6061 vòng rèn hợp kim nhôm đường kính lớn

1. Tổng quan về vật liệu & quy trình sản xuất

Vòng rèn hợp kim bằng nhôm đường kính lớn 6061 là một bộ hợp kim nhôm-magien-silicon được xử lý bằng nhiệt rất linh hoạt (sê-ri Al-MG-SI), phổ biến rộng rãi cho hiệu suất toàn diện tuyệt vời của nó . Các vòng rèn có thành dày tận dụng những lợi thế của quá trình rèn, dẫn đến cấu trúc bên trong dày đặc, hạt tinh chế và dòng hạt được tối ưu hóa dọc theo chu vi của vòng Các thành phần trong đó chi phí, khả năng gia công và khả năng chống ăn mòn đều là những cân nhắc quan trọng .

Các yếu tố hợp kim chính:

Magiê (mg): 0.8-1.2% (tăng cường bằng silicon, cải thiện sức mạnh và khả năng chống ăn mòn)

Silicon (SI): 0.4-0.8% (tăng cường với magiê, tăng cường phản ứng làm cứng tuổi)

Đồng (Cu): 0.15-0.40% (tăng cường độ)

Chromium (CR): 0.04-0.35% (ức chế kết tinh lại, cải thiện độ bền)

Vật liệu cơ bản:

Nhôm (AL): Cân bằng

Vụ tạp được kiểm soát:

Sắt (Fe): tối đa 0,7%

Mangan (MN): tối đa 0,15%

Kẽm (Zn): tối đa 0,25%

Titanium (Ti): tối đa 0,15%

Các yếu tố khác: Tối đa 0,05% mỗi, tổng số tối đa 0,15%

Quá trình rèn cao cấp (cho các vòng có thành dày đường kính lớn): Sản xuất 6061 Hợp kim nhôm có đường kính dày đường kính lớn đòi hỏi phải kiểm soát chính xác quá trình tan chảy, rèn và xử lý nhiệt để đảm bảo vật liệu đạt được các tính chất toàn diện mong muốn, đặc biệt là tính đồng nhất trong các phần dày:

Chuẩn bị tan chảy và Ithot:

Các thành phần nhôm và hợp kim chính tuân thủ tiêu chuẩn được chọn .

Các công nghệ nóng chảy, tinh chế và khử khí tiên tiến được sử dụng để đảm bảo sự sạch sẽ tốt, giảm thiểu các vùi phi kim và hàm lượng khí .

Các hệ thống đúc trực tiếp lớn (DC) được sử dụng để tạo ra các thỏi đường kính lớn với cấu trúc vi mô đồng nhất và không có sự phân biệt đáng kể .

Điều trị đồng nhất trong thỏi:

Các thỏi trải qua quá trình đồng nhất hóa được kiểm soát chính xác (thường ở mức 550-580 trong vài giờ) để loại bỏ sự phân tách macrosgres, hòa tan các pha thứ cấp thô và cải thiện độ dẻo của Ingot, chuẩn bị cho nó để tạo hình dạng cao sau đó .

Chuẩn bị và kiểm tra phôi:

Điều hòa bề mặt thỏi (tỷ lệ hoặc phay) để loại bỏ tất cả các lỗi bề mặt .

Kiểm tra siêu âm 100% được thực hiện để đảm bảo thỏi không có bất kỳ khiếm khuyết nội bộ nào (e . g ., vết nứt, độ xốp, vùi lớn) có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cuối cùng, thường đáp ứng các tiêu chuẩn ngành .}

Làm nóng trước: phôi được làm nóng đồng đều với phạm vi nhiệt độ rèn chính xác (thường là 400-500 độ) để đảm bảo độ dẻo tối ưu trong khi tránh nóng chảy .}}}}}}}}}}}}}}

Trình tự rèn (đường kính lớn có tường dày rèn):

Áp dụng các thiết bị lớn: Các máy ép thủy lực lớn và máy lăn vòng được yêu cầu để áp dụng lực biến dạng đủ cho phôi nặng, đảm bảo rằng lõi của các vòng có thành dày cũng trải qua quá trình biến dạng dẻo đầy đủ và tinh chỉnh hạt .}}}}}}}}}}}}}

