Чоң дубалдын калыңдыгы 6061T6 алюминий эритмесин ысык экструзиядан кийин өчүрүү керек. Үзгүлтүксүз экструзия чектөөсүнө байланыштуу профилдин бир бөлүгү суу муздатуу зонасына кечигүү менен кирет. Кийинки кыска куйманы экструдциялоону улантканда профилдин бул бөлүгү кечиктирилген өчүрүүгө дуушар болот. Кечигип калган өчүрүү аянты менен кантип күрөшүү керек - бул ар бир өндүрүштүк компания ойлонушу керек болгон маселе. Экструзия куйругу процессинин калдыктары кыска болгондо, алынган үлгүлөр кээде квалификациялуу, кээде квалификациясыз болот. Капталынан кайра үлгү алууда аткаруу кайра квалификацияланат. Бул макалада эксперименттер аркылуу тиешелүү түшүндүрмө берилет.
1. Сыноонун материалдары жана методдору
Бул экспериментте колдонулган материал 6061 алюминий эритмеси болуп саналат. Анын химиялык курамы спектрдик анализ менен өлчөнөт: Бул GB/T 3190-1996 эл аралык 6061 алюминий эритмесинин курамы стандартына ылайык келет.
Бул экспериментте катуу эритмени тазалоо үчүн экструдиялык профилдин бир бөлүгү алынган. 400 мм узундуктагы профиль эки аймакка бөлүнгөн. 1-аянт түз суу менен муздатылган жана өчүрүлгөн. 2-аянт абада 90 секунд муздатылып, андан кийин суу менен муздатылган. Сыноо схемасы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Бул экспериментте колдонулган 6061 алюминий эритмеси профили 4000UST экструдер менен экструдцияланган. Көктүн температурасы 500 ° C, куюу таякчасынын температурасы 510 ° C, экструзия чыгуучу температурасы 525 ° C, экструзия ылдамдыгы 2,1 мм / с, экструзия процессинде жогорку интенсивдүү суу муздатуу колдонулат жана 400 мм узундуктагы тест кесилген даяр профилдин ортосунан алынат. Үлгү туурасы 150 мм жана бийиктиги 10.00 мм.
Алынган үлгүлөр бөлүнгөн жана андан кийин кайра эритме менен дарылоого дуушар болгон. Эритме температурасы 530°С жана эритме убактысы 4 саат болду. Аларды алып чыккандан кийин үлгүлөр суунун тереңдиги 100 мм болгон чоң суу резервуарына салынды. Чоңураак суу резервуары 1-зонадагы үлгү суу менен муздатылгандан кийин, суунун температурасынын жогорулашынын суунун муздатуу интенсивдүүлүгүнө таасирин тийгизбестен, суу багындагы суунун температурасы бир аз өзгөрүп турушун камсыздай алат. Сууну муздатуу процессинде суунун температурасы 20-25°С чегинде болушун камсыз кылыңыз. Өндүрүлгөн үлгүлөр 165°C*8 саатта жашырылган.
Үлгүнүн узундугу 400 мм, туурасы 10 мм, калыңдыгы 30 мм бир бөлүгүн алып, Бринеллдин катуулугун текшериңиз. Ар бир 10 мм 5 өлчөө. Бул учурда Бринелдин катуулугунун натыйжасы катары 5 Бринелдин катуулугунун орточо маанисин алыңыз жана катуулуктун өзгөрүү схемасын байкаңыз.
Профилдин механикалык касиеттери сыналып, 60мм параллелдүү кесилиши 400мм үлгүсүнүн ар кандай позицияларында чыңалуунун касиеттерин жана сынган жерин байкоо үчүн көзөмөлдөндү.
Үлгүнү суу менен муздатуу менен өчүрүүнүн температуралык талаасы жана 90-жылдардагы кечигүүдөн кийин өчүрүү ANSYS программасы аркылуу симуляцияланган жана ар кандай позициялардагы профилдердин муздатуу ылдамдыгы талданган.
2. Эксперименттик натыйжалар жана талдоо
2.1 Катуулукту текшерүүнүн натыйжалары
2-сүрөттө Brinell катуулугун текшергич менен өлчөнгөн 400 мм узундуктагы үлгүнүн катуулугунун өзгөрүү ийри сызыгы көрсөтүлгөн (абсциссанын узундугу 10 мм, ал эми 0 шкаласы кадимки өчүрүү менен кечиктирилген өчүрүүнүн ортосундагы бөлүүчү сызык). Бул суу менен муздатылган аягында катуулугу 95HB тегерегинде туруктуу экенин табууга болот. Суу муздатуу менен 90-жылдардагы кечиктирилген суу муздатуу менен өчүрүүнүн ортосундагы бөлүү сызыгынан кийин, катуулугу төмөндөй баштайт, бирок төмөндөө темпи баштапкы этапта жай. 40мм (89HB) кийин катуулугу кескин төмөндөп, 80мм эң төмөнкү мааниге (77HB) төмөндөйт. 80ммден кийин катуулугу азайган жок, бирок белгилүү бир деңгээлде көбөйдү. өсүш салыштырмалуу аз болгон. 130 мм кийин, катуулугу 83HB тегерегинде өзгөрүүсүз бойдон калууда. Жылуулук өткөрүүнүн таасиринен улам кечиктирилген өчүрүү бөлүгүнүн муздатуу ылдамдыгы өзгөрдү деп божомолдоого болот.
