
Forgings de morts d'alumini d'alumini grans
A la indústria de la fabricació d’automòbils, els grans desordres d’alumini d’alumini tenen un paper crucial a causa de les seves propietats mecàniques excepcionals, característiques lleugeres i resistència a la corrosió. Aquests forjaments es produeixen a través d’un procés conegut com a forjador de matrius, que implica l’ús d’alta pressió per donar forma a una factura metàl·lica en una forma desitjada dins d’una cavitat de matriu. Els forjaments d’aliatge d’alumini ofereixen nombrosos avantatges sobre altres materials que s’utilitzen habitualment en la indústria energètica i elèctrica. Són lleugers, forts, resistents a la corrosió i tenen una excel·lent conductivitat tèrmica. Aquestes propietats els fan ideals per a una àmplia gamma d'aplicacions, incloses les fulles de turbina, els components del generador i el maquinari de la línia de transmissió.
1. Procés de visió general i fabricació de materials
Els grans forjadors d’alumini d’alumini representen el pinacle de la fabricació moderna per aconseguir una integració de forma geomètrica lleugera, d’alta resistència, d’alta fiabilitat i de forma geomètrica complexa. Mitjançant el procés de forja de matrius, les billetes d’aliatge d’alumini es deformen plàsticament dins d’una cavitat de matrius sota l’acció de grans equips de forja, formant components complexos de mida gran amb excel·lents propietats mecàniques i microestructures. Aquests forjadors solen tenir estructures internes denses, grans refinats i línies de flux de gra continu que s’ajusten altament a la forma de la part, característiques inigualables per les colades o plaques gruixudes, garantint així un rendiment excel·lent en condicions de servei exigents. Els grans forjadors d’alumini d’alumini s’utilitzen àmpliament en sectors crítics com ara aeroespacial, transport ferroviari, automoció, marina, maquinària de construcció, energia i maquinària general, que serveixen de components bàsics per aconseguir un lleuger i millora del rendiment i la fiabilitat dels equips.
Sèrie principal d’aliatge (exemples de qualificacions comunes):
Sèrie 2xxx (aliatges al-Cu): per exemple, 2014, 2024, 2017, 2618. Caracteritzats per una gran força i una bona duresa; Alguns graus com el 2618 funcionen excel·lentment a temperatures altes. S'utilitza principalment per a components estructurals aeroespacials i parts del motor.
Sèrie 6xxx (aliatges Al-Mg-Si): per exemple, 6061, 6082. Caracteritzat per una excel·lent resistència a la corrosió, una bona soldabilitat i una resistència mitjana. Àmpliament utilitzat en transport, estructures arquitectòniques i maquinària general.
Sèrie 7XXX (aliatges Al-ZN-MG-CU): per exemple, 7075, 7050, 7049. Caracteritzats per una força extremadament alta, són la sèrie més forta entre els aliatges d'alumini. S'utilitza principalment per a components estructurals de càrrega primària aeroespacial i parts mecàniques d'alta resistència.
Material base:
Alumini (AL): equilibri
Impureses controlades:
El contingut d’impuresa de ferro (Fe), silici (SI), etc., està estrictament controlat segons diferents graus d’aliatge i requisits d’aplicació per assegurar un rendiment i puresa òptims.
Procés de fabricació (procés general de forjadors grans): El procés de producció per a forjaments de matrius d’alumini gran d’alumini és extremadament complex i precís, que inclou múltiples etapes crítiques, cadascuna que requereix un control estricte per assegurar la qualitat i el rendiment del producte final.
Preparació de matèries primeres i lingots de gran mida:
Els lingots de gran mida de gran qualitat i de gran qualitat són seleccionats com a billetes de forja. La producció d’ingot requereix tècniques avançades de colada (per exemple, colades semi-contínues) per assegurar l’estructura interna uniforme, l’absència de defectes macroscòpics i la segregació mínima. Per a aplicacions crítiques, la puresa dels lingot i la uniformitat microestructural són primordials.
