Het lichter maken van auto’s is een gedeeld doel van de mondiale auto-industrie. Het toenemend gebruik van aluminiumlegeringsmaterialen in auto-onderdelen is de ontwikkelingsrichting voor moderne nieuwe typen voertuigen. 6082 aluminiumlegering is een warmtebehandelbare, versterkte aluminiumlegering met matige sterkte, uitstekende vervormbaarheid, lasbaarheid, weerstand tegen vermoeidheid en corrosieweerstand. Deze legering kan worden geëxtrudeerd tot buizen, staven en profielen en wordt veel gebruikt in auto-onderdelen, gelaste structurele onderdelen, transport en de bouwsector.
Momenteel is er beperkt onderzoek naar de 6082-aluminiumlegering voor gebruik in nieuwe energievoertuigen in China. Daarom onderzoekt dit experimentele onderzoek de effecten van het gehalte aan elementen van de 6082-aluminiumlegering, parameters van het extrusieproces, afschrikmethoden, enz., op de prestaties en microstructuur van het legeringsprofiel. Deze studie heeft tot doel de legeringssamenstelling en procesparameters te optimaliseren om 6082 aluminiumlegeringsmaterialen te produceren die geschikt zijn voor nieuwe energievoertuigen.
1. Testmaterialen en methoden
Experimentele processtroom: Verhouding legeringssamenstelling – Ingots smelten – Ingots homogenisatie – Ingots zagen in knuppels – Extrusie van profielen – In-line afschrikken van profielen – Kunstmatige veroudering – Voorbereiding van proefmonsters.
1.1 Ingotvoorbereiding
Binnen het internationale assortiment van 6082 aluminiumlegeringssamenstellingen zijn drie samenstellingen geselecteerd met smallere regelbereiken, aangeduid als 6082-/6082″, 6082-Z, met hetzelfde Si-elementgehalte. Mg-elementinhoud, y > z; Mn-elementinhoud, x > y > z; Cr, Ti-elementinhoud, x > y = z. De specifieke streefwaarden voor de legeringssamenstelling worden weergegeven in Tabel 1. Het gieten van blokken werd uitgevoerd met behulp van een semi-continue gietmethode met waterkoeling, gevolgd door een homogenisatiebehandeling. Alle drie de blokken werden gehomogeniseerd met behulp van het in de fabriek gevestigde systeem bij 560°C gedurende 2 uur onder koeling met waternevel.
1.2 Extrusie van profielen
De parameters van het extrusieproces werden op passende wijze aangepast aan de verwarmingstemperatuur van de knuppel en de afschriksnelheid. De dwarsdoorsnede van de geëxtrudeerde profielen wordt getoond in Figuur 1. De parameters van het extrusieproces worden getoond in Tabel 2. De vormstatus van geëxtrudeerde profielen wordt getoond in Figuur 2.
2.Testresultaten en analyse
De specifieke chemische samenstelling van de 6082 aluminiumlegeringsprofielen binnen de drie samenstellingsbereiken werd bepaald met behulp van een Zwitserse ARL-spectrometer met directe aflezing, zoals weergegeven in Tabel 3.
2.1 Prestatietesten
Ter vergelijking werden de prestaties van de drie samenstellingen van legeringsprofielen met verschillende afschrikmethoden, identieke extrusieparameters en verouderingsprocessen onderzocht.
2.1.1 Mechanische prestaties
Na kunstmatige veroudering bij 175°C gedurende 8 uur werden standaardmonsters genomen vanuit de extrusierichting van de profielen voor trekproeven met behulp van een Shimadzu AG-X100 elektronische universele testmachine. De mechanische prestaties na kunstmatige veroudering voor verschillende samenstellingen en blusmethoden worden weergegeven in Tabel 4.
Uit Tabel 4 blijkt dat de mechanische prestaties van alle profielen de nationale standaardwaarden overschrijden. Profielen geproduceerd uit knuppels van 6082-Z-legering hadden een lagere rek na breuk. Profielen geproduceerd uit knuppels van 6082-7-legering hadden de hoogste mechanische prestaties. 6082-X-legeringsprofielen, met verschillende vaste oplossingsmethoden, vertoonden hogere prestaties met snelle afkoelingsmethoden.
2.1.2 Testen van buigprestaties
Met behulp van een elektronische universele testmachine werden driepuntsbuigtests uitgevoerd op monsters, en de buigresultaten worden weergegeven in figuur 3. Figuur 3 laat zien dat producten geproduceerd uit knuppels van 6082-Z-legering een ernstige sinaasappelschil op het oppervlak hadden en barsten op de onderkant. achterkant van de gebogen monsters. Producten geproduceerd uit knuppels van 6082-X-legering hadden betere buigprestaties, gladde oppervlakken zonder sinaasappelschil en slechts kleine scheurtjes op posities beperkt door geometrische omstandigheden op de achterkant van de gebogen monsters.
2.1.3 Inspectie met grote vergroting
Monsters werden waargenomen onder een Carl Zeiss AX10 optische microscoop voor microstructuuranalyse. De resultaten van de microstructuuranalyse voor de legeringsprofielen met drie samenstellingen worden weergegeven in Figuur 4. Figuur 4 geeft aan dat de korrelgrootte van producten geproduceerd uit 6082-X staaf- en 6082-K-legeringsblokken vergelijkbaar was, met een iets betere korrelgrootte in 6082-X. legering vergeleken met 6082-y-legering. Producten geproduceerd uit knuppels van 6082-Z-legering hadden grotere korrelgroottes en dikkere cortexlagen, wat gemakkelijker leidde tot sinaasappelschil aan het oppervlak en een verzwakte interne metaalbinding.
2.2 Resultatenanalyse
Op basis van de bovenstaande testresultaten kan worden geconcludeerd dat het ontwerp van de legeringssamenstelling een aanzienlijke invloed heeft op de microstructuur, prestaties en vervormbaarheid van geëxtrudeerde profielen. Een verhoogd gehalte aan Mg-elementen vermindert de plasticiteit van de legering en leidt tot scheurvorming tijdens extrusie. Een hoger Mn-, Cr- en Ti-gehalte heeft een positief effect op het verfijnen van de microstructuur, wat op zijn beurt een positieve invloed heeft op de oppervlaktekwaliteit, buigprestaties en algehele prestaties.
3. Conclusie
Het Mg-element heeft een aanzienlijke invloed op de mechanische prestaties van de 6082 aluminiumlegering. Een verhoogd Mg-gehalte vermindert de plasticiteit van de legering en leidt tot scheurvorming tijdens extrusie.
Mn, Cr en Ti hebben een positief effect op de verfijning van de microstructuur, wat leidt tot verbeterde oppervlaktekwaliteit en buigprestaties van geëxtrudeerde producten.
Verschillende afschrikkoelintensiteiten hebben een merkbare invloed op de prestaties van 6082 aluminiumlegeringsprofielen. Voor gebruik in de automobielsector zorgt het gebruik van een blusproces van watermist gevolgd door watersproeikoeling voor betere mechanische prestaties en zorgt het voor de vorm en maatnauwkeurigheid van de profielen.
Bewerkt door May Jiang van MAT Aluminium
Posttijd: 26 maart 2024