2.2 Тесттин натыйжалары жана анализи
2-таблицада параллель кесилиштин ар кандай позицияларынан алынган үлгүлөр боюнча жүргүзүлгөн чыңалуу эксперименттеринин натыйжалары көрсөтүлгөн. No 1 жана № 2 чыңалууга жана ийкемдүүлүккө дээрлик эч кандай өзгөрүү жок экендигин табууга болот. Кечиктирилген өчүрүү аяктарынын үлүшү көбөйгөн сайын эритменин чоюлуу күчү жана ийилүүчүлүгү олуттуу төмөндөө тенденциясын көрсөтөт. Бирок, ар бир үлгү алуу жеринде чыңалуу күчү стандарттык күчтөн жогору. Катуулугу эң төмөн болгон аймакта гана кирешелүүлүк үлгү стандартынан төмөн, үлгүнүн көрсөткүчү квалификациясыз.
4-сүрөттө №3 үлгүдөгү чыңалуу касиеттеринин натыйжалары көрсөтүлгөн. 4-сүрөттөн көрүүгө болот, бөлүүчү сызыктан канчалык алыс болсо, кечиктирилген өчүрүү учунун катуулугу ошончолук төмөн болот. Катуулуктун азайышы үлгүнүн иштеши азайгандыгын көрсөтүп турат, бирок катуулугу жай төмөндөйт, параллелдүү бөлүмдүн аягында 95HB дан 91HB га чейин төмөндөйт. 1-таблицадагы аткаруу натыйжаларынан көрүнүп тургандай, сууну муздатуу үчүн созуу күчү 342МПадан 320МПага чейин төмөндөгөн. Ошол эле учурда чыңалуу үлгүсүнүн сынуу чекити да эң аз катуулугу менен параллелдүү кесимдин аягында экени аныкталган. Себеби ал суу муздатуудан алыс жайгашкан, эритмелердин иштеши төмөндөп, аягы мойну ылдый түшүрүү үчүн адегенде созуу күчү чегине жетет. Акыр-аягы, эң төмөнкү аткаруу чекитинен тыныгуу жана тыныгуу позициясы өндүрүмдүүлүк тестинин натыйжаларына шайкеш келет.
5-сүрөттө №4 үлгүнүн параллелдүү кесилишинин катуулук ийри сызыгы жана сынык абалы көрсөтүлгөн. Суу муздатуу бөлүүчү сызыгынан канчалык алыс болсо, кечиктирилген өчүрүү аягынын катуулугу ошончолук төмөн болоорун көрүүгө болот. Ошол эле учурда, сынган жери, ошондой эле катуулугу төмөн, 86HB жаракалар аягында болот. 2-таблицадан суу менен муздатылган учунда пластикалык деформация дээрлик жок экени аныкталган. 1-таблицадан үлгүнүн көрсөткүчү (чоюлуу күчү 298МПа, кирешелүүлүгү 266МПа) кыйла азайганы аныкталган. Сынуу күчү 298МПа гана болот, ал суу менен муздатылган аягы (315МПа) агымдуулукка жетпейт. 315 МПа төмөн болгондо аягы ылдый моюнчаны пайда кылат. Сынганга чейин суу муздатылган жерде серпилгичтүү деформация гана болгон. Стресс жоголгондо, суу менен муздатылган учундагы штамм да жок болду. Натыйжада 2-таблицадагы суу муздатуу зонасында деформациянын өлчөмү дээрлик өзгөргөн эмес. Үлгү кечиктирилген чен отунун аягында үзүлөт, деформацияланган аймак азаят жана аягы катуулугу эң төмөн болуп, натыйжада аткаруунун натыйжалары олуттуу төмөндөйт.
400 мм үлгүнүн аягындагы 100% кечиктирилген өчүрүү аймагынан үлгүлөрдү алыңыз. 6-сүрөт катуулуктун ийри сызыгын көрсөтөт. Параллелдүү бөлүмдүн катуулугу болжол менен 83-84HB чейин төмөндөйт жана салыштырмалуу туруктуу. Ошол эле процесстин аркасында аткаруу болжол менен бирдей. Сынык абалында эч кандай айкын үлгү табылган эмес. Эритме көрсөткүчү суу менен өчүрүлгөн үлгүгө караганда төмөн.
