Том ханын зузаантай 6061T6 хөнгөн цагаан хайлшийг халуун шахалтын дараа унтраах шаардлагатай. Тасралтгүй шахалтын хязгаарлалтын улмаас профилын хэсэг нь ус хөргөх бүсэд сааталтайгаар орно. Дараагийн богино ембүүг үргэлжлүүлэн шахах үед профилын энэ хэсэг нь хойшлогдсон бөхөөх болно. Удаан зогссон бөхөөх талбайг хэрхэн шийдвэрлэх вэ гэдэг нь үйлдвэрлэлийн компани бүрийн анхаарах ёстой асуудал юм. Экструзын төгсгөлийн процессын хаягдал богино байх үед авсан гүйцэтгэлийн дээж нь заримдаа шаардлага хангасан, заримдаа шаардлага хангаагүй байдаг. Хажуу талаас нь дахин түүвэрлэх үед гүйцэтгэл нь дахин тэнцэнэ. Энэ нийтлэл нь туршилтаар дамжуулан холбогдох тайлбарыг өгдөг.
1. Туршилтын материал, арга
Энэ туршилтанд ашигласан материал нь 6061 хөнгөн цагааны хайлш юм. Спектрийн шинжилгээгээр хэмжсэн химийн найрлага нь дараах байдалтай байна: Энэ нь GB/T 3190-1996 олон улсын 6061 хөнгөн цагаан хайлшны найрлагын стандартад нийцдэг.
Энэ туршилтанд хатуу уусмалын боловсруулалтанд зориулж шахмал профилын хэсгийг авсан. 400 мм урт профилийг хоёр хэсэгт хуваасан. 1-р талбайг шууд усаар хөргөж, унтраасан. 2-р талбайг агаарт 90 секундын турш хөргөж, дараа нь усаар хөргөсөн. Туршилтын диаграммыг 1-р зурагт үзүүлэв.
Энэхүү туршилтанд ашигласан 6061 хөнгөн цагааны хайлшны профилийг 4000UST экструдерээр шахаж гаргасан. Мөөгөнцрийн температур 500°С, цутгах саваа температур 510°C, шахмалаас гарах температур 525°C, шахах хурд 2.1мм/с, шахах явцад өндөр эрчимтэй ус хөргөх, 400мм уртын туршилтын хэсгийг шахмал бэлэн профилын дундаас авна. Дээжийн өргөн нь 150 мм, өндөр нь 10.00 мм байна.
Авсан дээжийг хувааж, дараа нь дахин уусмалын боловсруулалтанд оруулав. Уусмалын температур 530 ° C, уусмалын хугацаа 4 цаг байв. Тэдгээрийг гаргаж авсны дараа дээжийг 100 мм-ийн усны гүнтэй том саванд хийсэн. Том хэмжээтэй усны сав нь 1-р бүсийн дээжийг усаар хөргөсний дараа усны сав дахь усны температур бага зэрэг өөрчлөгдөхийг баталгаажуулж, усны температурын өсөлт нь усны хөргөлтийн эрчмд нөлөөлөхөөс сэргийлнэ. Ус хөргөх явцад усны температур 20-25 ° C-ийн дотор байгаа эсэхийг шалгаарай. Унтраасан дээжийг 165°C*8 цаг хэмжсэн.
Дээжээс 400 мм урт, 30 мм өргөн, 10 мм зузаантай хэсгийг авч Бринеллийн хатуулгийн туршилтыг хийнэ. 10 мм тутамд 5 хэмжилт хийнэ. Энэ үед Бринеллийн хатуулгийн үр дүнд 5 Brinell хатуулгийн дундаж утгыг авч, хатуулгийн өөрчлөлтийн загварыг ажигла.
Профайлын механик шинж чанарыг туршсан бөгөөд суналтын шинж чанар, хугарлын байршлыг ажиглахын тулд 400 мм-ийн дээжийн өөр өөр байрлалд 60 мм-ийн суналтын параллель хэсгийг удирдсан.
Дээжийг усаар хөргөх температурын талбар болон 90-ээд оны саатлын дараа бөхөөх үйл явцыг ANSYS программ хангамжаар загварчилж, янз бүрийн байрлал дахь профайлын хөргөлтийн хурдыг шинжилэв.
2. Туршилтын үр дүн, шинжилгээ
2.1 Хатуу байдлын туршилтын үр дүн
Зураг 2-т Brinell хатуулгийн шалгагчаар хэмжсэн 400 мм урт дээжийн хатуулгийн өөрчлөлтийн муруйг харуулав (абсциссагийн урт нь 10 мм-ийг илэрхийлдэг ба 0 хуваарь нь ердийн бөхөөх ба хоцрогдсон бөхөөх хооронд хуваагдах шугам юм). Усан хөргөлттэй төгсгөлийн хатуулаг нь 95HB орчимд тогтвортой байгааг олж мэдэж болно. Усаар хөргөх бөхөөх болон 90-ээд оны хоцрогдсон ус хөргөх бөхөөх хооронд хуваагдсан шугамын дараа хатуулаг буурч эхэлдэг боловч эхний шатанд буурах хурд удаан байна. 40мм (89HB)-ийн дараа хатуулаг нь огцом буурч, 80мм-д хамгийн бага утга (77HB) хүртэл буурдаг. 80мм-ийн дараа хатуулаг нь буурахгүй, харин тодорхой хэмжээгээр нэмэгдсэн. Өсөлт харьцангуй бага байсан. 130 мм-ийн дараа хатуулаг нь 83HB орчимд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Дулаан дамжуулалтын нөлөөгөөр саатсан бөхөөх хэсгийн хөргөлтийн хурд өөрчлөгдсөн гэж таамаглаж болно.
