הקלת המשקל של מכוניות היא מטרה משותפת של תעשיית הרכב העולמית. הגדלת השימוש בחומרי סגסוגת אלומיניום ברכיבי רכב היא כיוון הפיתוח עבור כלי רכב מודרניים מסוג חדש. סגסוגת אלומיניום 6082 היא סגסוגת אלומיניום מחוזקת הניתנת לטיפול בחום, בעלת חוזק בינוני, יכולת צורה מעולה, יכולת ריתוך, עמידות בפני עייפות ועמידות בפני קורוזיה. ניתן להוציא סגסוגת זו לתוך צינורות, מוטות ופרופילים, והיא נמצאת בשימוש נרחב ברכיבי רכב, חלקי מבנה מרותכים, תחבורה ותעשיית הבנייה.
נכון לעכשיו, יש מחקר מוגבל על סגסוגת אלומיניום 6082 לשימוש ברכבי אנרגיה חדשים בסין. לכן, מחקר ניסיוני זה חוקר את ההשפעות של טווח תכולת אלמנטים מסגסוגת אלומיניום 6082, פרמטרים של תהליך שחול, שיטות כיבוי וכו', על הביצועים והמיקרו-מבנה של פרופיל הסגסוגת. מחקר זה נועד לייעל את הרכב הסגסוגת ואת פרמטרי התהליך כדי לייצר 6082 חומרי סגסוגת אלומיניום המתאימים לרכבי אנרגיה חדשים.
1. בדיקות חומרים ושיטות
זרימת תהליך ניסיוני: יחס הרכב סגסוגת - התכת מטיל - הומוגזציה של מטיל - ניסור מטיל לתוך בילטים - שחול פרופילים - כיבוי מקוון של פרופילים - יישון מלאכותי - הכנת דגימות בדיקה.
1.1 הכנת מטיל
בתוך הטווח הבינלאומי של 6082 קומפוזיציות סגסוגת אלומיניום, נבחרו שלוש קומפוזיציות עם טווחי בקרה צרים יותר, שסומנו כ-6082-/6082″, 6082-Z, עם אותה תכולת אלמנט Si. תוכן אלמנט Mg, y > z; תוכן אלמנט Mn, x > y > z; Cr, תוכן רכיב Ti, x > y = z. ערכי היעד הספציפיים של הרכב הסגסוגת מוצגים בטבלה 1. יציקת מטיל בוצעה בשיטת יציקה חצי רציפה בקירור מים, ולאחר מכן טיפול הומוגניזציה. כל שלושת המטילים הומוגגו באמצעות המערכת שהוקמה במפעל ב-560 מעלות צלזיוס למשך שעתיים עם קירור ערפל מים.
1.2 שחול פרופילים
הפרמטרים של תהליך האקסטרוזיה הותאמו כראוי לטמפרטורת חימום בילט וקצב קירור המרווה. החתך של הפרופילים שחולצו מוצג באיור 1. הפרמטרים של תהליך האקסטרוזיה מוצגים בטבלה 2. מצב היווצרות של פרופילים שחול מוצג באיור 2.
2. תוצאות בדיקה וניתוח
ההרכב הכימי הספציפי של פרופילי סגסוגת האלומיניום 6082 בשלושת טווחי ההרכב נקבע באמצעות ספקטרומטר לקריאה ישירה של ARL, כפי שמוצג בטבלה 3.
2.1 בדיקת ביצועים
לשם השוואה, נבדקו הביצועים של שלושת פרופילי הסגסוגת בטווח ההרכבים עם שיטות מרווה שונות, פרמטרי שחול זהים ותהליכי יישון.
2.1.1 ביצועים מכניים
לאחר יישון מלאכותי ב-175°C למשך 8 שעות, נלקחו דגימות סטנדרטיות מכיוון שחול הפרופילים לבדיקת מתיחה באמצעות מכונת בדיקה אוניברסלית אלקטרונית של Shimadzu AG-X100. ביצועים מכניים לאחר הזדקנות מלאכותית עבור קומפוזיציות ושיטות מרווה שונות מוצגים בטבלה 4.
