Alumīnija sakausējuma gredzena kalšana kaltais apaļais gredzens

Alumīnija sakausējuma kalti apaļi gredzeni ir augstas veiktspējas metāla komponenti, ko plaši izmanto dažādās nozarēs. Šis process, kas veidojas ar plastiski deformējošām alumīnija sakausējuma sagatavēm (kalšana), piešķir augstākas mehāniskās īpašības, blīvākas iekšējās struktūras un labvēlīgāku graudu plūsmu, salīdzinot ar liešanu vai apstrādi. Kaltu gredzenus var izgatavot no plaša klāsta alumīnija sakausējuma pakāpes, sākot no vispārēja mērķa sakausējumiem (piemēram, 6061, 6082) līdz augstas stipruma sakausējumiem (piemēram, 2024, 7075) un korozijai izturīgu sakausējumus (piemēram, 5083, 5a06), izvēloties, kas ir atkarīga no piemērošanas.

Galvenie sakausējumu veidi un tipiski elementi:

2xxx sērija (Al-Cu): Varš ir galvenais stiprināšanas elements. Parasti nepieciešama termiskā apstrāde (piemēram, T3, T4, T6, T8 tempi), kas piedāvā augstu izturību un labu izturību, bet salīdzinoši slikta izturība pret koroziju. 2024. gads ir tipisks piemērs.

5xxx sērija (Al-MG): Magnijs ir galvenais stiprināšanas elements. Neapstrādājams (kas nav apstrādājams ar aukstu darbu, piemēram, H112, H321 temperatūru), lieliska izturība pret koroziju (īpaši jūras ūdenim), augstāka metināmība un mērena izturība. 5083, 5A06 ir tipiski piemēri.

6xxx sērija (Al-Mg-Si): Magnijs un silīcijs ir galvenie stiprināšanas elementi. Siltumizstrādāts (piemēram, T6 temperaments), piedāvā mērenu izturību, labu metināmību, labu izturību pret koroziju un ir viegli apstrādājama. 6061, 6082 ir tipiski piemēri.

7xxx sērija (al-Zn-mg-cu): Cinks un magnijs (bieži ar varu) ir galvenie stiprināšanas elementi. Siltumizstrādājumu (piemēram, T6, T73 temperatūra), kam ir visaugstākā izturība un cietība, bet var būt jutīgāka pret vides faktoriem. 7075, 7050 ir tipiski piemēri.

Premium kalšanas procesa plūsma:

Izejvielu sagatavošana:

Alumīnija sakausējuma lietņu vai joslu atlase, kas atbilst attiecīgajiem starptautiskajiem standartiem.

Nepieciešamā tīrīšana un defektu pārbaude (piemēram, ultraskaņas).

Uzkarsēšana:

Alumīnija sakausējuma sagatave ir vienmērīgi uzkarsēta līdz kalšanas temperatūras diapazonam (parasti no 350 grādiem līdz 450 grādiem, atkarībā no sakausējuma pakāpes), lai uzlabotu tā elastību un samazinātu deformācijas pretestību. Temperatūras kontrole ir būtiska, lai izvairītos no pārkaršanas, kas var izraisīt rupjus graudus vai lokalizētu kušanu.

Deformācijas kalšana:

Satraucošs: Billete ir aksiāli saspiesta presē, palielinot tā diametru un samazinot tā augstumu, kas sākotnēji nojauca kā izturīgu struktūru.

Pīrsings\/caurumošana: Izbrukuma vai diska formas sagataves centrā tiek izveidots caurums, lai izveidotu provizorisku gredzena formu. Šo soli var panākt arī, paplašinot materiālu virs mandatora.

Gredzens: Šis ir galvenais process, lai ražotu nemanāmus viltotus gredzenus. Uz gredzena ripojošās mašīnas gredzena sagatavošanai tiek uzklāta nepārtraukta aksiālā un radiālā saspiešana ar galveno rullīti un mandrēla rullīti, palielinot gredzena diametru, vienlaikus samazinot tā sienas biezumu un augstumu. Šis process efektīvi uzlabo graudus, optimizē graudu plūsmu, novērš iekšējos defektus un uzlabo materiāla blīvumu un mehāniskās īpašības.

