
6061 Forgings de matrius d'alumini gran alumini
6061 Els grans forjaments d’alumini d’alumini tenen una àmplia gamma d’aplicacions a la indústria aeroespacial i les seves propietats i avantatges únics els converteixen en un material clau per a la fabricació d’equips aeroespacials .
1. Visió general del material i procés de fabricació
6061 grans Els forjaments de matrius d’alumini gran representen una combinació perfecta de resistència mitjana, una excel·lent resistència a la corrosió, una bona soldabilitat i una maquinària superior, que permet la producció de components complexos de mida gran a través del procés de forja de matrius . 6061 Sobre la resistència a la corrosió, la soldabilitat, la maquinària i la rendibilitat . Els grans forjaments de matrius solen referir-se a components que pesen desenes a centenars de quilograms, amb dimensions fins a diversos metres, formes complexes, o requerint una alta uniformitat de propietats mecàniques, aplicades en maquinària general, enginyeria estructural, transport, transport, transport, transport, transport, transport, transport, transport, transport, transport estructural, enginyeria estructural, transport estructural, enginyeria estructural. (e {. g ., vehicles grans, estructures de forja de càrrega no primària dels vaixells), plantes elèctriques i altres camps . a través de la matriu a gran escala, els diversos avantatges de 6061 aliat entorn de servei .
Elements d’aliatge primari:
Magnesi (mg): 0.8-1.2% (millora la força, millora la resistència a la corrosió)
Silicon (Si): 0.4-0.8% (Forma Mg₂Si Enfortiment de la fase amb magnesi)
Coure (Cu): 0.15-0.40% (millora lleugerament la força, però pot reduir la resistència a la corrosió)
Crom (cr): 0.04-0.35% (inhibeix la recristalització, millora la duresa)
Material base:
Alumini (AL): equilibri
Impureses controlades:
Ferro (Fe): 0,70% màxim
Manganès (MN): 0,15% màxim
Titani (TI): 0,15% màxim
Zinc (Zn): 0,25% màxim
Altres elements: 0,05% màxim cadascun, 0,15% màxim total
Procés de fabricació (per a forjaments grans): El procés de producció de 6061 Forgings de grans matrius posa l'accent en la precisió dimensional, la uniformitat de les propietats mecàniques i la rendibilitat .
Preparació de matèries primeres i lingots de gran mida:
Els lingots de gran mida de 6061 o les barres extruïdes de la secció gran es seleccionen com a billetes de forja . La producció de lingot ha de garantir l'estructura interna uniforme, l'absència de defectes macroscòpics i la segregació mínima .
Els lingots han de patir una anàlisi de composició química i inspecció d’ultrasons per assegurar la qualitat metal·lúrgica .
Pre-forging multi-pass (molestos i dibuixos):
Els grans lingots normalment es sotmeten a la molèstia de diversos passos i dibuixen pre-forging per descompondre les estructures de color com a talls gruixudes, perfeccionar els grans, eliminar la porositat i la segregació interna i formar una estructura uniforme i de gra fi amb flux de gra continu .
La pre-forja es realitza en grans premses hidràuliques o d’oli, amb un control precís de la temperatura i la quantitat de deformació .
Tallar:
Les billetes es tallen amb precisió segons les dimensions pre-forjats i els requisits de forja final .
Calefacció:
Les billetes grans s’escalfen uniformement en grans forns de forja per assegurar una penetració de calor minuciosa . L’interval de temperatura de forja de 6061 és relativament ampli (normalment {{2} graus), però encara s’ha de garantir la uniformitat de la temperatura per evitar un sobreescalfament local .
Formació de forja de grans matrius:
Un o més cops/pressions precises s’apliquen a 10, {000- tones o fins i tot desenes de milers de tones de grans premses hidràuliques o forjadors de martells . és complex
Forging pas a pas: Per a parts extremadament complexes o molt grans, es pot realitzar forja en diversos matrius i passos per formar gradualment la forma final .
Retallar:
Després de forjar, el flaix pesat al voltant de la perifèria de la gran forja s'elimina .
