Dako nga kuta gibag-on 6061T6 aluminum subong kinahanglan nga mapalong human sa mainit nga extrusion. Tungod sa limitasyon sa discontinuous extrusion, usa ka bahin sa profile ang mosulod sa water-cooling zone nga adunay paglangan. Sa diha nga ang sunod nga mubo nga ingot padayon nga ma-extruded, kini nga bahin sa profile moagi sa nalangan nga pagpalong. Kung giunsa ang pag-atubang sa nalangan nga lugar sa pagpalong usa ka isyu nga kinahanglan tagdon sa matag kompanya sa produksiyon. Sa diha nga ang extrusion tail end process waste mubo ra, ang performance samples nga gikuha usahay kuwalipikado ug usahay dili kuwalipikado. Kung mag-resampling gikan sa kilid, ang pasundayag mahimong kwalipikado pag-usab. Kini nga artikulo naghatag sa katugbang nga katin-awan pinaagi sa mga eksperimento.
1. Pagsulay sa mga materyales ug mga pamaagi
Ang materyal nga gigamit niini nga eksperimento mao ang 6061 aluminum alloy. Ang kemikal nga komposisyon niini nga gisukod pinaagi sa spectral analysis mao ang mosunod: Kini nagsunod sa GB/T 3190-1996 international 6061 aluminum alloy composition standard.
Niini nga eksperimento, usa ka bahin sa extruded profile ang gikuha alang sa solid solution treatment. Ang 400mm nga taas nga profile gibahin sa duha ka mga lugar. Ang lugar 1 direkta nga gipabugnaw sa tubig ug gipalong. Ang lugar 2 gipabugnaw sa hangin sulod sa 90 segundos ug dayon gipabugnaw sa tubig. Ang test diagram gipakita sa Figure 1.
Ang 6061 aluminum alloy profile nga gigamit niini nga eksperimento gi-extruded sa 4000UST extruder. Ang temperatura sa agup-op mao ang 500 ° C, ang temperatura sa casting rod 510 ° C, ang extrusion outlet temperatura mao ang 525 ° C, ang extrusion speed mao ang 2.1mm / s, high-intensity tubig makapabugnaw gigamit sa panahon sa extrusion proseso, ug usa ka 400mm gitas-on test piraso gikuha gikan sa tunga-tunga sa extruded nahuman profile. Ang gilapdon sa sample mao ang 150mm ug ang gitas-on mao ang 10.00mm.
Ang gikuha nga mga sampol gibahin ug dayon gipailalom sa solusyon nga pagtambal pag-usab. Ang temperatura sa solusyon maoy 530°C ug ang oras sa solusyon maoy 4 ka oras. Human makuha kini, ang mga sample gibutang sa usa ka dako nga tangke sa tubig nga adunay giladmon nga tubig nga 100mm. Ang mas dako nga tangke sa tubig makaseguro nga ang temperatura sa tubig sa tangke sa tubig mausab gamay human ang sample sa zone 1 gipabugnaw sa tubig, nga makapugong sa pagtaas sa temperatura sa tubig nga makaapekto sa kainit sa pagpabugnaw sa tubig. Atol sa proseso sa pagpabugnaw sa tubig, siguruha nga ang temperatura sa tubig naa sa sulud nga 20-25 ° C. Ang gipalong nga mga sampol kay tigulang na sa 165°C*8h.
Pagkuha ug bahin sa sample nga 400mm ang gitas-on 30mm ang gilapdon 10mm ang gibag-on, ug paghimo ug Brinell hardness test. Paghimo og 5 ka sukod matag 10mm. Kuhaa ang kasagaran nga kantidad sa 5 ka katig-a sa Brinell ingon nga resulta sa katig-a sa Brinell niining puntoha, ug tan-awa ang sumbanan sa pagbag-o sa katig-a.
Ang mekanikal nga mga kabtangan sa profile gisulayan, ug ang tensile parallel section 60mm kontrolado sa lain-laing mga posisyon sa 400mm sample aron maobserbahan ang tensile properties ug fracture location.
Ang natad sa temperatura sa pagpabugnaw sa tubig nga gipabugnaw sa sample ug ang pagpalong human sa usa ka paglangan sa 90s gi-simulate pinaagi sa ANSYS software, ug ang mga rate sa pagpabugnaw sa mga profile sa lainlaing mga posisyon gisusi.
