Ғафсии калони девори хӯлаи алюминийи 6061T6 бояд пас аз экструзияи гарм хомӯш карда шавад. Аз сабаби маҳдудияти экструзияи қатъӣ, як қисми профил ба минтақаи сардшавии об бо таъхир ворид мешавад. Ҳангоме ки истихроҷи кутоҳи навбатии кутоҳ идома меёбад, ин қисми профил аз хомӯшкунии таъхиршуда мегузарад. Чӣ гуна бояд бо минтақаи таъхирёфтаи хомӯшкунӣ масъалае аст, ки ҳар як ширкати истеҳсолӣ бояд ба назар гирад. Вақте ки партовҳои охири раванди экструзия кӯтоҳ аст, намунаҳои иҷроиш гирифташуда баъзан соҳибихтисос ва баъзан беихтисос мешаванд. Ҳангоми аз паҳлӯ гирифтан, иҷро дубора тахассус дорад. Ин мақола шарҳи мувофиқро тавассути таҷрибаҳо медиҳад.
1. Маводҳо ва усулҳои санҷиш
Маводи дар ин таҷриба истифодашуда хӯлаи алюминийи 6061 мебошад. Таркиби кимиёвии он, ки тавассути таҳлили спектралӣ чен карда мешавад, чунин аст: Он ба стандарти таркибии хӯлаи алюминийи GB/T 3190-1996 6061 мувофиқ аст.
Дар ин таҷриба як қисми профили истихроҷшуда барои коркарди маҳлули сахт гирифта шуд. Профили дарозиаш 400 мм ба ду минтақа тақсим карда шуд. Майдони 1 бевосита бо об хунук карда, хомуш карда шуд. Майдони 2 дар хаво 90 сония хунук карда, баъд бо об хунук карда шуд. Диаграммаи санҷиш дар расми 1 нишон дода шудааст.
Профили хӯлаи алюминийи 6061, ки дар ин таҷриба истифода шудааст, аз ҷониби экструдери 4000UST истихроҷ карда шудааст. Ҳарорати қолаб 500 ° C, ҳарорати асои рехтагарӣ 510 ° C, ҳарорати баромади экструзия 525 ° C, суръати экструзия 2,1 мм / с, сардшавии шиддатнокии об ҳангоми раванди экструзия истифода мешавад ва 400 мм порчаи озмоиши дарозӣ аз мобайни профили тайёри истихроҷшуда гирифта мешавад. Бари намуна 150 мм ва баландии 10.00 мм аст.
Намунаҳои гирифташуда тақсим карда шуданд ва сипас дубора коркарди маҳлул гузаронида шуданд. Ҳарорати маҳлул 530°С ва вақти маҳлул 4 соат буд. Пас аз баровардани онҳо, намунаҳо дар як зарфи калони об бо умқи об 100 мм ҷойгир карда шуданд. Зарфи калонтари об метавонад кафолат диҳад, ки ҳарорати об дар зарфи об пас аз бо об сард шудани намуна дар минтақаи 1 каме тағир меёбад ва афзоиши ҳарорати обро аз таъсир ба шиддати сардшавии об пешгирӣ мекунад. Ҳангоми хунуккунии об, боварӣ ҳосил кунед, ки ҳарорати об дар ҳудуди 20-25 ° C бошад. Намунаҳои хомӯшшуда дар 165 ° C * 8 соат пир карда шуданд.
Як қисми намунаи 400 мм дарозӣ ва 30 мм паҳнои 10 мм ғафсро гиред ва санҷиши сахтии Бринелро иҷро кунед. Ҳар 10 мм 5 ченкуниро анҷом диҳед. Қимати миёнаи 5 сахтии Бринеллро ҳамчун натиҷаи сахтии Brinell дар ин лаҳза гиред ва шакли тағирёбии сахтиро риоя кунед.