Mirst kalšana\/apdare kalšana: Gredzeniem ar sarežģītām formām vai augstas dimensijas precizitātes prasībām, lai sasniegtu precīzus ģeometriskus izmērus un labu virsmas kvalitāti, var veikt kalšanu vai apdari kalšanu.

Termiski apstrāde:

Šķīduma termiskā apstrāde: Siltumizstrādātiem sakausējumiem (2xxx, 6xxx, 7xxx sērijas) kalšana tiek uzkarsēta līdz noteiktai temperatūrai un tiek turēta pietiekami daudz laika, lai izšķīdinātu leģējošos elementus alumīnija matricā, veidojot vienmērīgu cietu šķīdumu.

Rūdīšana: Ātra ar šķīdumu apstrādātās kalšanas dzesēšana (parasti ūdens rūdīšana), lai saglabātu saudzēto cieto šķīdumu.

Novecošanās ārstēšana:

Dabiska novecošanās (T3, T4 Tempers): Uzglabāts istabas temperatūrā, izturība lēnām palielinās.

Mākslīgā novecošanās (T6, T8, T73, T74 Tempers): Karsēta noteiktā temperatūrā virs istabas temperatūras, lai veicinātu stiprināšanas fāžu nokrišņus, vēl vairāk palielinot izturību un cietību. 5xxx sēriju sakausējumiem, lai uzlabotu korozijas rezistenci, var izmantot stabilizācijas ārstēšanu (H321, H116 temperus).

Apdare un pārbaude:

Apgriešana, deburēšana, iztaisnošana utt.

Stingra kvalitātes kontrole un nesagraujoša pārbaude (ultraskaņas, iespiešanās utt.) Lai nodrošinātu produktu atbilstību specifikācijām.

Sakarā ar daudzajām alumīnija sakausējuma pakāpēm un termiskās apstrādes mēreniem, šeit ir uzskaitīti tipiski veiktspējas diapazoni dažādiem sakausējumu veidiem. Faktiskās īpašības var nedaudz atšķirties atkarībā no īpašās pakāpes, izmēriem un kalšanas procesa.

Kalšanas procesa ieguldījums īpašumos:

Graudu uzlabošana un graudu plūsma: Kalšanas process metālam piemēro milzīgu spiedienu un bīdes, graudus un tos pagarinot gar deformācijas virzienu, veidojot blīvu šķiedru struktūru (graudu plūsmu). Šī plūsmas līnijas struktūra atbilst daļas stresa virzienam, ievērojami uzlabojot materiāla izturību, izturību, noguruma izturību un stresa korozijas izturību.

Defektu likvidēšana: Efektīva kalšana aizver liešanas defektus (piemēram, porainību, saraušanās dobumus) un novērš rupjus kā izturīgus graudus un dendrīta segregāciju, kā rezultātā rodas vienveidīgāka un blīvāka mikrostruktūra.

Anizotropija: Celtiem produktiem parasti ir zināma anizotropijas pakāpe, un īpašības gar graudu plūsmas virzienu ir augstākas par tām, kas tai ir perpendikulāri. Šo īpašību var izmantot dizainā, lai optimizētu struktūru.

Galvenās mikrostrukturālās funkcijas:

Graudu struktūra:

Kalšana sadala rupjus kā apdzīvotus graudus, veidojot smalkus, vienveidīgus pārkristalizētus graudus un iegarenus nerekristalizētus graudus, kas saskaņoti ar kalšanas virzienu.

Graudu plūsma: nepārtraukta šķiedru graudu struktūra, kas veidojas gar kalšanas deformācijas virzienu, ir ļoti saskaņota ar kalšanas ģeometriju un stresa virzienu. Šī ir galvenā iezīme, kas padara kalnus labākus par lējumiem un apstrādātām detaļām.