2. Mga resulta sa eksperimento ug pagtuki
2.1 Mga resulta sa pagsulay sa katig-a
Gipakita sa Figure 2 ang kurba sa pagbag-o sa katig-a sa usa ka 400mm ang gitas-on nga sample nga gisukod sa usa ka Brinell hardness tester (ang gitas-on sa yunit sa abscissa nagrepresentar sa 10mm, ug ang 0 nga sukod mao ang linya sa pagbahin tali sa normal nga pagpalong ug nalangan nga pagpalong). Kini makita nga ang katig-a sa tubig-cooled katapusan mao ang lig-on sa palibot sa 95HB. Pagkahuman sa linya sa pagbahin tali sa pagpabugnaw sa pagpabugnaw sa tubig ug sa nalangan nga pagpabugnaw sa pagpabugnaw sa tubig sa 90s, ang katig-a nagsugod sa pagkunhod, apan hinay ang pagkunhod sa rate sa sayo nga yugto. Human sa 40mm (89HB), ang katig-a mikunhod pag-ayo, ug mikunhod ngadto sa pinakaubos nga kantidad (77HB) sa 80mm. Human sa 80mm, ang katig-a wala magpadayon sa pagkunhod, apan misaka sa usa ka sukod. Ang pag-uswag gamay ra. Human sa 130mm, ang katig-a nagpabilin nga wala mausab sa palibot sa 83HB. Mahimong pangagpas nga tungod sa epekto sa pagpadagan sa kainit, ang rate sa pagpabugnaw sa nalangan nga bahin sa pagpalong nausab.
2.2 Mga resulta sa pagsulay sa performance ug pagtuki
Ang talaan 2 nagpakita sa mga resulta sa tensile experiments nga gihimo sa mga sample nga gikuha gikan sa lain-laing mga posisyon sa parallel section. Makita nga ang tensile strength ug yield strength sa No. 1 ug No. 2 halos walay kausaban. Samtang ang proporsyon sa nalangan nga pagtapos sa pagpalong nagdugang, ang tensile strength ug yield nga kusog sa alloy nagpakita sa usa ka mahinungdanon nga ubos nga uso. Bisan pa, ang kusog nga tensile sa matag lokasyon sa sampling labaw sa sukaranan nga kusog. Lamang sa lugar nga adunay labing ubos nga katig-a, ang kusog sa ani mas ubos kaysa sa sample standard, ang sample performance dili kwalipikado.
Ang Figure 4 nagpakita sa mga resulta sa tensile properties sa sample No. 3. Makita gikan sa Figure 4 nga ang layo sa linya sa pagbahin, mas ubos ang katig-a sa nalangan nga pagtapos sa pagpalong. Ang pagkunhod sa katig-a nagpakita nga ang performance sa sample mikunhod, apan ang katig-a mikunhod sa hinay-hinay, mikunhod lamang gikan sa 95HB ngadto sa mga 91HB sa katapusan sa parallel nga seksyon. Ingon sa makita gikan sa mga resulta sa performance sa Table 1, ang tensile strength mikunhod gikan sa 342MPa ngadto sa 320MPa alang sa pagpabugnaw sa tubig. Sa samang higayon, nakita nga ang fracture point sa tensile sample anaa usab sa katapusan sa parallel section nga adunay pinakaubos nga katig-a. Kini tungod kay kini layo sa pagpabugnaw sa tubig, ang pasundayag sa haluang metal mikunhod, ug ang katapusan nakaabot sa tensile strength limit una aron maporma ang usa ka necking down. Sa katapusan, break gikan sa pinakaubos nga performance point, ug ang break position nahiuyon sa performance test resulta.
Gipakita sa Figure 5 ang hardness curve sa parallel section sa sample No. 4 ug ang fracture position. Makit-an nga ang labi ka layo sa linya sa pagbahin sa tubig nga makapabugnaw, mas ubos ang katig-a sa nalangan nga pagtapos sa pagpalong. Sa parehas nga oras, ang lokasyon sa bali naa usab sa katapusan diin ang katig-a labing ubos, 86HB fractures. Gikan sa Talaan 2, nakit-an nga halos wala’y plastik nga deformation sa tumoy nga gipabugnaw sa tubig. Gikan sa Talaan 1, nakit-an nga ang sample performance (tensile strength 298MPa, yield 266MPa) kay mikunhod pag-ayo. Ang tensile strength kay 298MPa lang, nga dili makaabot sa yield strength sa water-cooled end (315MPa). Ang katapusan nahimo nga usa ka necking down kung kini mas ubos kaysa 315MPa. Sa wala pa ang bali, ang pagkamaunat-unat nga deformasyon lamang ang nahitabo sa lugar nga gipabugnaw sa tubig. Samtang nawala ang tensiyon, nawala ang pilay sa tumoy nga gipabugnaw sa tubig. Ingon nga resulta, ang gidaghanon sa deformation sa water-cooling zone sa Table 2 halos walay kausaban. Ang sample nabuak sa katapusan sa nalangan nga rate sa sunog, ang deformed nga lugar mikunhod, ug ang katapusan nga katig-a mao ang pinakaubos, nga miresulta sa usa ka mahinungdanon nga pagkunhod sa mga resulta sa performance.
Pagkuha og mga sample gikan sa 100% nalangan nga lugar sa pagpalong sa katapusan sa 400mm nga ispesimen. Gipakita sa Figure 6 ang hardness curve. Ang katig-a sa parallel nga seksyon mikunhod ngadto sa mga 83-84HB ug medyo lig-on. Tungod sa parehas nga proseso, ang pasundayag halos parehas. Walay klaro nga pattern nga makita sa fracture position. Ang pasundayag sa haluang metal mas ubos kaysa sa sample nga gipalong sa tubig.