Хусусиятҳои механикии профил санҷида шуданд ва қисмати параллели 60 мм дар мавқеъҳои гуногуни намунаи 400 мм барои мушоҳида кардани хосиятҳои кашиш ва ҷойгиршавии шикаста назорат карда шуд.
Майдони ҳарорати хомӯшкунии бо об хунукшудаи намуна ва хомӯшшавӣ пас аз таъхири солҳои 90-ум тавассути нармафзори ANSYS тақлид карда шуд ва суръати сардшавии профилҳо дар мавқеъҳои гуногун таҳлил карда шуд.
2. Натиҷаҳои таҷрибавӣ ва таҳлил
2.1 Натиҷаҳои санҷиши сахтӣ
Тасвири 2 каҷи тағирёбии сахтии намунаи дарозиаш 400мм-ро нишон медиҳад, ки аз ҷониби озмоишгари сахтии Brinell чен карда шудааст (дарозии воҳиди абсисса 10 мм ва ҷадвали 0 хати тақсимкунанда байни хомӯшкунии муқаррарӣ ва хомӯшкунии таъхиршуда мебошад). Муайян кардан мумкин аст, ки сахтӣ дар охири бо об хунукшуда тақрибан 95HB устувор аст. Пас аз хати тақсимот байни хомӯшкунии об хунуккунӣ ва хомӯшкунии таъхиршудаи об хунуккунии солҳои 90-ум, сахтӣ ба пастшавӣ оғоз мекунад, аммо суръати коҳиш дар марҳилаи аввал суст аст. Пас аз 40 мм (89HB), сахтӣ якбора коҳиш меёбад ва ба арзиши пасттарин (77HB) дар 80 мм меафтад. Пас аз 80 мм, дурушт кам шуданро давом надода, ба андозаи муайян зиёд шуд. Афзоиш нисбатан кам буд. Пас аз 130 мм, сахтӣ дар тақрибан 83HB бетағйир монд. Тахмин кардан мумкин аст, ки аз таъсири гармигузаронй суръати хунукшавии кисми таъхирёфтаи хомушшавй тагйир ёфт.
2.2 Натиҷаҳои санҷиш ва таҳлили иҷроиш
Дар ҷадвали 2 натиҷаҳои таҷрибаҳои кашишӣ дар намунаҳое, ки аз мавқеъҳои гуногуни қисмати параллелӣ гирифта шудаанд, нишон дода шудаанд. Муайян кардан мумкин аст, ки кувваи кашиш ва тобоварии ракамхои 1 ва 2 кариб тагьир намеёбад. Бо зиёд шудани таносуби охири хомӯшкунии таъхиршуда, қавии кашиш ва қобилияти ҳосилнокии хӯла тамоюли назарраси поинравиро нишон медиҳад. Аммо, қувваи кашиш дар ҳар як макони намунагирӣ аз қувваи стандартӣ болотар аст. Танҳо дар минтақае, ки сахтии аз ҳама пасттар аст, қувваи ҳосилнокӣ аз стандарти намуна пасттар аст, иҷрои намуна бе тахассус аст.
Дар расми 4 натиљањои хосиятњои кашиши намунаи № 3 нишон дода шудааст. Аз расми 4 дидан мумкин аст, ки њар ќадар дуртар аз хати таќсимшавї, сахтии охири хомўшкунии таъхирёфта пасттар мешавад. Камшавии сахтӣ нишон медиҳад, ки иҷрои намуна коҳиш ёфтааст, аммо сахтӣ оҳиста кам мешавад, танҳо дар охири қисмати параллелӣ аз 95HB то тақрибан 91HB коҳиш меёбад. Тавре ки аз натиҷаҳои иҷрои ҷадвали 1 дида мешавад, қувваи кашиш барои хунуккунии об аз 342 МПа то 320 МПа коҳиш ёфтааст. Ҳамзамон маълум шуд, ки нуқтаи шикастани намунаи кашиш низ дар охири қисмати параллелӣ бо пасттарин сахтӣ аст. Ин аз он сабаб аст, ки он аз хунукшавии об дур аст, иҷрои хӯла коҳиш меёбад ва охири аввал ба ҳадди қувваи кашиш мерасад, то гарданро ташкил диҳад. Ниҳоят, аз нуқтаи пасттарини иҷроиш танаффус кунед ва мавқеи танаффус ба натиҷаҳои санҷиши кор мувофиқат мекунад.
