Katta devor qalinligi 6061T6 alyuminiy qotishmasi issiq ekstruziyadan keyin o'chirilishi kerak. Uzluksiz ekstruziyaning cheklanishi tufayli profilning bir qismi kechikish bilan suvni sovutish zonasiga kiradi. Keyingi qisqa ingotni ekstrudirovka qilish davom ettirilganda, profilning bu qismi kechiktirilgan söndürme jarayonidan o'tadi. Kechiktirilgan söndürme maydoni bilan qanday kurashish kerak - har bir ishlab chiqarish kompaniyasi e'tiborga olishi kerak bo'lgan masala. Ekstruziya dumining oxirgi jarayoni chiqindilari qisqa bo'lsa, olingan ishlash namunalari ba'zan malakali va ba'zan malakasiz bo'ladi. Yon tomondan qayta namuna olishda ishlash yana malakali bo'ladi. Ushbu maqola tajribalar orqali tegishli tushuntirishlarni beradi.
1. Sinov materiallari va usullari
Ushbu tajribada ishlatiladigan material 6061 alyuminiy qotishmasi. Uning spektral tahlil bilan o'lchanadigan kimyoviy tarkibi quyidagicha: GB / T 3190-1996 xalqaro 6061 alyuminiy qotishma tarkibi standartiga mos keladi.
Ushbu tajribada qattiq eritma bilan ishlov berish uchun ekstrudirovka qilingan profilning bir qismi olingan. 400 mm uzunlikdagi profil ikki maydonga bo'lingan. 1-maydon to'g'ridan-to'g'ri suv bilan sovutilgan va söndürülmüştür. 2-maydon 90 soniya davomida havoda sovutilgan va keyin suv bilan sovutilgan. Sinov sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan.
Ushbu tajribada ishlatiladigan 6061 alyuminiy qotishma profili 4000UST ekstruder tomonidan ekstrudirovka qilingan. Qolib harorati 500 ° C, quyma novda harorati 510 ° C, ekstruziya chiqish harorati 525 ° C, ekstruziya tezligi 2,1 mm / s, ekstruziya jarayonida yuqori zichlikdagi suv sovutish ishlatiladi va 400 mm. uzunlikdagi sinov qismi ekstruziya qilingan tayyor profilning o'rtasidan olinadi. Namuna kengligi 150 mm va balandligi 10,00 mm.
Olingan namunalar bo'lingan va keyin yana eritma bilan ishlov berilgan. Eritma harorati 530 ° C va eritma vaqti 4 soat edi. Ularni olib chiqqandan so'ng, namunalar suv chuqurligi 100 mm bo'lgan katta suv idishiga joylashtirildi. Kattaroq suv idishi 1-zonadagi namuna suv bilan sovutilgandan so'ng suv idishidagi suv harorati ozgina o'zgarishini ta'minlashi mumkin, bu suv haroratining oshishi suvning sovutish intensivligiga ta'sir qilishiga yo'l qo'ymaydi. Suvni sovutish jarayonida suv harorati 20-25 ° C oralig'ida bo'lishini ta'minlang. Söndürülmüş namunalar 165 ° C * 8 soatda qariydi.
400 mm uzunlikdagi 30 mm kenglikdagi 10 mm qalinlikdagi namunaning bir qismini oling va Brinell qattiqligi testini o'tkazing. Har 10 mm da 5 ta o'lchovni bajaring. Ushbu nuqtada Brinell qattiqligining natijasi sifatida 5 ta Brinell qattiqligining o'rtacha qiymatini oling va qattiqlikning o'zgarishi naqshini kuzating.
Profilning mexanik xususiyatlari sinovdan o'tkazildi va kuchlanish xususiyatlarini va sinish joyini kuzatish uchun 400 mm namunaning turli pozitsiyalarida 60 mm kuchlanish parallel qismi nazorat qilindi.
ANSYS dasturi orqali namunaning suv bilan sovutilgan sovitish harorat maydoni va 90-yillar kechikishidan keyin söndürülmesi taqlid qilindi va profillarning turli pozitsiyalarda sovutish tezligi tahlil qilindi.
2. Eksperimental natijalar va tahlillar
2.1 Qattiqlik sinovi natijalari
2-rasmda Brinell qattiqlik tekshirgichi tomonidan o'lchangan 400 mm uzunlikdagi namunaning qattiqlik o'zgarishi egri chizig'i ko'rsatilgan (abtsissaning birlik uzunligi 10 mm ni tashkil qiladi va 0 shkalasi oddiy söndürme va kechiktirilgan söndürme o'rtasidagi bo'linish chizig'idir). Suv bilan sovutilgan uchida qattiqlik 95HB atrofida barqaror ekanligini aniqlash mumkin. Suv bilan sovutish bilan 90-yillardagi kechiktirilgan suvni sovutish bilan söndürme o'rtasidagi bo'linish chizig'idan so'ng, qattiqlik pasayishni boshlaydi, lekin pasayish tezligi dastlabki bosqichda sekin. 40 mm (89 HB) dan keyin qattiqlik keskin pasayadi va 80 mm da eng past qiymatga (77 HB) tushadi. 80 mm dan keyin qattiqlik pasayishda davom etmadi, balki ma'lum darajada oshdi. O'sish nisbatan kichik edi. 130 mm dan keyin qattiqlik 83HB atrofida o'zgarishsiz qoldi. Issiqlik o'tkazuvchanligining ta'siri tufayli kechiktirilgan söndürme qismining sovutish tezligi o'zgargan deb taxmin qilish mumkin.