Aron masusi pa ang regularidad sa performance ug fracture, ang parallel section sa tensile specimen gipili duol sa pinakaubos nga punto sa katig-a (77HB). Gikan sa Table 1, nakit-an nga ang pasundayag mikunhod pag-ayo, ug ang fracture point nagpakita sa pinakaubos nga punto sa katig-a sa Figure 2.
2.3 Mga resulta sa pagtuki sa ANSYS
Ang Figure 7 nagpakita sa mga resulta sa ANSYS simulation sa mga cooling curves sa lain-laing mga posisyon. Makita nga paspas nga mius-os ang temperatura sa sample sa water-cooling area. Human sa 5s, ang temperatura mius-os ngadto sa ubos sa 100°C, ug sa 80mm gikan sa linya sa pagbahin, ang temperatura mius-os ngadto sa mga 210°C sa 90s. Ang kasarangang pag-ubos sa temperatura mao ang 3.5°C/s. Human sa 90 segundos sa terminal air cooling area, ang temperatura mous-os ngadto sa mga 360°C, nga adunay average drop rate nga 1.9°C/s.
Pinaagi sa pag-analisa sa pasundayag ug mga resulta sa simulation, nahibal-an nga ang pasundayag sa lugar nga nagpabugnaw sa tubig ug nalangan nga lugar sa pagpalong usa ka pattern sa pagbag-o nga una nga mikunhod ug unya gamay nga pagtaas. Naapektuhan sa pagpabugnaw sa tubig duol sa linya sa pagbahin, ang pagpadagan sa kainit hinungdan nga ang sample sa usa ka lugar mahulog sa usa ka rate sa pagpabugnaw nga mas ubos kaysa sa pagpabugnaw sa tubig (3.5 ° C / s). Ingon usa ka sangputanan, ang Mg2Si, nga nagpalig-on sa matrix, nag-ulan sa daghang gidaghanon sa kini nga lugar, ug ang temperatura nahulog sa mga 210 ° C pagkahuman sa 90 segundos. Ang dako nga kantidad sa Mg2Si precipitated mitultol ngadto sa usa ka gamay nga epekto sa tubig makapabugnaw human sa 90 s. Ang gidaghanon sa Mg2Si nga pagpalig-on nga hugna nga na-precipitated human sa pagkatigulang nga pagtambal gikunhoran pag-ayo, ug ang sample performance sa sunod nga pagkunhod. Bisan pa, ang nalangan nga quenching zone nga layo sa linya sa pagbahin dili kaayo maapektuhan sa pagpabugnaw sa tubig nga pagpabugnaw sa kainit, ug ang haluang metal medyo hinay nga mobugnaw sa ilawom sa mga kondisyon sa pagpabugnaw sa hangin (pagbugnaw rate 1.9 ° C / s). Usa lamang ka gamay nga bahin sa Mg2Si nga hugna hinayhinay nga nag-ulan, ug ang temperatura mao ang 360C pagkahuman sa 90s. Human sa pagpabugnaw sa tubig, kadaghanan sa Mg2Si nga bahin anaa pa sa matrix, ug kini nagkatibulaag ug nag-agas human sa pagkatigulang, nga adunay usa ka makapalig-on nga papel.
3. Panapos
Nakaplagan pinaagi sa mga eksperimento nga ang nalangan nga pagpalong maoy hinungdan sa katig-a sa nalangan nga quenching zone sa intersection sa normal nga pagpalong ug ang nalangan nga pagpalong sa una nga mokunhod ug dayon motaas og gamay hangtod nga kini sa kataposan molig-on.
Alang sa 6061 aluminum alloy, ang tensile strengths human sa normal nga quenching ug delayed quenching sa 90 s mao ang 342MPa ug 288MPa matag usa, ug ang yield strengths mao ang 315MPa ug 252MPa, nga pareho niini nakab-ot ang sample performance standards.
Adunay usa ka rehiyon nga adunay labing ubos nga katig-a, nga mikunhod gikan sa 95HB hangtod sa 77HB pagkahuman sa normal nga pagpalong. Ang pasundayag dinhi mao usab ang pinakaubos, nga adunay tensile strength nga 271MPa ug usa ka yield strength nga 220MPa.
Pinaagi sa ANSYS analysis, nakita nga ang cooling rate sa pinakaubos nga performance point sa 90s delayed quenching zone mikunhod sa gibana-bana nga 3.5 ° C kada segundo, nga miresulta sa dili igo nga solid nga solusyon sa pagpalig-on nga bahin Mg2Si phase. Sumala sa kini nga artikulo, kini makita nga ang performance sa peligro nga punto makita sa nalangan nga quenching nga dapit sa junction sa normal quenching ug nalangan quenching, ug dili layo sa junction, nga adunay importante nga giya kahulogan alang sa makatarunganon nga paghawid sa extrusion ikog. tapuson ang proseso sa basura.
Gi-edit ni May Jiang gikan sa MAT Aluminum
Oras sa pag-post: Ago-28-2024