Дар расми 5 каҷи сахтии қисмати параллели намунаи № 4 ва мавқеи шикаста нишон дода шудааст. Муайян кардан мумкин аст, ки чӣ қадаре ки аз хати тақсимкунандаи об- хунуккунӣ дуртар бошад, сахтии охири хомӯшкунии таъхиршуда ҳамон қадар камтар мешавад. Дар айни замон, макони шикастан низ дар охири он аст, ки сахтӣ камтар аст, шикастани 86HB. Аз ҷадвали 2 маълум мешавад, ки деформатсияи пластикӣ дар охири бо об хунукшуда қариб вуҷуд надорад. Аз љадвали 1 маълум мешавад, ки иљрои намуна (ќувваи кашиш 298МПа, њосил 266МПа) хеле кам шудааст. Қувваи кашиш ҳамагӣ 298 МПа аст, ки он ба қувваи ҳосили охири бо об хунукшуда (315 МПа) намерасад. Дар охири он, вақте ки он аз 315 МПа камтар аст, гарданро ба вуҷуд овард. Пеш аз шикастан дар минтақаи аз об хунукшуда танҳо деформацияи эластикӣ ба амал омад. Вақте ки фишор аз байн рафт, шиддат дар охири об хунукшуда аз байн рафт. Дар натиља микдори деформатсия дар минтаќаи сардшавии об дар љадвали 2 ќариб таѓйир наёфтааст. Намуна дар охири оташфишонии суръати таъхиршуда мешиканад, майдони деформатсияшуда кам мешавад ва сахтии ниҳоӣ пасттарин аст, ки дар натиҷа натиҷаҳои иҷроиш ба таври назаррас коҳиш меёбад.
Дар охири намунаи 400 мм аз майдони хомӯшкунии 100% таъхиршуда намуна гиред. Дар расми 6 хати каҷи сахтӣ нишон дода шудааст. Сахтии қисмати параллелӣ тақрибан ба 83-84HB кам карда мешавад ва нисбатан устувор аст. Аз сабаби ҳамон раванд, иҷрои тақрибан якхела аст. Дар мавқеъи шикастан ягон намунаи возеҳ пайдо намешавад. Фаъолияти хӯла нисбат ба намунаи бо об хомӯшшуда пасттар аст.
Барои минбаъд омӯхтани мунтазамии кор ва шикастан, қисмати параллели намунаи кашиш дар наздикии нуқтаи пасттарини сахтӣ (77HB) интихоб карда шуд. Аз ҷадвали 1 маълум шуд, ки иҷроиш ба таври назаррас коҳиш ёфтааст ва нуқтаи шикаста дар пасттарин нуқтаи сахтӣ дар расми 2 пайдо шудааст.
2.3 Натиҷаҳои таҳлили ANSYS
Дар расми 7 натиҷаҳои моделсозии ANSYS хатҳои хунуккунӣ дар мавқеъҳои гуногун нишон дода шудаанд. Дидан мумкин аст, ки харорати намуна дар минтакаи обхезй зуд паст шудааст. Пас аз 5 сония, ҳарорат то поёнтар аз 100 ° C паст шуд ва дар 80 мм аз хати тақсим, ҳарорат тақрибан ба 210 ° C дар 90s паст шуд. Пастшавии миёнаи ҳарорат 3,5°С/с аст. Пас аз 90 сония дар минтақаи сардшавии ҳавои терминал, ҳарорат тақрибан ба 360 ° C паст мешавад ва суръати миёнаи таркиш 1,9 ° C / с аст.