Tractament tèrmic:
Solució Tractament tèrmic: La forja gran s’escalfa en un forn de tractament tèrmic gran controlat amb precisió fins a aproximadament 530 graus ± 5 graus i es manté durant un temps suficient per permetre que els elements d’aliatge es dissolguin completament en la solució sòlida . a causa de la sensibilitat inferior de 6061, els seus requisits de transferència de quench són menys estrictes que 7075, però el refrigeratge uniforme encara s’ha de garantir .}}}}}}}}}}}}}}}}}}.
Apagar: Refredament ràpid de la temperatura de solució . Per a forjats grans, els grans dipòsits s'utilitzen normalment per a l'apagament d'aigua (aigua de temperatura ambient), complementada per circulació forçada per assegurar un refredament uniforme i ràpid, aconseguint un reforç òptim .
Tractament envellit:
T6 Temper: Tractament estàndard de l'envelliment artificial (aprox . 160-175 graus per a 6-18 hores) per aconseguir la màxima força i duresa . Aquest és el temperament més utilitzat per a les forjadores grans de 6061 .
Alleujament i alleujament de l’estrès (si es requereix):
Es pot requerir un redreçament mecànic després d’haver -se apagat per corregir les dimensions i la forma .
Per a determinades parts d’alta precisió o aquelles que requereixin un mecanitzat posterior, es pot realitzar un alleujament d’estrès de tracció o compressió (e . G ., T651 Temper) per reduir l’estrès residual i minimitzar la distorsió de mecanitzat .
Acabat i inspecció:
Deburring, Shot Peening (millora el rendiment de la fatiga), la inspecció dimensional, les comprovacions de qualitat de la superfície .
Finalment, es realitzen proves completes no destructives (e . g ., ultrasòniques, penetrants) i proves de propietat mecànica per assegurar -se que el producte compleix els estàndards rellevants .
2. Propietats mecàniques de 6061 Forgings grans
6061 Les forjadores grans grans a la temperatura del T6 presenten una bona resistència mitjana, una duresa excel·lent i un bon rendiment de fatiga . Els seus indicadors de rendiment són normalment estrictament requerits per les normes industrials rellevants, amb valors garantits distingits per a les direccions longitudinals (L), transversals (LT) i les direccions de transversal curt (ST) .
|
Tipus de propietat |
T6 Valor típic |
Direcció de prova |
Estàndard |
|
Força final a la tracció (UTS) |
290-330 mPa |
L/LT/ST |
ASTM B557 |
|
Força de rendiment (0,2% is) |
240-290 mPa |
L/LT/ST |
ASTM B557 |
|
Allargament (2 polzades) |
10-18% |
L/LT/ST |
ASTM B557 |
|
Duresa de Brinell |
95-105 HB |
N/A |
Astm e10 |
|
Força de fatiga (10 ⁷ Cicles) |
95-115 mPa |
N/A |
ASTM E466 |
|
Duresa de fractura k1c |
25-35 mPa√m |
N/A |
ASTM E399 |
|
Força de cisalla |
190-220 mPa |
N/A |
ASTM B769 |
|
Mòdul elàstic |
68,9 GPA |
N/A |
Astm e111 |
Uniformitat i anisotropia de la propietat:
La mida i el pes dels grans forjaments de matrius fan que la uniformitat mecànica interna sigui un repte . Tanmateix, els processos avançats de forja i tractament tèrmic maximitzen la uniformitat de la propietat .
6061 Aliatge té una anisotropia relativament baixa, i forar més optimitza la seva estructura interna, donant lloc a diferències de propietat menors en diverses direccions, cosa que és crucial per a la fiabilitat dels components estructurals grans .
3. Característiques microestructurals
La microestructura de 6061 grans forjadors és la garantia fonamental del seu bon rendiment global .
Característiques microestructurals clau:
Estructura de gra refinada, uniforme i densa:
Després de molestar i morir de forja amb una gran proporció de forja, els grans de fosa gruixuts es desglossen completament, formant grans, uniformes i densos grans recristalitzats . Això elimina defectes de colada com la porositat, les butxaques de gas i la segregació, millora significativament la ductilitat del material, la duresa i la fatiga de la vida.}}}}}}}}}}}
Els dispersoides formats per elements com el crom (CR) fixen efectivament els límits del gra, inhibint el creixement excessiu del gra durant el tractament tèrmic i mantenint el reforç de gra fi .