2.2 Гүйцэтгэлийн туршилтын үр дүн, дүн шинжилгээ
Зэрэгцээ хэсгийн өөр өөр байрлалаас авсан дээж дээр хийсэн суналтын туршилтын үр дүнг Хүснэгт 2-т үзүүлэв. No1 ба No2-ын суналтын бат бэх, уналтын бат бэх нь бараг өөрчлөгдөөгүй болохыг олж мэдэж болно. Хойшлуулсан бөхөөх төгсгөлийн эзлэх хувь нэмэгдэхийн хэрээр хайлшийн суналтын бат бэх ба уналтын бат бэх буурах хандлага ажиглагдаж байна. Гэсэн хэдий ч дээж авах газар бүрийн суналтын бат бэх нь стандарт бат бэхээс дээгүүр байна. Зөвхөн хамгийн бага хатуулагтай хэсэгт уналтын бат бэх нь дээжийн стандартаас доогуур, дээжийн гүйцэтгэл нь шаардлага хангаагүй байна.
Зураг 4-т дээжийн No3-ын суналтын шинж чанарын үр дүнг харуулав. Зураг 4-ээс харахад хуваах шугамаас хол байх тусам хоцрогдсон бөхөөх хэсгийн хатуулаг бага байх болно. Хатуулгийн бууралт нь дээжийн гүйцэтгэл буурч байгааг харуулж байгаа боловч хатуулаг нь аажмаар буурч, параллель хэсгийн төгсгөлд 95HB-аас 91HB хүртэл буурдаг. Хүснэгт 1-ийн гүйцэтгэлийн үр дүнгээс харахад суналтын бат бэх нь ус хөргөхөд 342МПа-аас 320МПа хүртэл буурсан байна. Үүний зэрэгцээ суналтын дээжийн хугарлын цэг нь хамгийн бага хатуулагтай параллель хэсгийн төгсгөлд байх нь тогтоогдсон. Учир нь энэ нь ус хөргөхөөс алслагдсан, хайлшийн гүйцэтгэл буурч, төгсгөл нь эхлээд суналтын бат бэхийн хязгаарт хүрч, хүзүүг үүсгэдэг. Эцэст нь, гүйцэтгэлийн хамгийн бага цэгээс завсарлага, завсарлагааны байрлал нь гүйцэтгэлийн туршилтын үр дүнтэй нийцэж байна.
Зураг 5-т 4-р дээжийн зэрэгцээ хэсгийн хатуулгийн муруй ба хугарлын байрлалыг үзүүлэв. Ус хөргөх тусгаарлах шугамаас хол байх тусам хоцрогдсон бөхөөх төгсгөлийн хатуулаг бага байгааг олж мэдэж болно. Үүний зэрэгцээ хугарлын байршил нь хатуулаг хамгийн бага буюу 86HB хугаралтай төгсгөлд байна. Хүснэгт 2-оос харахад усан хөргөлттэй төгсгөлд хуванцар хэв гажилт бараг байхгүй байна. Хүснэгт 1-ээс харахад дээжийн гүйцэтгэл (суналтын бат бэх 298МПа, гарц 266МПа) мэдэгдэхүйц буурсан байна. Суналтын бат бэх нь зөвхөн 298МПа бөгөөд энэ нь усан хөргөлттэй төгсгөлийн (315МПа) уналтын бат бөх чанарт хүрч чадахгүй. Төгсгөл нь 315 МПа-аас бага байх үед хүзүүг доошлуулсан байна. Хагарлын өмнө зөвхөн уян хатан хэв гажилт нь усан хөргөлттэй хэсэгт үүссэн. Стресс алга болоход усан хөргөлттэй төгсгөлийн ачаалал алга болсон. Үүний үр дүнд 2-р хүснэгтэд байгаа усны хөргөлтийн бүсийн хэв гажилтын хэмжээ бараг өөрчлөгдөөгүй байна. Хойшлогдсон хурдны галын төгсгөлд дээж эвдэрч, хэв гажилттай талбай багасч, төгсгөлийн хатуулаг нь хамгийн бага байх тул гүйцэтгэлийн үр дүнг мэдэгдэхүйц бууруулна.
400мм сорьцын төгсгөлд 100% саатсан бөхөөх хэсгээс дээж авна. Зураг 6-д хатуулгийн муруйг харуулав. Зэрэгцээ хэсгийн хатуулаг нь ойролцоогоор 83-84HB болж буурч, харьцангуй тогтвортой байна. Ижил процессын улмаас гүйцэтгэл нь ойролцоогоор ижил байна. Хагарлын байрлалд тодорхой хэв маяг илрээгүй. Хайлшийн гүйцэтгэл нь усаар унтраасан дээжээс доогуур байна.
