Automobilių svorio mažinimas yra bendras pasaulinės automobilių pramonės tikslas. Šiuolaikinių naujo tipo transporto priemonių plėtros kryptis yra didinti aliuminio lydinių medžiagų naudojimą automobilių komponentuose. 6082 aliuminio lydinys yra termiškai apdorojamas, sustiprintas aliuminio lydinys, pasižymintis vidutiniu stiprumu, puikiu formavimu, suvirinamumu, atsparumu nuovargiui ir korozijai. Šis lydinys gali būti ekstruzuojamas į vamzdžius, strypus ir profilius, ir jis plačiai naudojamas automobilių komponentuose, suvirintose konstrukcinėse dalyse, transporto ir statybos pramonėje.
Šiuo metu Kinijoje atlikta nedaug tyrimų apie 6082 aliuminio lydinio naudojimą naujose energijos transporto priemonėse. Todėl šiame eksperimentiniame tyrime nagrinėjamas 6082 aliuminio lydinio elementų kiekio diapazono, ekstruzijos proceso parametrų, gesinimo metodų ir kt. poveikis lydinio profilio charakteristikoms ir mikrostruktūrai. Šio tyrimo tikslas – optimizuoti lydinio sudėtį ir proceso parametrus, siekiant pagaminti 6082 aliuminio lydinio medžiagas, tinkamas naujose energijos transporto priemonėse.
1. Bandymo medžiagos ir metodai
Eksperimentinio proceso eiga: Lydinio sudėties santykis – Luitų lydymas – Luitų homogenizavimas – Luitų pjovimas į ruošinius – Profilių išspaudimas – Profilių grūdinimas linijoje – Dirbtinis sendinimas – Bandinių paruošimas.
1.1 Luitų paruošimas
Iš tarptautinio 6082 aliuminio lydinių sudėčių diapazono buvo pasirinktos trys sudėtys su siauresniais kontroliniais diapazonais, pažymėtos kaip 6082-/6082″, 6082-Z, turinčios tą patį Si elemento kiekį. Mg elemento kiekis, y > z; Mn elemento kiekis, x > y > z; Cr, Ti elemento kiekis, x > y = z. Konkrečios lydinio sudėties tikslinės vertės pateiktos 1 lentelėje. Luitų liejimas buvo atliekamas naudojant pusiau nepertraukiamą vandens aušinimo liejimo metodą, po kurio sekė homogenizavimo apdorojimas. Visi trys luitai buvo homogenizuoti naudojant gamykloje nustatytą sistemą 560 °C temperatūroje 2 valandas, aušinant vandens rūku.
1.2 Profilių išspaudimas
Ekstruzijos proceso parametrai buvo tinkamai pakoreguoti atsižvelgiant į ruošinio kaitinimo temperatūrą ir gesinimo aušinimo greitį. Ekstruzuotų profilių skerspjūvis parodytas 1 paveiksle. Ekstruzijos proceso parametrai pateikti 2 lentelėje. Ekstruzuotų profilių formavimo būsena parodyta 2 paveiksle.
2. Bandymo rezultatai ir analizė
Specifinė 6082 aliuminio lydinio profilių cheminė sudėtis trijuose sudėties diapazonuose buvo nustatyta naudojant Šveicarijos ARL tiesioginio skaitymo spektrometrą, kaip parodyta 3 lentelėje.
2.1 Našumo testavimas
Palyginimui buvo ištirtas trijų sudėties diapazono lydinių profilių veikimas, taikant skirtingus gesinimo metodus, vienodus ekstruzijos parametrus ir sendinimo procesus.
2.1.1 Mechaninės charakteristikos
Po 8 valandų dirbtinio sendinimo 175 °C temperatūroje standartiniai bandiniai buvo paimti iš profilių ekstruzijos krypties tempimo bandymui, naudojant elektroninę universalią bandymo mašiną „Shimadzu AG-X100“. Mechaninės savybės po dirbtinio sendinimo, naudojant skirtingas sudėtis ir gesinimo metodus, pateiktos 4 lentelėje.
