwiano wa extrusion ni 156, vijenzi vya umbile ni <100> umbile lenye nguvu iliyoongezeka kwa kiasi kikubwa, huku umbile la <115> linatoweka (Mchoro 4c). Uchunguzi umeonyesha kuwa metali za mchemraba zilizo katikati ya uso huunda zaidi maandishi ya waya <111> na <100> wakati wa kutoa na kuchora. Mara baada ya texture ni sumu, joto la chumba mali mitambo ya aloi kuonyesha dhahiri anisotropy. Nguvu ya texture huongezeka na ongezeko la uwiano wa extrusion, kuonyesha kwamba idadi ya nafaka katika mwelekeo fulani wa kioo sambamba na mwelekeo wa extrusion katika aloi huongezeka hatua kwa hatua, na nguvu ya longitudinal tensile ya aloi huongezeka. Mifumo ya uimarishaji wa vifaa vya moto vya aloi ya 6063 ya alumini ni pamoja na uimarishaji mzuri wa nafaka, uimarishaji wa kutenganisha, uimarishaji wa texture, nk. Ndani ya vigezo mbalimbali vya mchakato vinavyotumiwa katika utafiti huu wa majaribio, kuongeza uwiano wa extrusion kuna athari ya kukuza juu ya taratibu za kuimarisha hapo juu.
Mchoro wa 4 wa fimbo ya aloi ya 6063 ya aloi ya nyuma na uwiano tofauti wa extrusion kando ya mwelekeo wa extrusion.
Mchoro wa 5 ni histogram ya sifa za mvutano wa aloi ya alumini 6063 baada ya deformation katika uwiano tofauti wa extrusion. Nguvu ya mvutano ya aloi ya kutupwa ni 170 MPa na urefu ni 10.4%. Nguvu ya mvutano na urefu wa aloi baada ya extrusion inaboreshwa kwa kiasi kikubwa, na nguvu ya mvutano na urefu huongezeka polepole na ongezeko la uwiano wa extrusion. Wakati uwiano wa extrusion ni 156, nguvu ya mvutano na urefu wa aloi hufikia thamani ya juu, ambayo ni 228 MPa na 26.9%, mtawaliwa, ambayo ni karibu 34% ya juu kuliko nguvu ya mvutano ya aloi ya kutupwa na karibu 158% ya juu kuliko. urefu. Nguvu ya mvutano ya aloi ya 6063 ya alumini iliyopatikana kwa uwiano mkubwa wa extrusion ni karibu na thamani ya nguvu ya mvutano (240 MPa) iliyopatikana kwa 4-pass sawa channel angular extrusion (ECAP), ambayo ni ya juu zaidi kuliko thamani ya nguvu ya mvutano (171.1 MPa) kupatikana kwa 1-pass extrusion ECAP ya 6063 aloi ya alumini. Inaweza kuonekana kuwa uwiano mkubwa wa extrusion unaweza kuboresha mali ya mitambo ya alloy kwa kiasi fulani.
Kuimarishwa kwa sifa za mitambo ya aloi kwa uwiano wa extrusion hasa hutoka kwa kuimarisha uboreshaji wa nafaka. Kadiri uwiano wa extrusion unavyoongezeka, nafaka husafishwa na msongamano wa kuhama huongezeka. Mipaka zaidi ya nafaka kwa kila eneo la kitengo inaweza kuzuia kwa ufanisi harakati za kutengana, pamoja na harakati za pamoja na msongamano wa kutengana, na hivyo kuboresha nguvu ya aloi. Nafaka nzuri zaidi, mipaka ya nafaka yenye mateso zaidi, na deformation ya plastiki inaweza kutawanywa katika nafaka zaidi, ambayo haifai kuundwa kwa nyufa, achilia mbali uenezi wa nyufa. Nishati zaidi inaweza kufyonzwa wakati wa mchakato wa fracture, na hivyo kuboresha plastiki ya alloy.
Mtini.5 Sifa za mvutano wa aloi ya 6063 ya alumini baada ya kutupwa na extrusion
Mofolojia ya mvutano wa fracture ya aloi baada ya deformation na uwiano tofauti wa extrusion inavyoonekana katika Mchoro 6. Hakuna dimples zilizopatikana katika mofolojia ya fracture ya sampuli ya as-cast (Mchoro 6a), na fracture iliundwa hasa na maeneo ya gorofa na kingo za kupasuka. , ikionyesha kwamba utaratibu wa kuvunjika kwa mvutano wa aloi ya as-cast ulikuwa hasa wa kuvunjika kwa brittle. Morpholojia ya fracture ya aloi baada ya extrusion imebadilika kwa kiasi kikubwa, na fracture inaundwa na idadi kubwa ya dimples equiaxed, kuonyesha kwamba utaratibu wa fracture ya aloi baada ya extrusion imebadilika kutoka fracture brittle kwa fracture ductile. Wakati uwiano wa extrusion ni mdogo, dimples ni duni na ukubwa wa dimple ni kubwa, na usambazaji haufanani; uwiano wa extrusion unapoongezeka, idadi ya dimples huongezeka, ukubwa wa dimple ni ndogo na usambazaji ni sare (Mchoro 6b~f), ambayo ina maana kwamba aloi ina plastiki bora zaidi, ambayo inaendana na matokeo ya mtihani wa sifa za mitambo hapo juu.
3 Hitimisho
Katika jaribio hili, athari za uwiano tofauti wa extrusion kwenye muundo mdogo na mali ya aloi ya 6063 ya alumini zilichambuliwa chini ya hali ya kuwa ukubwa wa billet, joto la joto la ingot na kasi ya extrusion ilibakia bila kubadilika. Hitimisho ni kama ifuatavyo:
1) Urekebishaji wa nguvu hutokea katika aloi ya 6063 ya alumini wakati wa extrusion ya moto. Kwa kuongezeka kwa uwiano wa extrusion, nafaka husafishwa kila wakati, na nafaka zilizoinuliwa kando ya mwelekeo wa extrusion hubadilishwa kuwa nafaka zilizosawazishwa, na nguvu ya <100> texture ya waya huongezeka mara kwa mara.
2) Kutokana na athari za kuimarisha nafaka nzuri, mali ya mitambo ya alloy inaboreshwa na ongezeko la uwiano wa extrusion. Ndani ya anuwai ya vigezo vya mtihani, wakati uwiano wa extrusion ni 156, nguvu ya mvutano na urefu wa aloi hufikia viwango vya juu vya 228 MPa na 26.9%, mtawaliwa.
Picha
3) Mofolojia ya kuvunjika kwa sampuli ya as-cast inaundwa na maeneo tambarare na kingo za machozi. Baada ya extrusion, fracture inaundwa na idadi kubwa ya dimples equiaxed, na utaratibu wa fracture hubadilishwa kutoka fracture brittle hadi fracture ductile.
Muda wa kutuma: Nov-30-2024