Иштөөнүн жана сынуунун мыйзамдуулугун андан ары изилдөө үчүн чыңалуу үлгүсүнүн параллелдүү кесилиши эң төмөнкү катуулуктун чекитине (77HB) жакын тандалды. 1-таблицадан өндүрүмдүүлүк кыйла төмөндөп, сынуу чекити 2-сүрөттө катуулуктун эң төмөнкү чекитинде пайда болгону аныкталган.
2.3 ANSYS анализинин натыйжалары
7-сүрөттө түрдүү позициялардагы муздатуу ийри сызыктарын ANSYS симуляциясынын натыйжалары көрсөтүлгөн. Суу муздатуу аймагында үлгүнүн температурасы тез төмөндөп кеткенин көрүүгө болот. 5 секунддан кийин температура 100°Cден төмөн түшүп, бөлүүчү сызыктан 80мм алыстыкта температура 90-жылы болжол менен 210°Cге чейин төмөндөдү. Температуранын орточо төмөндөшү 3,5°С/сек. Терминалдык аба муздатуу аймагында 90 секунддан кийин температура болжол менен 360°Cге чейин төмөндөйт, орточо түшүү ылдамдыгы 1,9°C/сек.
Иштин натыйжалуулугун талдоо жана симуляциялоонун натыйжалары аркылуу суу муздатуу аянтынын жана кечиктирилген өчүрүү аянтынын иштеши адегенде азайып, андан кийин бир аз жогорулаган өзгөрүү үлгүсү экени аныкталды. Бөлүүчү сызыктын жанында суу муздатуудан таасир эткен жылуулук өткөрүмдүүлүк белгилүү бир аймактагы үлгүнү муздатуу ылдамдыгынан (3,5°С/с) азыраак төмөндөйт. Натыйжада, матрицага катып калган Mg2Si бул аймакта көп санда чөккөн жана 90 секунддан кийин температура болжол менен 210°Сге чейин төмөндөгөн. Көптөгөн Mg2Si чөктүрүүсү 90 с кийин суу муздатуу азыраак эффектке алып келди. Карылык менен дарылоодон кийин пайда болгон Mg2Si бекемдөө фазасынын көлөмү абдан азайып, үлгүнүн иштеши кийинчерээк кыскарган. Бирок, бөлүүчү сызыктан алыс жайгашкан кечиктирилген өчүрүү зонасына суу муздатуу жылуулук өткөрүмдүүлүгү азыраак таасир этет жана эритме аба муздатуу шарттарында салыштырмалуу жай муздайт (муздатуу ылдамдыгы 1,9°С/с). Mg2Si фазасынын бир аз гана бөлүгү акырындап түшөт жана 90-жылдардан кийин температура 360С болот. Сууну муздаткандан кийин, Mg2Si фазасынын көпчүлүк бөлүгү дагы эле матрицада турат жана ал карыгандан кийин таркап, чөктүрөт, бул бекемдөөчү ролду ойнойт.
3. Корутунду
Кечигип өчүрүү кадимки өчүрүү менен кечиктирилген өчүрүүнүн кесилишиндеги кечиктирилген өчүрүү зонасынын катуулугун адегенде азайып, андан соң акыры турукташтырылганга чейин бир аз жогорулай тургандыгы эксперименттер аркылуу аныкталган.
6061 алюминий эритмеси үчүн, кадимки өчүрүү жана кечиктирилген өчүрүү 90 секундадан кийин чыңалуу күчү тиешелүүлүгүнө жараша 342МПа жана 288МПа, ал эми кирешелүүлүгү 315МПа жана 252МПа болуп, экөө тең үлгүнүн иштөө стандарттарына жооп берет.
Катуулугу эң төмөн болгон аймак бар, ал кадимки өчкөндөн кийин 95HBден 77HBге чейин төмөндөйт. Бул жердеги көрсөткүч дагы эң төмөн, чыңалууга күчү 271МПа жана 220МПа кирүүчү.
ANSYS талдоосу аркылуу 90-жылдардын кечиктирилген өчүрүү зонасында эң төмөнкү көрсөткүчтөрдө муздатуу ылдамдыгы секундасына болжол менен 3,5°C төмөндөп, Mg2Si фазасынын бекемдөө фазасынын катуу чечиминин жетишсиздигине алып келгени аныкталган. Бул беренеге ылайык, аткаруу коркунучунун чекити кадимки өчүрүү жана кечиктирилген өчүрүү кесилишинде кечиктирилген өчүрүү зонасында пайда болуп, экструзия куйругун акылга сыярлык кармап туруу үчүн маанилүү жетектөөчү мааниге ээ болгон кесилиштен алыс эмес экендигин көрүүгө болот. процесстин акыркы калдыктары.
MAT Алюминийден Май Цзян тарабынан редакцияланган
Посттун убактысы: 28-август-2024