Flux de gra continu altament conforme a la forma de la part:
Aquesta és la característica i l'avantatge més significatives dels grans forjaments de matrius . a mesura que el metall flueix plàsticament dins de la gran cavitat de matrius, els seus grans són allargats i formen línies de flux fibroses contínues que s'ajusten estretament a les complexes estructures externes i internes de la part .
Aquest alineament de flux de gra amb la direcció de tensió primària de la part en condicions de funcionament reals transfereix efectivament les càrregues, millorant significativament el rendiment de fatiga de la part i la duresa de l’impacte en les àrees d’estrès crític (e {{0 Integritat .
Distribució uniforme de les fases d’enfortiment (precipita):
Després del tractament tèrmic de la solució estrictament controlat i l’envelliment, la fase de reforç principal MG₂SI precipita uniformement en la matriu d’alumini amb mida òptima, morfologia i espai .
El comportament de precipitació de les fases d’enfortiment en l’aliatge 6061 és relativament estable, menys propens a la precipitació del límit de gra continu que condueix a problemes de sensibilitat SCC, cosa que la converteix en una elecció fiable per a components grans .
Alta neteja metal·lúrgica i baixa taxa de defecte:
Els grans forjaments de matrius tenen una estructura interna densa, lliure de defectes de cola
4. Especificacions i toleràncies dimensionals
6061 Els grans forjaments d’alumini d’alumini s’utilitzen normalment en aplicacions amb requisits elevats per a la precisió dimensional i les toleràncies geomètriques, alhora que es consideren la rendibilitat .
|
Paràmetre |
Range típic de mida |
Tolerància comercial de forja |
Tolerància al mecanitzat de precisió |
Mètode de prova |
|
Dimensió de sobre màxima |
1000 - 6000 mm |
± 0,5% o ± 2 mm |
± 0.1 - ± 0,5 mm |
Exploració cmm/làser |
|
Gruix de paret mínim |
10 - 200 mm |
± 1,0 mm |
± 0.3 - ± 0,8 mm |
Calibre cmm/gruix |
|
Gamma de pes |
50 - 5000 kg |
±4% |
N/A |
Escala electrònica |
|
Rugositat superficial (forjat) |
Ra 12.5 - 50 μm |
N/A |
Ra 3.2 - 12.5 μm |
Profilòmetre |
|
La plana |
N/A |
0,5 mm/100mm |
0,15 mm/100mm |
Calibre de plana/cmm |
|
Perpendicularitat |
N/A |
0,4 graus |
0,15 graus |
Calibre d'angle/cmm |
Capacitat de personalització:
Els grans forjaments de matrius normalment es personalitzen en funció dels models CAD de clients i dibuixos d'enginyeria .
Els fabricants han de tenir una forta capacitat de disseny i fabricació, així com equips de forja i tractament tèrmic ultra-grans .
Es poden proporcionar serveis complets, des de la pre-forja de matèries primeres, la forja de la matriu, el tractament tèrmic, el relleu de la tensió fins al mecanitzat en brut/acabat .
5. Designacions de temperament i opcions de tractament tèrmic
El tractament tèrmic per a l'aliatge 6061 és relativament senzill, centrat principalment en el temperament T6 .
|
Codi de codi |
Descripció del procés |
Aplicacions típiques |
Característiques clau |
|
O |
Totalment recuperats, suavitzats |
Estat intermedi abans del processament posterior |
Ductilitat màxima, força més baixa |
|
T4 |
Solució tractada de calor, després envellida naturalment |
Força moderada, bona ductilitat |
Normalment un temperament temporal o per a aplicacions de baixa resistència |
|
T6 |
Solució tractada de calor, després envellida artificialment |
Components estructurals generals de gran resistència |
La màxima força, alta duresa, bona resistència a la corrosió, excel·lent soldabilitat |
|
T651 |
Solució tractada a la calor, artificialment envellida i estirada a l'estrès |
Per a una reducció de tensió residual i distorsió de mecanitzat |
Alta resistència, baixa estrès residual |
Guia de selecció de temperaments:
T6 Temper: Aquest és el temperament més utilitzat per a grans forjadors de 6061, proporcionant la millor combinació de força, resistència a la corrosió i maquinària .