Khó chịu và đi trước: Trên các máy ép thủy lực lớn, các thỏi lớn trải qua nhiều hướng, nhiều hoạt động gây khó chịu và vẽ để phá vỡ các hạt đúc, loại bỏ độ xốp bên trong và hình thành các hình dạng trước phù hợp .}

Xỏ khuyên: Trên báo chí, cấu trúc vòng sơ bộ được hình thành bằng cách xuyên qua dies hoặc trục grand . Quá trình này thêm vào vật liệu và tinh chỉnh cấu trúc vi mô .}

Hình thành vòng: Quá trình cuộn vòng quan trọng này được thực hiện trên các máy cuộn vòng dọc lớn .} Nén hướng tâm và trục liên tục được áp dụng cho vòng trước bằng một cuộn chính và cuộn mandrel Sức mạnh chu vi, độ bền và hiệu suất mệt mỏi . Đối với các bộ phận có thành dày, dòng hạt đồng đều trong toàn bộ độ dày tường phải được đảm bảo .}

Tỷ lệ giảm tối thiểu: Thông thường yêu cầu ít nhất 3: 1 hoặc cao hơn để đảm bảo loại bỏ hoàn toàn cấu trúc AS-CAST và sự hình thành của dòng chảy hạt được tối ưu hóa và cấu trúc vi mô dày đặc .

Xử lý nhiệt:

Giải pháp xử lý nhiệt: Việc rèn được làm nóng đến nhiệt độ giải pháp chính xác xấp xỉ 530-545 và giữ đủ thời gian để hòa tan hoàn toàn các yếu tố hợp kim (Mg, Si, Cu) vào ma trận nhôm, tạo thành dung dịch rắn đồng nhất .}}}

Làm dịu đi: Làm mát nhanh từ nhiệt độ dung dịch (thường là làm nguội nước, đảm bảo nhiệt độ nước và tốc độ làm mát đáp ứng các yêu cầu phần có thành dày) để giữ lại dung dịch rắn siêu bão hòa . đối với các bộ phận có thành dày, sự đồng nhất của dập tắt là rất quan trọng đối với các tính chất cuối cùng .}}}}}}}}}}}

Điều trị lão hóa (T6 Temper): Điều trị lão hóa nhân tạo tiêu chuẩn (thường ở mức 160-180 cho 8-18 giờ) . Điều trị này gây ra sự kết tủa của các pha tăng cường như MG₂SI và một số AL

Giảm căng thẳng dư (T651/T652 Tempers): Đối với các vòng có thành dày có đường kính lớn, việc giảm căng thẳng (T651) hoặc nén (T652) thường được thực hiện sau khi làm giảm đáng kể ứng suất dư, giảm thiểu biến dạng gia công và cải thiện độ ổn định kích thước .

Hoàn thiện & kiểm tra:

Deburring, duỗi thẳng, kiểm tra kích thước, kiểm tra chất lượng bề mặt .

Cuối cùng, thử nghiệm không phá hủy toàn diện (e . g ., siêu âm, thâm nhập) và phân tích vi cấu trúc được thực hiện để đảm bảo sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn của ngành và yêu cầu của khách hàng .

Các tính chất cơ học của 6061 vòng được rèn bằng hợp kim nhôm có thành dày có đường kính phụ thuộc vào độ dày cụ thể, tính khí xử lý nhiệt và tối ưu hóa quá trình rèn . T6 và T651/T652 là những bộ phim được sử dụng phổ biến nhất cho 6061.

Phân phối tài sản và dị hướng:

6061 vòng giả, thông qua quá trình lăn vòng, có dòng hạt được liên kết cao dọc theo chu vi của vòng . Do đó, các thuộc tính chu vi (tiếp tuyến) thường là tối ưu

Hiệu ứng độ dày: Đối với 6061, các rèn tường dày đường kính lớn cũng duy trì tính đồng nhất của các tính chất từ lõi này sang bề mặt khác, nhờ độ cứng tuyệt vời của nó .

Ứng suất dư: T651/T652 Tempers, thông qua giảm căng thẳng hoặc nén, giảm đáng kể việc làm giảm ứng suất dư, giảm thiểu biến dạng gia công và cải thiện độ ổn định kích thước .}

Cấu trúc vi mô của các vòng hợp kim bằng nhôm dày đường kính lớn có đường kính lớn là cơ sở cho hiệu suất tổng thể tốt của chúng .

