Automobiļu svara samazināšana ir globālās autobūves nozares kopīgs mērķis. Alumīnija sakausējumu materiālu izmantošanas palielināšana automobiļu detaļās ir mūsdienu jauna tipa transportlīdzekļu attīstības virziens. 6082 alumīnija sakausējums ir termiski apstrādājams, stiprināts alumīnija sakausējums ar vidēju izturību, lielisku formējamību, metināmību, noguruma izturību un korozijas izturību. Šo sakausējumu var ekstrudēt caurulēs, stieņos un profilos, un to plaši izmanto automobiļu detaļās, metinātās konstrukciju daļās, transportā un būvniecības nozarē.
Pašlaik Ķīnā ir ierobežoti pētījumi par 6082 alumīnija sakausējuma izmantošanu jaunās enerģijas transportlīdzekļos. Tāpēc šajā eksperimentālajā pētījumā tiek pētīta 6082 alumīnija sakausējuma elementu satura diapazona, ekstrūzijas procesa parametru, rūdīšanas metožu u.c. ietekme uz sakausējuma profila veiktspēju un mikrostruktūru. Šī pētījuma mērķis ir optimizēt sakausējuma sastāvu un procesa parametrus, lai ražotu 6082 alumīnija sakausējuma materiālus, kas piemēroti jaunās enerģijas transportlīdzekļiem.
1. Testa materiāli un metodes
Eksperimenta procesa plūsma: Sakausējuma sastāva attiecība – Lietņu kausēšana – Lietņu homogenizācija – Lietņu zāģēšana sagatavēs – Profilu ekstrūzija – Profilu rūdīšana ražošanas līnijā – Mākslīgā novecošana – Testa paraugu sagatavošana.
1.1 Lietņu sagatavošana
Starptautiskajā 6082 alumīnija sakausējumu sastāvu diapazonā tika izvēlēti trīs sastāvi ar šaurākiem kontroles diapazoniem, kas apzīmēti kā 6082-/6082″, 6082-Z, ar vienādu Si elementa saturu. Mg elementa saturs, y > z; Mn elementa saturs, x > y > z; Cr, Ti elementa saturs, x > y = z. Konkrētās sakausējuma sastāva mērķvērtības ir parādītas 1. tabulā. Lietņu liešana tika veikta, izmantojot daļēji nepārtrauktas ūdens dzesēšanas liešanas metodi, kam sekoja homogenizācijas apstrāde. Visi trīs lietņi tika homogenizēti, izmantojot rūpnīcā izveidoto sistēmu 560 °C temperatūrā 2 stundas ar ūdens miglas dzesēšanu.
1.2 Profilu ekstrūzija
Ekstrūzijas procesa parametri tika atbilstoši pielāgoti sagataves sildīšanas temperatūrai un rūdīšanas dzesēšanas ātrumam. Ekstrudēto profilu šķērsgriezums ir parādīts 1. attēlā. Ekstrūzijas procesa parametri ir parādīti 2. tabulā. Ekstrudēto profilu formēšanas statuss ir parādīts 2. attēlā.
2. Testa rezultāti un analīze
6082 alumīnija sakausējuma profilu specifiskais ķīmiskais sastāvs trijos sastāva diapazonos tika noteikts, izmantojot Šveices ARL tiešās nolasīšanas spektrometru, kā parādīts 3. tabulā.
2.1 Veiktspējas pārbaude
Salīdzināšanai tika pārbaudīta trīs sastāva diapazona sakausējumu profilu veiktspēja ar dažādām dzēšanas metodēm, identiskiem ekstrūzijas parametriem un novecošanas procesiem.
2.1.1 Mehāniskā veiktspēja
Pēc mākslīgās novecošanas 175°C temperatūrā 8 stundas no profilu ekstrūzijas virziena tika ņemti standarta paraugi stiepes pārbaudei, izmantojot elektronisko universālo testēšanas iekārtu Shimadzu AG-X100. Mehāniskās īpašības pēc mākslīgās novecošanas dažādiem sastāviem un rūdīšanas metodēm ir parādītas 4. tabulā.