Dispersoīdi un nogulsnes: termiskās apstrādes laikā leģēti elementi veido smalkus dispersoīdus un izgulsnējas ar graudu robežām, kavē graudu augšanu un nodrošina stiprināšanu.

Otrās fāzes daļiņas:

Neliels piemaisījumu daudzums (Fe, Si) neizbēgami veido rupjus starpmetāliskus savienojumus sakausējumos. Kalšana sabojā šīs trauslās daļiņas un vienmērīgi izkliedē tās, samazinot to kaitīgo ietekmi uz īpašībām.

Vienāds stiprināšanas fāžu sadalījums: Precīza kalšanas un termiskās apstrādes procesu kontrole nodrošina vienmērīgu nokrišņu un stiprināšanas fāžu sadalījumu matricā, maksimāli palielinot sakausējuma stiprināšanas potenciālu.

Defektu kontrole:

Kalšanas process efektīvi novērš iekšējos defektus, piemēram, saraušanās dobumus, porainību un gāzes kabatas, kas var rasties liešanas laikā, ievērojami uzlabojot materiāla blīvumu.

Stingra procesa parametru kontrole samazina iekšējās plaisas, apļus un citus defektus, kas varētu rasties kalšanas laikā.

Alumīnija sakausējuma kalumu apaļu gredzenu lieluma diapazons ir ārkārtīgi plats, sākot no maziem diametra gredzeniem no dažiem desmitiem milimetru līdz lieliem diametra gredzeniem vairākos metros. Pielaides ir atkarīgas no kalšanas metodes (atvērtā dī, slēgta dī, gredzena ritēšanas), gredzena izmēriem un precizitātes prasībām.

Kalnu apaļo gredzenu priekšrocības:

Plaša izmēra diapazons: Īpaši ar gredzenu velmēšanas tehnoloģiju var iegūt bezšuvju gredzenus no maziem līdz īpaši lieliem izmēriem.

Gandrīz tīkla formas spēja: Die kalšana var sasniegt augstas dimensijas precizitāti un sarežģītas ģeometrijas, samazinot turpmāko apstrādi.

Lieliska dimensiju stabilitāte: Siltumizstrādātiem un ar stresu saistītiem kalumiem ir labāka dimensiju stabilitāte turpmākajā apstrādes un ekspluatācijas lietošanas laikā.

Alumīnija sakausējuma sakausēto gredzenu siltuma apstrādes temperamenta izvēle ir būtiska, tieši ietekmējot to galīgās mehāniskās īpašības, izturību pret koroziju un kalpošanas laiku.

Temperamenta atlases ceļvedis:

Augstas izturības prasības: 2xxx vai 7xxx sērijas T6\/T8 tempi.

Augsta korozijas izturība un metināmības prasības: H112\/H321\/H116 5xxx sērijas temperatūras.

Vispārējās strukturālās sastāvdaļas, izturības un korozijas izturības līdzsvars: 6xxx sērijas T6 temperatūra.

Augsta stresa korozijas jutība: T73\/T74 7xxx sērijas vai 5xxx sērijas H321\/H116 temperatūras.

Pieprasot turpmāku sarežģītu apstrādi: O vai F temperaments kā sākotnējais tukšums.

Alumīnija sakausējuma kalnu apaļo gredzenu apstrādājamība parasti ir laba, taču dažādu sakausējumu sēriju un termiskās apstrādes rādīšanas apstrādes īpašības ievērojami atšķiras.

Izgatavošanas vadība:

Mašīnīgums: Parasti, jo grūtāk ir sakausējums, jo labāka ir mašīnīgums. Tomēr 7xxx sērijas sakausējumi griešanas laikā var būt sveķaini, nepieciešami īpaši instrumenti un griešanas šķidrumi. 5xxx sērijas mikroshēmas mēdz apņemt instrumentus, kuriem nepieciešama laba mikroshēmu evakuācija un pasākumi.