מטבלה 4 ניתן לראות שהביצועים המכניים של כל הפרופילים עולים על ערכי התקן הלאומיים. לפרופילים שהופקו מסגסוגת 6082-Z הייתה התארכות נמוכה יותר לאחר שבר. פרופילים שהופקו מסגסוגת 6082-7 בילט היו בעלי הביצועים המכניים הגבוהים ביותר. פרופילי סגסוגת 6082-X, עם שיטות שונות של פתרון מוצק, הציגו ביצועים גבוהים יותר עם שיטות מרווה קירור מהירות.
2.1.2 בדיקת ביצועים בכיפוף
באמצעות מכונת בדיקה אוניברסלית אלקטרונית, נערכו בדיקות כיפוף שלוש נקודות על דגימות, ותוצאות הכיפוף מוצגות באיור 3. איור 3 מראה שלמוצרים שהופקו מסגסוגת 6082-Z יש קליפת תפוז חמורה על פני השטח וסדקים על פני השטח. גב הדגימות הכפופות. למוצרים שיוצרו מסגסוגת 6082-X היו ביצועי כיפוף טובים יותר, משטחים חלקים ללא קליפת תפוז, ורק סדקים קטנים במיקומים המוגבלים על ידי תנאים גיאומטריים בגב הדגימות הכפופות.
2.1.3 בדיקה בהגדלה גבוהה
דגימות נצפו תחת מיקרוסקופ אופטי של Carl Zeiss AX10 לניתוח מיקרו-מבנה. תוצאות ניתוח המיקרו-מבנה עבור שלושת פרופילי הסגסוגת בטווח הרכב מוצגות באיור 4. איור 4 מצביע על כך שגודל הגרגירים של מוצרים שהופקו ממוט 6082-X וסגסוגת 6082-K היה דומה, עם גודל גרגר מעט טוב יותר ב-6082-X סגסוגת בהשוואה לסגסוגת 6082-y. למוצרים שהופקו מסגסוגת 6082-Z היו גדלי גרגירים גדולים יותר ושכבות קליפת המוח עבות יותר, מה שהוביל בקלות רבה יותר לקליפת תפוז פני השטח ולהחלשת קשר מתכת פנימי.
2.2 ניתוח תוצאות
בהתבסס על תוצאות הבדיקה לעיל, ניתן להסיק שעיצוב טווח הרכב הסגסוגת משפיע באופן משמעותי על המיקרו-מבנה, הביצועים ויכולת הצורה של פרופילים שחולצו. תכולת אלמנטים Mg מוגברת מפחיתה את הפלסטיות של הסגסוגת ומובילה להיווצרות סדקים במהלך שחול. לתוכן גבוה יותר של Mn, Cr ו-Ti יש השפעה חיובית על חידוד המיקרו-מבנה, אשר בתורו משפיע לטובה על איכות פני השטח, ביצועי הכיפוף והביצועים הכוללים.
3.מסקנה
אלמנט Mg משפיע באופן משמעותי על הביצועים המכניים של סגסוגת אלומיניום 6082. תכולת Mg מוגברת מפחיתה את הפלסטיות של הסגסוגת ומובילה להיווצרות סדקים במהלך האקסטרוזיה.
ל-Mn, Cr ו-Ti יש השפעה חיובית על עידון המיקרו-מבנה, מה שמוביל לשיפור איכות פני השטח וביצועי כיפוף של מוצרים שחולצו.
לעוצמות קירור מרווה שונות יש השפעה ניכרת על הביצועים של פרופילי סגסוגת אלומיניום 6082. לשימוש ברכב, אימוץ תהליך כיבוי של ערפל מים ואחריו קירור בתרסיס מים מספק ביצועים מכניים טובים יותר ומבטיח את צורת הפרופילים ואת דיוק הממדים.
עריכה מאי ג'יאנג מ-MAT Aluminium
זמן פרסום: 26-3-2024