2.2 Ishlash testlari natijalari va tahlillari
2-jadvalda parallel kesmaning turli pozitsiyalaridan olingan namunalar bo'yicha o'tkazilgan qisish tajribalari natijalari keltirilgan. No1 va 2-sonli valentlik kuchi va oquvchanligi deyarli o'zgarmasligini aniqlash mumkin. Kechiktirilgan söndürme uchlari nisbati ortib borayotganligi sababli, qotishmaning kuchlanish kuchi va oquvchanligi sezilarli darajada pasayish tendentsiyasini ko'rsatadi. Biroq, har bir namuna olish joyidagi kuchlanish kuchi standart kuchdan yuqori. Faqat qattiqligi eng past bo'lgan hududda rentabellik kuchi namunaviy standartdan past, namunaning ishlashi malakasiz.
4-rasmda 3-son namunaning cho'zilish xossalari natijalari ko'rsatilgan. 4-rasmdan ko'rish mumkinki, ajratish chizig'idan qanchalik uzoqroq bo'lsa, kechiktirilgan söndürme uchining qattiqligi shunchalik past bo'ladi. Qattiqligining pasayishi namunaning ishlashi pasayganligini ko'rsatadi, lekin qattiqlik asta-sekin kamayadi, faqat parallel qismning oxirida 95HB dan taxminan 91HB gacha kamayadi. 1-jadvaldagi ishlash natijalaridan ko'rinib turibdiki, suvni sovutish uchun kuchlanish kuchi 342MPa dan 320MPa gacha kamaydi. Shu bilan birga, kuchlanish namunasining sinish nuqtasi ham eng past qattiqlikka ega bo'lgan parallel uchastkaning oxirida ekanligi aniqlandi. Buning sababi shundaki, u suvni sovutishdan uzoqda, qotishma ishlashi pasayadi va oxiri bo'yinbog' hosil qilish uchun birinchi navbatda kuchlanish kuchi chegarasiga etadi. Nihoyat, eng past ishlash nuqtasidan tanaffus qiling va tanaffus holati ishlash testi natijalariga mos keladi.
5-rasmda 4-sonli namunaning parallel kesimining qattiqlik egri chizig'i va sinish holati ko'rsatilgan. Ma'lum bo'lishicha, suvni sovutish bo'linuvchi chiziqdan qanchalik uzoqda bo'lsa, kechiktirilgan söndürme uchining qattiqligi shunchalik past bo'ladi. Shu bilan birga, sinish joyi, shuningdek, qattiqlik eng past, 86HB sinishi bo'lgan oxirida. 2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, suv bilan sovutilgan uchida deyarli hech qanday plastik deformatsiya yo'q. 1-jadvaldan ma'lum bo'lishicha, namuna ko'rsatkichlari (uzilish kuchi 298MPa, rentabellik 266MPa) sezilarli darajada kamaygan. Cho'zilish kuchi faqat 298MPa ni tashkil qiladi, bu suv bilan sovutilgan uchining (315MPa) oqish kuchiga etib bormaydi. U 315MPa dan past bo'lganda, uchi bo'yinbog' hosil qiladi. Sinishdan oldin suv bilan sovutilgan joyda faqat elastik deformatsiya sodir bo'ldi. Stress yo'qolganda, suv bilan sovutilgan uchida kuchlanish yo'qoldi. Natijada, 2-jadvaldagi suvni sovutish zonasida deformatsiya miqdori deyarli o'zgarmaydi. Kechiktirilgan tezlik yong'inning oxirida namuna sinadi, deformatsiyalangan maydon kamayadi va oxirgi qattiqlik eng past bo'ladi, natijada ishlash natijalari sezilarli darajada kamayadi.
400 mm namunaning oxiridagi 100% kechiktirilgan söndürme maydonidan namunalar oling. 6-rasmda qattiqlik egri chizig'i ko'rsatilgan. Parallel qismning qattiqligi taxminan 83-84HB ga kamayadi va nisbatan barqaror. Xuddi shu jarayon tufayli ishlash taxminan bir xil. Singan holatida aniq naqsh topilmaydi. Qotishma ko'rsatkichlari suv bilan söndürülmüş namunaga qaraganda past.