Els lingots han de patir una anàlisi integral de composició química i una inspecció d’ultrasons d’alta precisió per assegurar la qualitat metal·lúrgica compleix els màxims estàndards.
Pre-forging multi-pass (molestos i dibuixos):
Els grans lingots solen patir una pre-forja multi-passos, incloent-hi molestos i dibuixos, per descompondre els grans de fosa gruixuts, perfeccionar grans, eliminar la porositat interna i la segregació macroscòpica, formant una estructura uniforme, de gra fi i línies de flux continu de gra. La pre-forja és un pas crític per millorar la duresa del material i el rendiment de fatiga.
La pre-forja es realitza en premses hidràuliques o d’oli de gran tonalitat, amb un control precís de la temperatura, la quantitat i la velocitat de deformació.
Tallar:
Les billetes es tallen amb precisió, per exemple, en serra o cisalla, segons les dimensions pre-forjats i els requisits finals de forja.
Calefacció:
Les grans billetes s’escalfen uniformement i lentament en grans forns de forja per garantir una penetració de calor minuciosa. Diferents graus d’aliatge d’alumini tenen finestres de temperatura de forja específiques, que requereixen un control estricte de la temperatura de calefacció i el temps de retenció per evitar sobreescalfament o fusió local, alhora que s’assegura la plasticitat metàl·lica.
Formació de forja de grans matrius:
El 10, 000- tona o fins i tot desenes de milers de tones de grans premses hidràuliques o martells de forja, la factura escalfada es col·loca en una matriu pre-dissenyada. La formació de plàstic s’aconsegueix mitjançant una o més vagues/pressions precises. El disseny de matrius és extremadament complex, sovint utilitzant tècniques avançades de simulació CAE (per exemple, anàlisi d’elements finits) per predir el flux de metall, els camps de temperatura i els camps de tensió, l’optimització de l’estructura de matrius i els paràmetres de procés de forja per assegurar que les línies de flux metàl·liques segueixen el contorn complex de la part i aconsegueixen una conformació propera.
Forjador pas a pas i forja multi-cavitat: Per a parts extremadament complexes o molt grans, la forja es pot realitzar en múltiples matrius i passos per formar gradualment la forma final, garantint un bon farcit de matrius i una qualitat microestructural.
Retallar i punxar:
Després de forjar, es treu el pesat flaix al voltant de la perifèria de la gran forja. Els forjaments amb forats poden patir operacions de puny.
Tractament tèrmic: Aquest és un pas crític per determinar les propietats mecàniques finals dels forjaments d'aliatge d'alumini. Inclou:
Solució Tractament tèrmic: La forja s’escalfa a la temperatura de solució (varia segons el grau d’aliatge, normalment 450-550 grau) i es manté durant un temps suficient per permetre que els elements d’aliatge es dissolguin completament en la matriu d’alumini.
Apagar: Refredament ràpid de la temperatura de solucions, normalment mitjançant l’aigua (temperatura ambient o aigua tèbia), per maximitzar la retenció de la solució sòlida supersaturada. Per a les forjadores grans, el control de la uniformitat i la velocitat de refrigeració són crucials per evitar esquerdes i assegurar el rendiment.
Tractament envellit:
Envelliment natural (T4): Es produeix a temperatura ambient, adequat per a aliatges amb requisits de força més baixos.
Envelliment artificial (T6, T7x, etc.): Realitzat a temperatures controlades amb precisió durant períodes prolongats, provocant que el reforç de les fases es precipiti, augmentant significativament la força i la duresa de l'aliatge. Diferents qualificacions i aplicacions d’aliatge tenen diferents tractaments d’envelliment (per exemple, T6, T73, T74, T76) per equilibrar la resistència, la duresa i la resistència a la corrosió de l’estrès.
Allotjament i alleujament de l’estrès:
Després de la reducció, els forjaments poden tenir estrès residual i distorsió de forma. El redreçament mecànic sol necessitar per corregir les dimensions i la forma.
