1. Įvadas
Vidutinio stiprumo aliuminio lydiniai pasižymi palankiomis apdorojimo savybėmis, jautrumu gesinimui, smūginiu atsparumu ir atsparumu korozijai. Jie plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose, tokiose kaip elektronika ir laivyba, vamzdžių, strypų, profilių ir laidų gamyboje. Šiuo metu 6082 aliuminio lydinio strypų paklausa didėja. Siekdami patenkinti rinkos poreikius ir vartotojų reikalavimus, atlikome eksperimentus su skirtingais 6082-T6 strypų ekstruzinio kaitinimo procesais ir galutinio terminio apdorojimo procesais. Mūsų tikslas buvo nustatyti terminio apdorojimo režimą, kuris atitiktų šių strypų mechaninių charakteristikų reikalavimus.
2. Eksperimentinės medžiagos ir gamybos proceso srautas
2.1 Eksperimentinės medžiagos
Liejimo luitai, kurių dydis Ф162×500, buvo pagaminti naudojant pusiau ištisinį liejimo metodą ir apdorojami netolygiai. Luitų metalurginė kokybė atitiko įmonės vidaus kontrolės techninius standartus. 6082 lydinio cheminė sudėtis pateikta 1 lentelėje.
2.2 Gamybos proceso srautas
Eksperimentinių 6082 strypų specifikacija buvo Ф14 mm. Ekstruzijos talpyklos skersmuo buvo Ф170 mm, ekstruzijos konstrukcija turėjo 4 skyles, o ekstruzijos koeficientas – 18,5. Konkretus proceso srautas apėmė luito kaitinimą, ekstruziją, gesinimą, tempimą, tiesinimą ir mėginių ėmimą, valcavimą, galutinį pjovimą, dirbtinį sendinimą, kokybės patikrinimą ir pristatymą.
3. Eksperimentiniai tikslai
Šio tyrimo tikslas buvo nustatyti ekstruzinio terminio apdorojimo proceso parametrus ir galutinio terminio apdorojimo parametrus, kurie turi įtakos 6082-T6 strypų eksploatacinėms savybėms, galiausiai pasiekiant standartinius eksploatacinius reikalavimus. Pagal standartus, 6082 lydinio išilginės mechaninės savybės turėtų atitikti 2 lentelėje pateiktas specifikacijas.
4. Eksperimentinis metodas
4.1 Ekstruzijos terminio apdorojimo tyrimas
Ekstruzinio terminio apdorojimo tyrimas daugiausia buvo skirtas liejinio luito ekstruzijos temperatūros ir ekstruzijos indo temperatūros poveikiui mechaninėms savybėms. Konkretūs parametrų pasirinkimai išsamiai aprašyti 3 lentelėje.
4.2 Kietojo tirpalo ir sendinimo terminio apdorojimo tyrimas
Kietojo tirpalo ir sendinimo terminio apdorojimo procesui buvo taikytas ortogonalus eksperimentinis planas. Pasirinkti koeficientų lygiai pateikti 4 lentelėje, kurioje ortogonali plano lentelė pažymėta IJ9(34).
5. Rezultatai ir analizė
5.1 Ekstruzijos terminio apdorojimo eksperimento rezultatai ir analizė
Ekstruzinio terminio apdorojimo eksperimentų rezultatai pateikti 5 lentelėje ir 1 paveiksle. Iš kiekvienos grupės buvo paimti devyni mėginiai ir nustatyti jų mechaninių savybių vidurkiai. Remiantis metalografine analize ir chemine sudėtimi, buvo nustatytas terminio apdorojimo režimas: 40 minučių gesinimas 520 °C temperatūroje ir 12 valandų sendinimas 165 °C temperatūroje. Iš 5 lentelės ir 1 paveikslo matyti, kad didėjant liejinio luito ekstruzijos temperatūrai ir ekstruzijos indo temperatūrai, palaipsniui didėjo tiek tempiamasis stipris, tiek takumo riba. Geriausi rezultatai gauti esant 450–500 °C ekstruzijos temperatūrai ir 450 °C ekstruzijos indo temperatūrai, kas atitiko standartinius reikalavimus. Taip buvo dėl šaltojo grūdinimo poveikio žemesnėje ekstruzijos temperatūroje, dėl kurio prieš gesinimą kaitinant atsirado grūdelių ribos įtrūkimų ir padidėjo kietojo tirpalo skaidymasis tarp A1 ir Mn, dėl ko įvyko rekristalizacija. Didėjant ekstruzijos temperatūrai, žymiai pagerėjo produkto ribinis stipris Rm. Kai ekstruzijos indo temperatūra artėjo prie luito temperatūros arba ją viršijo, sumažėjo netolygi deformacija, sumažėjo stambių grūdelių žiedų gylis ir padidėjo takumo riba Rm. Taigi, pagrįsti ekstruzinio terminio apdorojimo parametrai yra šie: luitų ekstruzijos temperatūra 450–500 °C ir ekstruzijos indo temperatūra 430–450 °C.