T651 Temper: Per a grans forjadors que requereixen un mecanitzat de precisió extensa, l'elecció del temperament T651 pot reduir eficaçment l'estrès residual, minimitzant així la distorsió del mecanitzat i la millora de l'estabilitat dimensional .
6. Característiques de mecanitzat i fabricació
6061 Els grans forjaments de matrius tenen una maquinària excel·lent i una bona soldabilitat, facilitant la fabricació i unió posteriors .
|
Operació |
Material d'eina |
Paràmetres recomanats |
Comentaris |
|
Gir |
Carbide, HSS |
Vc =200-800 m/min, f =0.2-1.5 mm/rev |
Gran eliminació d'estocs per a l'enrenou, precisió per a l'acabat superficial |
|
Fresar |
Carbide, HSS |
Vc =250-1200 m/min, fz =0.1-0.8 mm |
Grans 5- Centres de mecanitzat Eix/Gantry, tall pesat, control de diversos eixos |
|
Perforació |
Carbide, HSS |
Vc =50-200 m/min, f =0.08-0.3 mm/rev |
Perforació de forats profunds, refrigeració interna, evacuació del xip, control dimensional estricte |
|
Córrer |
HSS-e-PM |
Vc =10-30 m/min |
Lubricació adequada, impedeix que el llàgrima del fil, tocant forats grans |
|
Soldadura |
Mig/Tig |
Bona soldabilitat de fusió, mètodes de soldadura convencionals aplicables |
Apte per a unió i reparació estructurals, conscients de la distorsió de soldadura |
|
Tractament superficial |
Anoditzant, recobriment de conversió, pintura |
L’anodització és fàcil de colors, dur, resistent al desgast, resistent a la corrosió |
Àmpliament aplicat, compleix les necessitats estètiques i de protecció |
Guia de fabricació:
Mecanització: 6061 a T6 Temper té una maquinària excel·lent, produint fàcilment peces amb alta qualitat superficial i precisió dimensional . per a components grans, grans pinsos i profunditats de tall es poden utilitzar per mecanitzar eficient .
Estrès residual: Els grans forjaments poden tenir estrès residual després de la disminució, cosa que el temperament T651 pot alleujar eficaçment . Es pot fer un tall pas a pas durant el mecanitzat per reduir la distorsió .
Soldabilitat: 6061 aliatge té una excel·lent soldabilitat i pot ser soldada convencionalment de fusió (e . g ., Mig, tig), que és un avantatge significatiu per al conjunt i reparació de components estructurals grans obligatori .
7. Sistemes de resistència i resistència a la corrosió
6061 Els forjaments de matrius d'alumini grans presenten una excel·lent resistència a la corrosió en diversos entorns naturals i determinats medis corrosius .
|
Tipus de corrosió |
T6 (típic) |
Sistema de protecció |
|
Corrosió atmosfèrica |
Excel·lent |
Anoditzant o no es necessita protecció especial |
|
Corrosió d'aigua de mar |
Bona |
Recobriments anoditzadors, d’alt rendiment, aïllament galvànic |
|
Esquerda de la corrosió de tensió (SCC) |
Sensibilitat molt baixa |
Normalment no cal protecció especial |
|
Corrosió d’exfoliació |
Sensibilitat molt baixa |
Normalment no cal protecció especial |
|
Corrosió intergranular |
Sensibilitat molt baixa |
Control del tractament tèrmic |
Estratègies de protecció de la corrosió:
Selecció d’aliatge i temperament: 6061 aliatge posseeix inherentment una excel·lent resistència a la corrosió; Normalment no hi ha necessitat de preocupar -se excessivament pels problemes de corrosió de SCC o exfoliació a la majoria dels entorns d'aplicació .
Tractament superficial:
Anoditzant: El mètode de protecció més comú i eficaç, formant una pel·lícula d'òxid dens a la superfície de forja, millorant la corrosió i la resistència al desgast . per a components grans, la mida del tanc anoditzador i el control de processos són crucials .
Recobriments de conversió química: Serviu com a bons primers per a pintures o adhesius, proporcionant protecció de corrosió addicional .
Sistemes de recobriment d’alt rendiment: Els recobriments anti-corrosió d'alt rendiment es poden aplicar en entorns extremadament corrosius .