Iš 4 lentelės matyti, kad visų profilių mechaninės charakteristikos viršija nacionalinius standartus. Iš 6082-Z lydinio ruošinių pagaminti profiliai pasižymėjo mažesniu pailgėjimu po lūžio. Iš 6082-7 lydinio ruošinių pagaminti profiliai pasižymėjo geriausiomis mechaninėmis charakteristikomis. 6082-X lydinio profiliai, pagaminti naudojant skirtingus kietojo tirpalo metodus, pasižymėjo geresnėmis savybėmis, taikant greito aušinimo ir gesinimo metodus.
2.1.2 Lenkimo charakteristikų bandymai
Naudojant elektroninę universalią bandymo mašiną, buvo atlikti trijų taškų lenkimo bandymai su pavyzdžiais, o lenkimo rezultatai pateikti 3 paveiksle. 3 paveiksle parodyta, kad iš 6082-Z lydinio ruošinių pagaminti gaminiai pasižymėjo ryškia „apelsino žievelės“ įtrūkimu paviršiuje ir įtrūkimais lenktų mėginių nugarėlėje. Iš 6082-X lydinio ruošinių pagaminti gaminiai pasižymėjo geresnėmis lenkimo savybėmis, lygiais paviršiais be „apelsino žievelės“ įtrūkimų ir tik nedideliais įtrūkimais geometrinių sąlygų apribotose vietose lenktų mėginių nugarėlėje.
2.1.3 Didelio didinimo apžiūra
Mėginiai buvo stebimi Carl Zeiss AX10 optiniu mikroskopu mikrostruktūros analizei. Trijų sudėties diapazonų lydinių profilių mikrostruktūros analizės rezultatai pateikti 4 paveiksle. 4 paveiksle parodyta, kad iš 6082-X strypo ir 6082-K lydinio ruošinių pagamintų gaminių grūdelių dydis buvo panašus, o 6082-X lydinio grūdelių dydis buvo šiek tiek didesnis, palyginti su 6082-y lydiniu. Iš 6082-Z lydinio ruošinių pagaminti gaminiai turėjo didesnius grūdelius ir storesnius žievės sluoksnius, dėl kurių lengviau susidarydavo paviršiaus „apelsino žievelės“ efektas ir susilpnėjo vidinis metalų sukibimas.
2.2 Rezultatų analizė
Remiantis aukščiau pateiktais bandymų rezultatais, galima daryti išvadą, kad lydinio sudėties diapazono projektavimas reikšmingai veikia ekstruzuotų profilių mikrostruktūrą, eksploatacines savybes ir formuojamumą. Padidėjęs Mg elemento kiekis sumažina lydinio plastiškumą ir ekstruzijos metu sukelia įtrūkimų susidarymą. Didesnis Mn, Cr ir Ti kiekis teigiamai veikia mikrostruktūros rafinavimą, o tai savo ruožtu teigiamai veikia paviršiaus kokybę, lenkimo savybes ir bendras eksploatacines savybes.
3. Išvada
Mg elementas daro didelę įtaką 6082 aliuminio lydinio mechaninėms savybėms. Padidėjęs Mg kiekis sumažina lydinio plastiškumą ir ekstruzijos metu sukelia įtrūkimų susidarymą.
Mn, Cr ir Ti teigiamai veikia mikrostruktūros tobulinimą, todėl pagerėja ekstruzinių gaminių paviršiaus kokybė ir lenkimo charakteristikos.
Skirtingas aušinimo intensyvumas daro pastebimą įtaką 6082 aliuminio lydinio profilių eksploatacinėms savybėms. Automobilių pramonėje vandens rūko ir po to vandens purškimo aušinimo įgyvendinimas užtikrina geresnes mechanines savybes ir profilių formos bei matmenų tikslumą.
Redagavo May Jiang iš MAT Aluminum
Įrašo laikas: 2024 m. kovo 26 d.