Các tính năng vi cấu trúc chính:

Cấu trúc hạt và dòng chảy hạt:

Quá trình rèn phá vỡ các hạt đúc thô, tạo thành các hạt kết tinh được kết tinh đồng đều và các hạt không kết tinh được nối dài dọc theo hướng rèn .}

Lưu lượng hạt: Trong quá trình lăn vòng, các hạt được thon dài mạnh và tạo thành cấu trúc sợi liên tục dọc theo chu vi của vòng . dòng hạt này phù hợp với hướng căng thẳng chính của vòng

Phân tán: Phân tán mịn được hình thành bởi crom (CR) ức chế hiệu quả quá trình kết tinh lại và tăng trưởng hạt, đảm bảo cấu trúc vi mô hạt mịn .}}}}}}}}}}}}

Mật độ cao và loại bỏ khuyết tật:

Áp lực to lớn được áp dụng trong quá trình rèn hoàn toàn đóng hoàn toàn các khiếm khuyết bên trong, chẳng hạn như độ xốp, khoang co ngót và túi khí, có thể phát sinh trong quá trình đúc, cải thiện đáng kể mật độ và độ tin cậy của vật liệu .}

Phá vỡ một cách hiệu quả và phân tán đồng đều một lượng nhỏ các hợp chất và tạp chất intermetallic chính (e . g ., Fe, Si pha), làm giảm các hiệu ứng bất lợi của chúng .

Tăng cường phân phối giai đoạn (kết tủa):

Điều trị lão hóa T6 gây ra sự kết tủa của pha tăng cường chính Mg₂si, cùng với một số kết tủa Al₂cu . Các kết tủa này được phân phối đồng đều trong các hạt, cung cấp tăng cường .

Kết tủa ở ranh giới hạt thường tốt và không dễ dàng dẫn đến ăn mòn giữa các hạt nghiêm trọng .

Độ sạch luyện kim:

Các công nghệ nóng chảy và đúc tiêu chuẩn Đảm bảo nội dung bao gồm phi kim loại thấp, đáp ứng các yêu cầu về độ sạch cho các ứng dụng kỹ thuật chung .

Phạm vi kích thước của các vòng hợp kim nhôm dày đường kính lớn có đường kính lớn rộng và có thể được sản xuất tùy chỉnh theo yêu cầu kỹ thuật .

Khả năng tùy chỉnh:

Các vòng giả được tạo tùy chỉnh với các kích thước, hình dạng và yêu cầu dung sai khác nhau có thể được tạo ra theo bản vẽ chi tiết của khách hàng và thông số kỹ thuật .

Thông thường được cung cấp trong các điều kiện gia công thô hoặc bán hoàn thiện để tạo điều kiện cho gia đình khách hàng tiếp theo .}

6061 Hợp kim chủ yếu đạt được các tính chất cơ học của nó thông qua xử lý nhiệt .

Hướng dẫn lựa chọn tính khí:

T6 Temper: Nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất cho các vòng rèn có thành dày có đường kính lớn 6061, cung cấp sự kết hợp tốt nhất của sức mạnh và độ cứng .

T651/T652 Tempers: Đối với các ứng dụng yêu cầu gia công chính xác hoặc ổn định kích thước nghiêm ngặt, các tempers T651 hoặc T652 được khuyến nghị để loại bỏ hiệu quả ứng suất dư .}

6061 Hợp kim nhôm có thành dày đường kính lớn Các vòng giả mạo thường có khả năng vận động tốt, nhưng kích thước lớn và bản chất có thành dày của chúng vẫn cần xem xét .

Hướng dẫn chế tạo:

Khả năng gia công: 6061 có khả năng gia công tốt, cho phép sử dụng các công cụ và tham số gia công hợp kim nhôm tiêu chuẩn . chú ý đến quản lý chip để tránh vướng víu .}

Khả năng hàn: 6061 là một trong số ít các hợp kim nhôm có độ bền cao có thể được hàn hợp hạch theo quy ước . trong khi cường độ có thể giảm sau khi hàn, nó có thể được tối ưu hóa bằng cách chọn dây phụ thích hợp và các quá trình hàn .}}}

Ứng suất dư: Dập tắt 6061 rèn có căng thẳng dư; Các phương pháp điều trị T651/T652 làm giảm hiệu quả . này trong quá trình gia công, các chiến lược như gia công đối xứng và cắt nông đa đường nên được sử dụng để giảm thiểu biến dạng .}}}}}}}}}}}

Xử lý bề mặt:

Anod hóa: Type II (Sulfuric) hoặc loại III (cứng) anodizing cung cấp khả năng chống mài mòn, khả năng chống ăn mòn và hấp dẫn thẩm mỹ .