No 4. tabulas var redzēt, ka visu profilu mehāniskās īpašības pārsniedz valsts standarta vērtības. No 6082-Z sakausējuma sagatavēm izgatavotajiem profiliem bija mazāks pagarinājums pēc lūzuma. No 6082-7 sakausējuma sagatavēm izgatavotajiem profiliem bija visaugstākās mehāniskās īpašības. 6082-X sakausējuma profili ar dažādām cietā šķīdināšanas metodēm uzrādīja augstāku veiktspēju, izmantojot ātras dzesēšanas un rūdīšanas metodes.
2.1.2 Lieces veiktspējas pārbaude
Izmantojot elektronisku universālu testēšanas iekārtu, paraugiem tika veikti trīspunktu lieces testi, un lieces rezultāti ir parādīti 3. attēlā. 3. attēlā redzams, ka no 6082-Z sakausējuma sagatavēm ražotajiem izstrādājumiem uz virsmas bija izteikts apelsīna mizas efekts un plaisas saliekto paraugu aizmugurē. No 6082-X sakausējuma sagatavēm ražotajiem izstrādājumiem bija labāka lieces veiktspēja, gludas virsmas bez apelsīna mizas efekta un tikai nelielas plaisas pozīcijās, ko ierobežo ģeometriskie apstākļi saliekto paraugu aizmugurē.
2.1.3 Pārbaude ar lielu palielinājumu
Paraugi tika novēroti ar Carl Zeiss AX10 optisko mikroskopu mikrostruktūras analīzei. Trīs sastāva diapazona sakausējumu profilu mikrostruktūras analīzes rezultāti ir parādīti 4. attēlā. 4. attēls norāda, ka no 6082-X stieņa un 6082-K sakausējuma sagatavēm ražoto izstrādājumu graudu izmērs bija līdzīgs, ar nedaudz labāku graudu izmēru 6082-X sakausējumam salīdzinājumā ar 6082-y sakausējumu. No 6082-Z sakausējuma sagatavēm ražotajiem izstrādājumiem bija lielāki graudu izmēri un biezāki garozas slāņi, kas vieglāk izraisīja virsmas apelsīna mizas veidošanos un vājināja iekšējo metālu saiti.
2.2 Rezultātu analīze
Pamatojoties uz iepriekš minētajiem testa rezultātiem, var secināt, ka sakausējuma sastāva diapazona dizains būtiski ietekmē ekstrudēto profilu mikrostruktūru, veiktspēju un formējamību. Palielināts Mg elementa saturs samazina sakausējuma plastiskumu un izraisa plaisu veidošanos ekstrūzijas laikā. Lielāks Mn, Cr un Ti saturs pozitīvi ietekmē mikrostruktūras uzlabošanu, kas savukārt pozitīvi ietekmē virsmas kvalitāti, lieces veiktspēju un kopējo veiktspēju.
3. Secinājums
Mg elements būtiski ietekmē 6082 alumīnija sakausējuma mehāniskās īpašības. Paaugstināts Mg saturs samazina sakausējuma plastiskumu un izraisa plaisu veidošanos ekstrūzijas laikā.
Mn, Cr un Ti pozitīvi ietekmē mikrostruktūras uzlabošanu, tādējādi uzlabojot ekstrudēto izstrādājumu virsmas kvalitāti un lieces veiktspēju.
Dažādām rūdīšanas dzesēšanas intensitātēm ir ievērojama ietekme uz 6082 alumīnija sakausējuma profilu veiktspēju. Automobiļu ražošanā ūdens miglas rūdīšanas process, kam seko ūdens izsmidzināšanas dzesēšana, nodrošina labāku mehānisko veiktspēju un nodrošina profilu formas un izmēru precizitāti.
Rediģēja Meja Dzjana no MAT Aluminum
Publicēšanas laiks: 2024. gada 26. marts