Тавассути таҳлили фаъолият ва натоиҷи симулятсия маълум мешавад, ки кори минтақаи сардшавии об ва минтақаи таъхирёфтаи хомӯшкунӣ як шакли тағирот аст, ки аввал кам мешавад ва сипас каме афзоиш меёбад. Дар натиҷаи хунукшавии об дар наздикии хати тақсимшавӣ, гузарониши гармӣ боиси он мегардад, ки намуна дар як минтақаи муайян бо суръати хунуккунӣ камтар аз сардшавии об (3,5°С/с) паст мешавад. Дар натиҷа, Mg2Si, ки дар матритса сахт шуд, дар ин минтақа ба миқдори зиёд борид ва ҳарорат пас аз 90 сония тақрибан ба 210°С фуромад. Миқдори зиёди Mg2Si боришот ба таъсири камтари хунукшавии об пас аз 90 сония оварда расонд. Миқдори марҳилаи таҳкими Mg2Si пас аз муолиҷаи пиршавӣ ба таври назаррас коҳиш ёфт ва иҷрои намуна пас аз он коҳиш ёфт. Бо вуҷуди ин, минтақаи таъхирёфтаи хомӯшкунии дуртар аз хати тақсимкунӣ ба интиқоли гармии хунуккунии об камтар таъсир мерасонад ва хӯла дар шароити хунуккунии ҳаво (суръати хунуккунӣ 1,9°С/с) нисбатан суст хунук мешавад. Танҳо як қисми ками марҳилаи Mg2Si оҳиста боришот мешавад ва ҳарорат пас аз солҳои 90-ум 360С аст. Пас аз хунукшавии об, қисми зиёди марҳилаи Mg2Si ҳоло ҳам дар матритса аст ва пас аз пиршавӣ пароканда ва боришот мешавад, ки нақши мустаҳкамкунанда дорад.
3. Хулоса
Тавассути таҷрибаҳо муайян карда шуд, ки хомӯшкунии таъхир дар чорроҳаи хомӯшкунии муқаррарӣ ва хомӯшкунии таъхиршуда боиси сахтии минтақаи таъхирёфтаи хомӯшкунӣ мегардад, ки аввал кам шуда, сипас то ба эътидол омадани он каме зиёд мешавад.
Барои хӯлаи алюминийи 6061, қувватҳои кашиш пас аз хомӯшкунии муқаррарӣ ва хомӯшкунии таъхир дар тӯли 90 сония мутаносибан 342МПа ва 288МПа ва қобилияти ҳосилнокӣ 315МПа ва 252МПа мебошанд, ки ҳардуи онҳо ба стандартҳои иҷрои намуна мувофиқанд.
Минтақае мавҷуд аст, ки сахтии пасттарин дорад, ки пас аз хомӯш кардани муқаррарӣ аз 95HB то 77HB кам мешавад. Нишондиҳанда дар ин ҷо низ пасттарин аст, бо қувваи кашиш 271 МПа ва қувваи ҳосили 220 МПа.
Тавассути таҳлили ANSYS маълум шуд, ки суръати хунуккунӣ дар пасттарин нуқтаи кор дар солҳои 90-ум минтақаи таъхирёфтаи хомӯшкунӣ тақрибан 3,5 ° C дар як сония коҳиш ёфтааст, ки дар натиҷа ҳалли нокифояи устувори марҳилаи мустаҳкамкунии марҳилаи Mg2Si мегардад. Тибқи ин мақола, дидан мумкин аст, ки нуқтаи хатари иҷроиш дар минтақаи таъхирёфтаи хомӯшкунӣ дар пайванди хомӯшкунии муқаррарӣ ва хомӯшкунии таъхиршуда пайдо мешавад ва аз гузаргоҳ дур нест, ки барои нигоҳ доштани оқилонаи думи экструзия аҳамияти муҳими роҳнамоӣ дорад. партовҳои раванди ниҳоӣ.
Таҳрири Май Цзян аз MAT Aluminium
Вақти интишор: 28 август-2024