Гүйцэтгэл ба хугарлын зүй тогтлыг судлахын тулд суналтын сорьцын параллель хэсгийг хамгийн бага хатуулгийн (77HB) ойролцоо сонгосон. Хүснэгт 1-ээс харахад гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц буурч, хугарлын цэг нь Зураг 2-т хатуулгийн хамгийн бага цэг дээр гарч ирсэн.
2.3 ANSYS шинжилгээний үр дүн
Зураг 7-д янз бүрийн байрлал дахь хөргөлтийн муруйн ANSYS симуляцийн үр дүнг харуулав. Ус хөргөх хэсэгт дээжийн температур хурдан буурч байгааг харж болно. 5 секундын дараа температур 100 ° C-аас доош буурч, хуваах шугамаас 80 мм-ийн зайд температур 90-д ойролцоогоор 210 ° C хүртэл буурчээ. Температурын дундаж уналт 3.5°С/с байна. Терминалын агаарын хөргөлтийн бүсэд 90 секундын дараа температур ойролцоогоор 360 ° C хүртэл буурч, дундаж уналт нь 1.9 ° C / сек байна.
Гүйцэтгэлийн дүн шинжилгээ, загварчлалын үр дүнгээс үзэхэд ус хөргөх талбай болон удааширсан бөхөөх талбайн гүйцэтгэл нь эхлээд буурч, дараа нь бага зэрэг нэмэгддэг өөрчлөлтийн загвар болохыг тогтоожээ. Хуваах шугамын ойролцоох усны хөргөлтийн нөлөөлөлд өртсөн дулаан дамжуулалт нь тодорхой газар дахь дээжийг усны хөргөлтөөс (3.5 ° C/с) бага хөргөлтийн хурдаар буулгахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд матрицад хатуурсан Mg2Si энэ хэсэгт их хэмжээгээр тунадасжиж, 90 секундын дараа температур ойролцоогоор 210 ° C хүртэл буурчээ. Их хэмжээний Mg2Si тунадас 90 секундын дараа усыг хөргөхөд бага нөлөө үзүүлсэн. Хөгшрөлтийн эмчилгээний дараа тунадасны Mg2Si бэхжүүлэх фазын хэмжээ ихээхэн буурч, дараа нь дээжийн гүйцэтгэл буурсан байна. Гэсэн хэдий ч тусгаарлах шугамаас алслагдсан саатсан бөхөөх бүс нь усны хөргөлтийн дулаан дамжуулалтанд бага өртдөг бөгөөд хайлш нь агаарын хөргөлтийн нөхцөлд (хөргөлтийн хурд 1.9°С/с) харьцангуй удаан хөрдөг. Mg2Si фазын багахан хэсэг нь аажмаар тунадасжиж, 90-ээд оноос хойш температур 360С байна. Ус хөргөсний дараа Mg2Si фазын ихэнх хэсэг нь матрицад хэвээр байгаа бөгөөд хөгшрөлтийн дараа тархаж, тунадас үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бэхжүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.
3. Дүгнэлт
Хойшлуулсан бөхөөх нь ердийн бөхөөх, хоцрогдсон бөхөөх хоёрын уулзварт байгаа хоцрогдсон бөхөөх бүсийн хатуулаг эхлээд буурч, эцэст нь тогтворжих хүртэл бага зэрэг нэмэгддэг болохыг туршилтаар тогтоосон.
6061 хөнгөн цагааны хайлшийн хувьд ердийн бөхөөх ба хоцрогдсон бөхөөх үед 90 секундын турш суналтын бат бэх нь тус тус 342МПа ба 288МПа, уналтын бат бэх нь 315МПа ба 252МПа бөгөөд хоёулаа дээжийн гүйцэтгэлийн стандартад нийцдэг.
Энгийн бөхөөх үед 95HB-ээс 77HB хүртэл буурдаг хамгийн бага хатуулагтай бүс байдаг. Энд байгаа гүйцэтгэл нь мөн хамгийн бага бөгөөд суналтын бат бэх нь 271МПа, уналтын бат бэх нь 220МПа юм.
ANSYS-ийн шинжилгээгээр 90-ээд оны хоцрогдсон бөхөөх бүсийн хамгийн бага гүйцэтгэлийн үед хөргөлтийн хурд секундэд ойролцоогоор 3.5°С-аар буурч, улмаар Mg2Si бэхжүүлэх фазын хатуу уусмал хангалтгүй байгааг олж тогтоосон. Энэ зүйлд заасны дагуу гүйцэтгэлийн аюулын цэг нь хэвийн бөхөөх, удаашрах үе мөчний уулзвар дахь хоцрогдсон бөхөөх хэсэгт гарч ирдэг бөгөөд уг уулзвараас холгүй байдаг нь шахалтын сүүлийг үндэслэлтэй байлгахад чухал чиглүүлэх ач холбогдолтой юм. эцсийн үйл явцын хаягдал.
MAT Aluminium-аас Мэй Жиан найруулсан
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 28