Ishlash va sinishning muntazamligini yanada chuqurroq o'rganish uchun valentlik namunasining parallel qismi qattiqlikning eng past nuqtasi (77HB) yaqinida tanlangan. 1-jadvaldan ma'lum bo'lishicha, unumdorlik sezilarli darajada pasaygan va sinish nuqtasi 2-rasmda qattiqlikning eng past nuqtasida paydo bo'lgan.
2.3 ANSYS tahlil natijalari
7-rasmda turli pozitsiyalarda sovutish egri chiziqlarini ANSYS simulyatsiyasi natijalari ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, suvni sovutish zonasida namunaning harorati tez tushib ketgan. 5 soniyadan so'ng, harorat 100 ° C dan pastga tushdi va bo'linish chizig'idan 80 mm masofada, 90 larda harorat taxminan 210 ° C ga tushdi. O'rtacha haroratning pasayishi 3,5 ° S / s ni tashkil qiladi. Terminal havo sovutish zonasida 90 soniyadan so'ng, harorat taxminan 360 ° C ga tushadi, o'rtacha pasayish tezligi 1,9 ° S / s ni tashkil qiladi.
Ishlash tahlili va simulyatsiya natijalari orqali suvni sovutish zonasi va kechiktirilgan söndürme maydonining ishlashi avval pasayib, keyin biroz oshib boruvchi o'zgarish namunasi ekanligi aniqlandi. Ajratish chizig'i yaqinidagi suvni sovutishdan ta'sirlangan issiqlik o'tkazuvchanligi ma'lum bir hududdagi namunani suv sovutishdan (3,5 ° C / s) kamroq sovutish tezligida tushishiga olib keladi. Natijada, matritsaga qotib qolgan Mg2Si bu hududda ko'p miqdorda cho'kdi va 90 soniyadan so'ng harorat taxminan 210 ° S ga tushdi. Ko'p miqdorda Mg2Si cho'kishi 90 s dan keyin suvni sovutishning kichikroq ta'siriga olib keldi. Qarish bilan davolashdan so'ng cho'kilgan Mg2Si mustahkamlash fazasining miqdori sezilarli darajada kamaydi va keyinchalik namunaning ishlashi kamaydi. Shu bilan birga, ajratish chizig'idan uzoqda joylashgan kechiktirilgan söndürme zonasi suvni sovutish issiqlik o'tkazuvchanligiga kamroq ta'sir qiladi va qotishma havo sovutish sharoitida nisbatan sekin soviydi (sovutish tezligi 1,9 ° C / s). Mg2Si fazasining faqat kichik bir qismi asta-sekin cho'kadi va 90-yillardan keyin harorat 360C ni tashkil qiladi. Suvni sovutgandan so'ng, Mg2Si fazasining ko'p qismi hali ham matritsada bo'ladi va qarishdan keyin tarqaladi va cho'kadi, bu esa mustahkamlovchi rol o'ynaydi.
3. Xulosa
Tajribalar natijasida ma'lum bo'lishicha, kechiktirilgan söndürme odatdagi söndürme va kechiktirilgan söndürme kesishmasidagi kechiktirilgan söndürme zonasining qattiqligining avval kamayib ketishiga, so'ngra u nihoyat barqarorlashguncha biroz oshishiga olib keladi.
6061 alyuminiy qotishmasi uchun 90 soniya davomida normal söndürme va kechiktirilgan söndürme so'ng valentlik kuchlari mos ravishda 342MPa va 288MPa, rentabellik kuchi esa 315MPa va 252MPa bo'lib, ikkalasi ham namuna ishlash standartlariga javob beradi.
Qattiqligi eng past bo'lgan mintaqa mavjud bo'lib, u oddiy söndürmeden keyin 95HB dan 77HB gacha kamayadi. Bu erda ishlash ko'rsatkichlari ham eng past bo'lib, 271 MPa kuchlanish va 220 MPa oqim kuchiga ega.
ANSYS tahlili orqali 90-yillarda kechiktirilgan söndürme zonasida eng past ishlash nuqtasida sovutish tezligi sekundiga taxminan 3,5 ° C ga kamayganligi aniqlandi, buning natijasida Mg2Si mustahkamlash fazasining qattiq eritmasi etarli emas. Ushbu maqolaga ko'ra, ishlashning xavfli nuqtasi odatdagi söndürme va kechiktirilgan söndürme birlashmasida kechiktirilgan söndürme sohasida paydo bo'lishini va ekstruziya quyruqini oqilona ushlab turish uchun muhim yo'naltiruvchi ahamiyatga ega bo'lgan ulanish joyidan uzoqda emasligini ko'rish mumkin. yakuniy jarayon chiqindilari.
MAT alyuminiyidan May Jiang tomonidan tahrirlangan
Yuborilgan vaqt: 28-avgust 2024-yil