Per a parts d’alta precisió o aquelles que requereixin un mecanitzat posterior, es poden realitzar tractaments d’alleujament d’estrès com ara estiraments, compressió o vibració (per exemple, temperatures TXXX51) per reduir l’estrès residual, minimitzar la distorsió de mecanitzat i millorar l’estabilitat dimensional. Aquest pas és especialment important per a grans components aeroespacials crítics.
Acabat i inspecció:
Deburring, Shot Peening (millora el rendiment de fatiga), inspecció dimensional, controls de qualitat superficial.
Finalment, es realitzen proves completes no destructives (per exemple, ultrasòniques, penetrants, corrent eddy, radiografia) i proves de propietat mecànica rigoroses per assegurar -se que el producte compleix les especificacions aeroespacials o rellevants de la indústria i els requisits de la indústria rellevants.
2. Propietats mecàniques dels grans forjaments d’aliatge d’alumini
Les propietats mecàniques dels grans desordres d’aliatge d’alumini són la consideració més important en les seves aplicacions d’enginyeria, amb valors específics que varien en funció del grau d’aliatge, el temperament del tractament tèrmic i la mida de la forja. En general, els Forgings tenen excel·lents propietats mecàniques integrals.
| Tipus de propietat | Range de valor típic (T6/T7X Tempes) | Direcció de prova | Estàndard | Observacions |
|---|---|---|---|---|
| Força final a la tracció (UTS) | 290-600 mPa | L/LT/ST | ASTM B557 | Sèrie 7xxx Sèrie més alta, medi de sèrie 6xxx, sèries 2xxx intermèdia |
| Força de rendiment (0. 2% ys) | 240-540 mPa | L/LT/ST | ASTM B557 | Sèrie 7xxx Sèrie més alta, medi de sèrie 6xxx, sèries 2xxx intermèdia |
| Allargament (2 polzades) | 7-18% | L/LT/ST | ASTM B557 | Indica la ductilitat, generalment inversament proporcional a la força |
| Duresa de Brinell | 95-180 HB | N/A | Astm e10 | Indica la resistència del material a la sagnia |
| Força de fatiga (10 ⁷ Cicles) | 90-180 mPa | N/A | ASTM E466 | El flux de gra forjat millora significativament el rendiment de la fatiga |
| Duresa de fractura k1c | 20-40 mPa√m | N/A | ASTM E399 | Indica resistència a la propagació de les fissures, lleugerament inferior a la sèrie 7xxx |
| Força de cisalla | 190-360 mPa | N/A | ASTM B769 | |
| Mòdul elàstic | 68. 9-74 gpa | N/A | Astm e111 |
Uniformitat i anisotropia de la propietat:
Durant la fabricació, els grans forjaments de matrius aconsegueixen la màxima uniformitat de l'estructura interna de gra i les propietats mecàniques mitjançant grans relacions de forja i un control precís del flux de metalls. Això és crucial per a la fiabilitat global dels grans components, evitant punts febles localitzats.
El flux de gra continu format durant la forja permet un rendiment òptim en les direccions de càrrega principals i redueix significativament les diferències de propietat en diferents direccions (anisotropia), millorant l'estabilitat i la fiabilitat estructurals generals.
3. Característiques microestructurals
Les excel·lents propietats dels grans forjaments d’aliatge d’alumini provenen de la seva microestructura única.
Característiques microestructurals clau:
Estructura de gra refinada, uniforme i densa:
A través de múltiples passos de forja, els grans de color tancament gruixuts es descomponen completament i es formen grans de recristalització i recuperació dinàmics uniformes i densos a través de processos dinàmics de recristalització i recuperació. Això no només elimina defectes de colada com la porositat, les butxaques de gas i la segregació, sinó que també millora significativament la ductilitat, la duresa, la vida de la fatiga i la duresa del material.
Flux de gra continu altament conforme a la forma de la part:
Aquesta és la característica i l’avantatge més significatives dels morts. A mesura que el metall flueix plàsticament dins de la cavitat de la matriu, els seus grans són allargats i formen línies de flux fibroses contínues (o línies de flux de textura cristal·lina) que segueixen la forma externa complexa i l'estructura interna de la part.