Gestió de la corrosió galvànica: Quan estigueu en contacte amb metalls incompatibles, s'han de prendre mesures d'aïllament (e . g ., juntes, recobriments aïllants, segellants) per evitar la corrosió galvànica, que és particularment important en estructures complexes grans .
8. Propietats físiques per al disseny d'enginyeria
Les propietats físiques de 6061 Els forjaments de matrius d’alumini grans són importants en el disseny estructural i mecànic general .
|
Propietat |
Valorar |
Consideració del disseny |
|
Densitat |
2,70 g/cm³ |
Disseny lleuger |
|
Gamma de fusió |
582-652 grau |
Finestra de tractament tèrmic i soldadura |
|
Conductivitat tèrmica |
167 W/m·K |
Gestió tèrmica, disseny de dissipació de calor |
|
Conductivitat elèctrica |
43% IACS |
Bona conductivitat elèctrica |
|
Calor específica |
896 J/kg · K |
Càlculs de massa tèrmica i capacitat de calor |
|
Expansió tèrmica (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Canvis dimensionals a causa de les variacions de temperatura |
|
Mòdul de Young |
68,9 GPA |
Càlculs de desviació i rigidesa |
|
Ràtio de Poisson |
0.33 |
Paràmetre d’anàlisi estructural |
|
Capacitat d’amortiment |
Baix |
Control de vibració i soroll |
Consideracions de disseny:
Bona relació força-pes: Tot i que no és tan alt com 7075, 6061 Forgings grans encara ofereixen una bona proporció de força a pes, adequada per a aplicacions que requereixen reducció de pes sense necessitat de força definitiva .
Alta fiabilitat: La combinació del procés de forja i les característiques d’aliatge 6061 proporciona una bona vida de fatiga i duresa d’impacte, garantint la fiabilitat a llarg termini dels components grans en el seu entorn de servei .
Integració de grans formes complexes: Forging de matrius grans pot produir geometries complexes en forma de xarxa, integrant múltiples funcions, reduint el recompte de peces i els costos de muntatge .
Excel·lent soldabilitat: Un avantatge important en les grans aplicacions de components estructurals, facilitant la instal·lació i el manteniment in situ .
Rendibilitat: En comparació amb aliatges d'alta resistència com el 7075, el 6061 té una matèria primera més baixa i els costos generals de fabricació, cosa que la fa més econòmica .
9. Assegurança de qualitat i proves
Control de qualitat per a les funcions de matrius d'alumini de 6061 grans aliatges garanteix el compliment del producte amb els estàndards industrials i els requisits del client .
Procediments de prova estàndard:
Certificació de matèries primeres:
Anàlisi de composició química per assegurar el compliment de ASTM, EN, etc .
Inspecció de defectes interns: les proves d’ultrasons per assegurar els lingots i els blancs pre-forjats estan lliures de defectes macroscòpics .
Monitorització de processos de forja:
Monitorització en temps real i enregistrament de paràmetres clau com ara la temperatura del forn, la temperatura de forja i la pressió .
Inspecció en procés/fora de línia de la forma de forja i les dimensions .
Monitorització del procés de tractament tèrmic:
Control i registre precís de la uniformitat de la temperatura del forn per a grans forns de tractament tèrmic, temperatura dels mitjans de comunicació i intensitat d’agitació i temps de transferència de quench .
Enregistrament i anàlisi de la temperatura del tractament tèrmic/corbes de temps .
Anàlisi de composició química:
Re-verificació de la composició química per lots dels forjaments finals .
Prova de propietat mecànica:
Prova de tracció: Mostres preses a les indicacions de L, LT i ST de diverses ubicacions representatives, provades per UTS, YS, EL, assegurant que es compleixin els valors mínims garantits .
Prova de duresa: Mesures multi-punt per avaluar la uniformitat general .
Prova d’impacte: Test d'impacte de charpy v-notch si es requereix .
Proves no destructives (NDT):
Prova d’ultrasons (UT): Inspecció de defectes interns per a forjaments grans de càrrega crítica per assegurar cap porositat, inclusions, delaminacions, etc .
Prova de penetrants (PT): Inspecció de superfície per detectar defectes de trencament de superfície .