Dzesēšanas šķidrums: Ūdens šķīstoši griešanas šķidrumi vai eļļas bāzes griešanas šķidrumi, kuriem temperatūras kontrolei un mikroshēmas evakuācijai ir nepieciešami lieli plūsmas ātrumi.

Metināmība: 5xxx un 6xxx sērijas sakausējumiem ir lieliska metināmība, iegūstot augstas stiprības metināšanas. 2xxx un 7xxx sērijai ir slikta metināmība; Parastā saplūšanas metināšana parasti nav ieteicama, un var apsvērt īpašus metināšanas procesus, piemēram, berzes maisīšanas metināšanu.

Atlikušais stress: Kalšanas laikā var radīt atlikušos spriegumus. Tos var efektīvi samazināt, izmantojot termiskās apstrādes (piemēram, T651, T7351 temperatūru) vai stabilizācijas procedūras (piemēram, H321, H116 temperatūru), lai samazinātu turpmākos apstrādes kropļojumus.

Alumīnija sakausējuma sakausēto apaļu gredzenu korozijas izturība mainās atkarībā no sakausējuma veida un termiskās apstrādes temperamenta.

Korozijas aizsardzības stratēģijas:

Sakausējuma izvēle: Prioritāšu sakausējumus ar izcilu izturību pret koroziju, piemēram, 5xxx sēriju.

Temperamenta atlase: 7xxx sērijai, pārmērīgi sastopami mērogi (T73\/T74) ievērojami uzlabo SCC un pīlinga korozijas pretestību. 5xxx sērijai H321\/H116 tempi piedāvā vislabāko izturību pret koroziju.

Virsmas apstrāde:

Anodējošs: Veido blīvu oksīda plēvi, uzlabojot korozijas izturību, nodiluma pretestību un elektrisko izolāciju. Balstoties uz prasībām, var izvēlēties dažādus veidus (sērskābes tipu, cieto apvalku).

Konvertācijas pārklājumi: Hromāts vai hroma bez hroma konvertēšanas pārklājumi kalpo kā izcili grunti krāsai, nodrošinot pamata korozijas aizsardzību.

Gleznošana\/pārklājums: Nodrošina fizisku barjeru, īpaši agresīvai videi.

Apšuvums: Sakausējumiem ar sliktu izturību pret koroziju, piemēram, 2xxx un 7xxx, tīra alumīnija slānis vai korozijai izturīgs alumīnija sakausējums var tikt apvilkts, lai nodrošinātu upurēšanas aizsardzību.

Dizaina apsvērumi:

Darba temperatūra: Alumīnija sakausējumi ievērojami zaudē izturību augstā temperatūrā. Parasti ieteicams veikt darbības temperatūru zem 150 grādiem. 2xxx un 7xxx sērijai ilgtermiņa lietošana virs 120 grādiem var ietekmēt mehāniskās īpašības un stabilitāti. 5xxx sērijai ilgtermiņa lietošana virs 65 grādiem var izraisīt sensibilizāciju, kas ietekmē stresa korozijas izturību.

Nogurums: Optimizētā graudu plūsma kalnos uzlabo noguruma veiktspēju, bet noguruma dzīves novērtēšanai dizaina laikā joprojām būtu jāapsver cikliskās slodzes īpašības.

Ražas dizains: Lielākajā daļā inženiertehnisko pielietojumu par projektēšanas pamatu tiek izmantots ražas stiprums.

Galvaniskā korozija: Saskaroties ar atšķirīgiem metāliem, jāapsver iespējamās atšķirības un veikti izolācijas pasākumi.

Lai nodrošinātu produkta veiktspēju un uzticamību, tiek izmantota stingra kvalitātes kontrole visos alumīnija sakausējuma kalšanas apaļo gredzenu ražošanas posmos.

Standarta pārbaudes procedūras:

Izejvielu pārbaude: Ķīmiskais sastāvs, izmēri, virsmas kvalitāte, iekšējie defekti (ultraskaņas).

Kalšanas procesa kontrole: Temperatūra, spiediens, deformācijas daudzums, die nodilums utt.