Lớp phủ chuyển đổi: Lớp phủ chuyển đổi không có cromat hoặc crôm đóng vai trò là mồi cho sơn .}

Lớp phủ: Áp dụng cho các yêu cầu bảo vệ cụ thể .

Hợp kim 6061 nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là trong môi trường khí quyển và biển .

Chiến lược bảo vệ ăn mòn:

Lựa chọn hợp kim và tính khí: 6061- T6 Temper cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là chống ăn mòn SCC và tẩy da chết .

Xử lý bề mặt:

Anod hóa: Phương pháp bảo vệ phổ biến nhất, tạo thành một màng oxit dày đặc giúp tăng cường sự ăn mòn và kháng mòn .

Lớp phủ chuyển đổi hóa học: Phục vụ làm mồi tốt cho sơn hoặc chất kết dính .

Hệ thống lớp phủ: Lớp phủ hiệu suất cao có thể được áp dụng trong môi trường đặc biệt khắc nghiệt .

Quản lý ăn mòn điện: Khi tiếp xúc với kim loại không tương thích, các biện pháp cách ly như lớp phủ hoặc miếng đệm phải được sử dụng .

Các tính chất vật lý của các vòng giả bằng nhôm có thành dày đường kính lớn là rất quan trọng cho việc thiết kế các cấu trúc lớn .

Cân nhắc thiết kế:

Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng: 6061 cung cấp tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tốt, phù hợp cho các cấu trúc cần có trọng lượng nhẹ nhưng không ở mức độ cực độ .

Dễ chế tạo: Khả năng gia công tốt và khả năng hàn Giảm độ phức tạp và chi phí sản xuất .

Kháng ăn mòn: Kháng ăn mòn tuyệt vời làm cho nó phù hợp với các môi trường ngoài trời và ăn mòn khác nhau .

Hiệu quả chi phí: 6061 có hiệu quả hơn về chi phí so với các hợp kim có độ bền cao hơn .

Nhiệt độ hoạt động: Giống như tất cả các hợp kim nhôm, 6061 không chịu nhiệt độ cao; Nhiệt độ hoạt động được đề xuất dưới 150 độ .

Kiểm soát chất lượng cho các vòng nhôm có thành dày đường kính lớn có đường kính lớn là một khía cạnh quan trọng đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của chúng .

Quy trình kiểm tra tiêu chuẩn:

Chứng nhận nguyên liệu thô: Phân tích thành phần hóa học để đảm bảo tuân thủ AMS, ASTM, v.v.

Kiểm soát quá trình tan chảy và rèn: Giám sát nhiệt độ, lượng biến dạng để đảm bảo cấu trúc bên trong đồng nhất và dày đặc .

Giám sát quá trình xử lý nhiệt: Tính đồng nhất của nhiệt độ lò, làm nguội dung dịch, đường cong lão hóa, v.v .}

Phân tích thành phần hóa học: Xác minh các yếu tố hợp kim và nội dung tạp chất .

Kiểm tra tài sản cơ học:

Kiểm tra độ bền kéo: Các mẫu được lấy theo hướng xuyên tâm, tiếp tuyến/chu vi và trục để kiểm tra UTS, YS, EL .

Kiểm tra độ cứng: Các phép đo đa điểm để đánh giá tính đồng nhất .

Kiểm tra tác động: Nếu được yêu cầu .

Thử nghiệm không phá hủy (NDT):

Kiểm tra siêu âm: Kiểm tra thể tích của toàn bộ vòng để phát hiện các lỗi nội bộ .

Kiểm tra thâm nhập: Phát hiện các lỗi phá vỡ bề mặt .

Kiểm tra hiện tại Eddy: Phát hiện các khiếm khuyết bề mặt và gần bề mặt .

Phân tích vi cấu trúc: Kiểm tra kim loại để đánh giá kích thước hạt, dòng hạt, mức độ kết tinh lại, phân phối kết tủa, loại khuyết tật, v.v.