Anàlisi microestructural:
Examen metalogràfic per avaluar la mida del gra, la continuïtat del flux de gra, el grau de recristalització i la morfologia i la distribució de precipitats .
Inspecció de qualitat dimensional i superficial:
Mesura dimensional 3D precisa mitjançant màquines de mesura de coordenades grans (cmm) o instruments de mesurament òptics .
Rugositat de la superfície, inspecció de defectes visuals .
Estàndards i certificacions:
Els fabricants normalment contenen ISO 9001 Certificació del sistema de gestió de qualitat .
Els productes compleixen els estàndards industrials rellevants com ASTM B247 (Forgings Aluminum Aliatge), EN 15908 (aliatges d'alumini i alumini - Forgings) .
EN 10204 Tipus 3 . 1 Es poden proporcionar informes de prova de material i es pot organitzar la certificació independent de tercers després de la sol·licitud del client.
10. Aplicacions i consideracions de disseny
6061 Els grans forjaments d’aliatge d’alumini s’utilitzen àmpliament en grans estructures que requereixen una resistència moderada, però una alta fiabilitat, una resistència a la corrosió i una comoditat de fabricació, a causa de les seves excel·lents propietats generals, una bona maquinària i soldabilitat i la seva rendibilitat .}
Àrees d’aplicació primària:
Maquinària i equips generals: Grans carcasses de components hidràulics, cossos de bomba, cossos de vàlvula, grans connectors, components estructurals del marc, parts d'equips de transport pesats .
Transport:
Indústria naval: Components estructurals de càrrega no primària per a vaixells grans, accessoris de coberta, marcs de coberta de portella, components estructurals de la plataforma fora de mar .
Trànsit ferroviari: Connectors del cos de tren, estructures de suport de pista, components dels equips de plataforma .
Camions i remolcs: Components de fotogrames grans, components del sistema de suspensió, claudàtors de tanc de combustible, per a la reducció de pes .
Enginyeria estructural: Components estructurals de gran pont, connexions de construcció de construcció, components de la torre de potència, estructures de suport a la cartellera a l'aire lliure .
Centrals elèctriques: Determinats suports estructurals, components del sistema de refrigeració .
Disseny avantatges:
Bona relació força-pes: Aconsegueix una reducció de pes moderada en estructures grans, millorant l'eficiència .
Excel·lent resistència a la corrosió: Funciona bé en entorns exteriors i humits, ampliant la vida del servei .
Excel·lent soldabilitat: Facilita el muntatge, la modificació i la reparació de components estructurals grans .
Bona maquinària: Fàcil per al mecanitzat de precisió posterior, reduint els costos de fabricació .
Rendibilitat: Baixa la matèria primera i els costos generals de fabricació en comparació amb els aliatges aeroespacials de gran resistència .
Alta fiabilitat: El procés de forja proporciona una estructura densa i línies de flux continu, assegurant la integritat estructural dels components grans .
Limitacions de disseny:
Limitació de força: No es pot arribar als nivells de resistència ultra-alts dels aliatges d'alumini de la sèrie 7xxx, no adequats per a estructures de càrrega primària de gran càrrega alta .
Rendiment a alta temperatura: No és adequat per a entorns operatius a llarg termini per sobre dels 150 graus .
Limitacions de mida: Les dimensions de forja estan limitades pel tonatge de l'equip de forja .
Consideracions econòmiques i de sostenibilitat:
Rendibilitat: Els grans forjaments de 6061 aconsegueixen un bon equilibri entre el rendiment i el cost, oferint avantatges econòmics importants en moltes aplicacions industrials .
Eficiència d'utilització de materials: La forja és un procés eficient de configuració de gairebé xarxa, que ajuda a reduir els residus de materials .
Amabilitat mediambiental: Els aliatges d'alumini són altament reciclables, alineant -se amb els principis de fabricació verda i economia circular .
Convenient de manteniment: Una bona soldabilitat redueix la complexitat i el cost del manteniment i la reparació .
Etiquetes populars: 6061 Forgings de matrius d'alumini gran alumini, Xina 6061 grans per a forjadors d'alumini d'alumini, proveïdors, fàbrica, fàbrica
Enviar la consulta