5.2 Kietojo tirpalo ir senėjimo ortogonalių eksperimentinių rezultatų bei analizės
6 lentelėje parodyta, kad optimalūs lygiai yra A3B1C2D3, kai grūdinimas atliekamas 520 °C temperatūroje, dirbtinio sendinimo temperatūra yra 165–170 °C, o sendinimo trukmė – 12 valandų. Tai lemia didelį strypų stiprumą ir plastiškumą. Grūdinimo proceso metu susidaro persotintas kietasis tirpalas. Esant žemesnei gesinimo temperatūrai, persotinto kietojo tirpalo koncentracija mažėja, o tai turi įtakos stiprumui. Maždaug 520 °C gesinimo temperatūra žymiai sustiprina gesinimo sukelto kietojo tirpalo stiprinimo poveikį. Laiko tarpas tarp gesinimo ir dirbtinio sendinimo, t. y. laikymas kambario temperatūroje, daro didelę įtaką mechaninėms savybėms. Tai ypač ryšku strypams, kurie po grūdinimo nėra tempiami. Kai laiko tarpas tarp gesinimo ir sendinimo viršija 1 valandą, stiprumas, ypač takumo riba, žymiai sumažėja.
5.3 Metalografinė mikrostruktūros analizė
Didelio didinimo ir poliarizuotos analizės buvo atliktos su 6082-T6 strypais, esant kietojo tirpalo temperatūroms 520 °C ir 530 °C. Didelio didinimo nuotraukose matyti vienodas junginių iškritimas su gausiomis nuosėdų fazės dalelėmis, tolygiai paskirstytomis. Poliarizuotos šviesos analizė naudojant „Axiovert200“ įrangą parodė ryškius grūdelių struktūros nuotraukose skirtumus. Centrinėje srityje matyti maži ir vienodi grūdeliai, o kraštuose – pailgėję grūdeliai. Taip yra dėl kristalų branduolių augimo aukštoje temperatūroje, dėl kurių susidaro stambios, adatos formos nuosėdos.
6. Gamybos praktikos vertinimas
Faktinės gamybos metu mechaninių charakteristikų statistika buvo atlikta su 20 strypų ir 20 profilių partijų. Rezultatai pateikti 7 ir 8 lentelėse. Faktinės gamybos metu mūsų ekstruzijos procesas buvo atliekamas esant T6 būsenos mėginiams, o mechaninės charakteristikos atitiko tikslines vertes.
7. Išvada
(1) Ekstruzijos terminio apdorojimo parametrai: luitų ekstruzijos temperatūra 450–500 °C; ekstruzijos indo temperatūra 430–450 °C.
(2) Galutiniai terminio apdorojimo parametrai: optimali kietojo tirpalo temperatūra – 520–530 °C; sendinimo temperatūra – 165 ± 5 °C, sendinimo trukmė – 12 valandų; intervalas tarp gesinimo ir sendinimo neturėtų viršyti 1 valandos.
(3) Remiantis praktiniu vertinimu, tinkamas terminio apdorojimo procesas apima: 450–530 °C ekstruzijos temperatūrą, 400–450 °C ekstruzijos indo temperatūrą; 510–520 °C kietojo tirpalo temperatūrą; 155–170 °C sendinimo režimą 12 valandų; nėra konkretaus apribojimo dėl intervalo tarp gesinimo ir sendinimo. Tai galima įtraukti į proceso eksploatavimo gaires.
Redagavo May Jiang iš MAT Aluminum
Įrašo laikas: 2024 m. kovo 15 d.