Termiskās apstrādes procesa kontrole: Temperatūra, laiks, rūdīšanas vide, dzesēšanas ātrums utt.

Ķīmiskās sastāva analīze: Spektrometru, XRF utt. Izmantojot, lai pārbaudītu leģēšanas elementus un piemaisījumu saturu.

Mehāniskās īpašības pārbaude:

Stiepes pārbaude: Paraugi, kas ņemti dažādos virzienos (radiālais, tangenciālais\/apkārtmērs, aksiālais), lai pārbaudītu galīgo stiepes izturību, ražas izturību un pagarinājumu. Šis ir fundamentālākais mehāniskās īpašības indikators.

Cietības pārbaude: Brinela cietība, Rokvela cietība utt., Izmanto ātra materiāla stāvokļa un vienveidības novērtēšanai.

Trieciena pārbaude: Carpy v-neotch trieciena pārbaude kriogēnām lietojumprogrammām vai komponentiem, kuriem nepieciešama izturība.

Noguruma pārbaude: Rotējošs liekšanas nogurums, aksiālais nogurums vai plaisu augšanas ātruma pārbaude, kas veikta atbilstoši klienta prasībām.

Lūzuma izturības pārbaude: K1c vērtība, novērtējot materiāla spēju pretoties plaisu izplatīšanai.

Stresa korozijas plaisāšanas (SCC) pārbaude: SCC jutīgiem sakausējumiem (piemēram, 2xxx un 7xxx T6 temperatūrā), lai novērtētu to SCC pretestību noteiktā vidē, tiek veikti specifiski SCC testi (piemēram, lēna celma ātruma SSRT, C gredzena tests).

Nemierinoša pārbaude (NDT):

Ultraskaņas pārbaude: 100% tilpuma pārbaude, lai noteiktu iekšējos defektus (ieslēgumi, porainība, plaisas utt.). Šī ir viena no vissvarīgākajām kalumu kvalitātes kontroles metodēm.

Penetranta pārbaude (PT): Pārbaudiet virsmas pārtraukumus.

Magnētisko daļiņu pārbaude (MT): Nav piemērojams alumīnija sakausējumiem (nemagnētiski).

Eddy Current Testing (ET): Nosakiet virsmas un gandrīz virsmas defektus.

Radiogrāfiskā pārbaude (RT): Izmanto iekšējo makroskopisko defektu noteikšanai, kas piemēroti kritiskām zonām.

Mikrostruktūras analīze: Graudu lielums, graudu plūsma, morfoloģija un nogulsņu sadalījums, pārkristalizācijas pakāpe utt.

Izmēra un virsmas kvalitātes pārbaude: Precīzi mērījumi, izmantojot koordinātu mērīšanas mašīnas (CMM), mērinstrumentus, profilometrus utt.

Standarti un sertifikāti:

Atbilst ASTM B247 (vispārējā specifikācija alumīnija sakausējuma kalumiem), SAE AMS standarti (kosmiskā kosmiskā), ISO, EN, GB\/T un citi nacionālie un nozares standarti.

EN 10204 3.1. Vai 3.2. Tips var sniegt materiālu testa pārskatus.

Kvalitātes vadības sistēmas sertifikāti: ISO 9001, AS9100 (kosmiskā kosmosa).

Alumīnija sakausējuma kalti apaļie gredzeni tiek plaši izmantoti daudzos prasīgos laukos, ņemot vērā to lielisko kopējo sniegumu.

Galvenās pieteikšanās zonas:

Aviogi: Gaisa kuģa motora apvalki, turbīnu ventilatora gredzeni, nosēšanās rīku rumbas, raķešu un raķešu konstrukcijas gredzeni, satelīta savienojošie gredzeni utt. Īpaši augstas prasības pēc izturības un svara attiecības, noguruma veiktspēja un uzticamība.

Aizsardzība un militārpersonas: Tvertņu tornīšu gultņu sacīkstes, artilērijas stiprinājumi, militārā transportlīdzekļu slodzes gredzeni, raķešu virsbūves strukturālie gredzeni utt.