Kiểm tra chất lượng bề mặt và chiều: Các phép đo chính xác bằng cách sử dụng CMM, Profilometer, v.v.

Tiêu chuẩn và chứng chỉ:

Tuân thủ ASTM B247 (rèn hợp kim nhôm), AMS 4117 (6061- T6 rèn), ISO, EN, GB/T và các tiêu chuẩn công nghiệp khác .}

Chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng: ISO 9001.

EN 10204 Loại 3 . 1 Báo cáo kiểm tra vật liệu có thể được cung cấp.

6061 Các vòng nhôm có thành dày đường kính lớn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau do hiệu suất tổng thể và hiệu quả chi phí tuyệt vời của chúng .

Các khu vực ứng dụng chính:

Cấu trúc phụ trợ hàng không vũ trụ: Các thành phần cấu trúc máy bay không quan trọng, vòng thiết bị ngoại vi động cơ, thiết bị hỗ trợ mặt đất hàng không vũ trụ .

Kỹ thuật hàng hải và nước ngoài: Thiết bị sàn tàu lớn, các cấu trúc không chịu tải cho các nền tảng ngoài khơi, thân van biển, mặt bích đường ống, v.v.

Máy móc và thiết bị chung: Thân máy bơm lớn, vỏ máy nén, gắn động cơ, mặt bích, đầu nối, khung chịu tải, v.v ....

Vận chuyển đường sắt: Các bộ phận kết nối thân xe, các bộ phận bogie không quan trọng, thiết bị đường sắt .}

Ngành công nghiệp ô tô: Các thành phần lớn, bánh xe tải, bộ phận khung gầm, v.v ... ., để giảm trọng lượng .

Kỹ thuật xây dựng và kết cấu: Đầu nối giàn lớn, cấu trúc trang trí, các thành phần cầu .

Ưu điểm thiết kế:

Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tốt: Cung cấp đủ sức mạnh cho hầu hết các ứng dụng cấu trúc trong khi đạt được trọng lượng nhẹ .

Kháng ăn mòn tuyệt vời: Thực hiện tốt trong môi trường khí quyển và biển, đặc biệt không nhạy cảm với SCC .

Khả năng hàn và khả năng gia công vượt trội: Làm giảm đáng kể độ phức tạp và chi phí sản xuất, tạo điều kiện cho việc xử lý và lắp ráp tiếp theo .

Độ bền cao: Độ bền tốt ở nhiệt độ phòng, không dễ bị gãy xương giòn .

Hiệu quả chi phí: Nguyên liệu thô và chi phí xử lý thấp hơn so với hợp kim hiệu suất cao hơn .

Sự ổn định kích thước: T651/T652 Tempers Điều khiển hiệu quả biến dạng gia công .}

Hạn chế thiết kế:

Giới hạn sức mạnh: Sức mạnh của nó không thể so sánh với các hợp kim cực cao như chuỗi 2xxx hoặc 7xxx, làm cho nó không phù hợp với các cấu trúc chịu tải tới hạn đòi hỏi sức mạnh tối thượng .}

Hiệu suất nhiệt độ cao: Một hạn chế chung cho hợp kim nhôm; Nhiệt độ hoạt động dài hạn được giới hạn ở dưới 150 độ .

Sức mạnh mệt mỏi: Sức mạnh mệt mỏi thấp hơn so với chuỗi 7xxx, không phù hợp với môi trường tải theo chu kỳ cực độ .}

Cân nhắc về kinh tế và bền vững:

Tổng chi phí vòng đời: Chi phí ban đầu thấp hơn và hiệu suất bảo trì tốt làm cho nó hiệu quả về chi phí cao trong nhiều ứng dụng .}

Sử dụng vật liệu: Quá trình rèn giúp cải thiện việc sử dụng vật liệu .

Sự thân thiện với môi trường: Nhôm là một vật liệu có thể tái chế cao, phù hợp với các nguyên tắc phát triển bền vững; Nhẹ cũng góp phần giảm tiêu thụ năng lượng .

Chú phổ biến: 6061 Vòng rèn hợp kim nhôm có đường kính lớn, Trung Quốc 6061 Nhà sản xuất vòng rèn Aluminum Aluminum Rung nhà sản xuất, nhà cung cấp, nhà máy