Dzelzceļa tranzīts: Ātrgaitas vilcienu riteņi, bremžu diski, Bogie komponenti, savienojošie gredzeni utt.

Automobiļu rūpniecība: Augstas veiktspējas automobiļu riteņi, balstiekārtas sistēmas komponenti, motora detaļas utt.

Jūras un ārzonu inženierija: Kuģa korpusa konstrukcijas komponenti, dzenskrūves rumbas, ārzonu platforma, kas savieno gredzenus, dziļūdens izpētes aprīkojuma komponentus utt. (Īpaši 5xxx sērijas).

Kriogēnā inženierija: Galvenās gredzenveida struktūras sašķidrinātas dabasgāzes (SDG) uzglabāšanas tvertnēm un nesējiem, šķidrā skābekļa\/ūdeņraža tvertnes komponenti utt. (Īpaši 5xxx sērijas).

Enerģētikas nozare: Vēja turbīnu torņa atloki, kritiskā atomelektrostacijas gredzena komponenti, spiediena tvertņu galvas un atloki utt.

Vispārējā tehnika: Lielas gultņu sacīkstes, pārnesumu sagataves, hidrauliskie cilindru ķermeņi, savienojošie atloki utt.

Projektēšanas priekšrocības:

Augstas stiprības un svara attiecība: Iespējo vieglas struktūras, samazinot enerģijas patēriņu.

Lieliska noguruma veiktspēja: Kalta graudu plūsma efektīvi uzlabo noguruma dzīvi, kas piemērota komponentiem, kas pakļauti cikliskai slodzei.

Augsta izturība un izturība pret lūzumu: Uzlabo komponentu drošības rezervi smagos apstākļos.

Blīva un vienveidīga iekšējā mikrostruktūra: Novērš liešanas defektus, nodrošinot augstu uzticamību.

Laba dimensiju stabilitāte: Samazināts apstrādes kropļojums pēc termiskās apstrādes un stresa mazināšanas.

Spēcīga pielāgošanas spēja: Ļauj izvēlēties piemērotu sakausējumu, termiskās apstrādes temperatūru un izmēru pielaides, pamatojoties uz īpašām lietošanas prasībām.

Dizaina ierobežojumi:

Maksāt: Augstākas pelējuma izmaksas un apstrādes izmaksas, salīdzinot ar liešanas un plāksnes materiāliem, īpaši lielām un sarežģītām formām.

Formas sarežģītība: Kamēr kalšana var radīt sarežģītas formas, joprojām ir daži ierobežojumi, salīdzinot ar liešanu.

Augstas temperatūras veiktspēja: Alumīnija sakausējumi parasti labi neiztur augstas temperatūras; Iepriekš ir piesardzība ilgtermiņa lietošanai vidē virs 150 grādiem.

Slikta metināmība dažiem sakausējumiem: Piemēram, 2xxx un 7xxx sērijas, prasot prasīgus metināšanas procesus.

Ekonomikas un ilgtspējības apsvērumi:

Dzīves cikla izmaksas: Neskatoties uz augstākajām sākotnējām izmaksām, kalnu augstākā veiktspēja (ilga kalpošanas laiks, zema uzturēšana) var ievērojami samazināt kopējās dzīves cikla izmaksas.

Materiālu izmantošana: Salīdzinot ar tiešo apstrādi no lieliem materiāla blokiem, kalšana ir gandrīz tīkla formas process, samazinot materiālu atkritumus.

Videi draudzīgs: Alumīnija sakausējumi ir ļoti pārstrādājami materiāli, saskaņojot ar ilgtspējīgas attīstības principiem. Viegli arī veicina samazinātu enerģijas patēriņu un oglekļa emisijas.

Populāri tagi: Alumīnija sakausējuma gredzena kalšana kaltais apaļais gredzens, Ķīnas alumīnija sakausējuma gredzena kalšana kaltu apaļo gredzenu ražotāji, piegādātāji, rūpnīca