Aquest alineament de flux de gra amb la direcció principal d’estrès de la part en condicions de funcionament reals transfereix eficaçment les càrregues, millorant significativament el rendiment de fatiga de la part, la duresa d’impacte, la resistència a l’esquerda de la corrosió de l’estrès (SCC) i la tolerància als danys a les zones d’estrès crític (per exemple, les vores del forat, les cantonades, diferents seccions transversals). Per a forjats complexos grans, l’orientació correcta i la continuïtat del flux de gra són fonamentals per al disseny i el control de processos.
Distribució i control uniforme de les fases d’enfortiment (precipita):
Després de tractaments de solució i envelliment estrictament controlats, les principals fases d’enfortiment de diferents sèries d’aliatge (per exemple, MGZN₂ a la sèrie 7xxx, al₂cu en sèries 2xxx, mg₂si en sèries 6xxx) precipiten uniformement a la matriu d’alumini amb mida òptima, morfologia i espaiviment.
Controlant amb precisió el tractament de l’envelliment, es pot modular el tipus, la quantitat, la mida i la distribució de les fases d’enfortiment per optimitzar l’equilibri de força, resistència i resistència a la corrosió. Per exemple, els aliatges de la sèrie 7xxx poden aconseguir una resistència a la SCC millorada mitjançant l’envelliment T7X.
Alta neteja metal·lúrgica i baixa taxa de defecte:
Les matèries primeres d’alta puresa i les tecnologies avançades de fosa i fosa s’utilitzen per assegurar una estructura interna densa en els forjaments, lliures de defectes de colada. El control estricte del contingut de la impuresa redueix la formació de compostos intermetàlics nocius (per exemple, fases riques en ferro), garantint així la duresa del material, la vida de fatiga i la tolerància als danys. Els grans forjaments per a aplicacions aeroespacials requereixen normalment nivells extremadament baixos d’inclusions no metàl·liques i es garanteixen per inspecció 100% d’ultrasons per a la qualitat interna.
4. Especificacions i toleràncies dimensionals
Els grans forjaments d’aliatge d’alumini varien molt de mida, que van des d’uns quants quilograms fins a diverses tones, amb les dimensions màximes de l’embolcall que arriben a diversos metres. La seva precisió dimensional i les seves toleràncies geomètriques solen complir els requisits d’enginyeria estrictes.
| Paràmetre | Range típic de mida | Tolerància comercial de forja | Tolerància al mecanitzat de precisió | Mètode de prova |
|---|---|---|---|---|
| Dimensió de sobre màxima | 500 - 8000 mm | ± 0. 5% o ± 2 mm | ± {{0}}. 05 - ± 0,5 mm | Exploració cmm/làser |
| Gruix de paret mínim | 5 - 200 mm | ± 1. 0 mm | ± {{0}}. 2 - ± 0,8 mm | Calibre cmm/gruix |
| Gamma de pes | 10 - 5000 kg | ±4% | N/A | Escala electrònica |
| Rugositat superficial (forjat) | Ra 12. 5 - 50 μm | N/A | Ra. 6 - 12. 5 μm | Profilòmetre |
| La plana | N/A | 0. 5 mm/100mm | 0. 1 mm/100mm | Calibre de plana/cmm |
| Perpendicularitat | N/A | 0. 3 graus | 0. 1 grau | Calibre d'angle/cmm |
Capacitat de personalització:
Els grans forjadors de matrius són gairebé sempre molt personalitzats basats en models CAD complexos i dibuixos d'enginyeria proporcionats pels clients.
Els fabricants han de tenir fortes capacitats de R + D i disseny, capacitats de disseny i fabricació de matrius, així com equips de forja ultra-grans (per exemple, 10, {{2} tones de premses) i 配套 Equips de tractament i mecanitzat tèrmic.
Es poden proporcionar serveis complets, des de la fusió i la fosa de matèries primeres, la pre-forja, la forja de la matriu, el tractament de la calor, l’alleujament de l’estrès fins al mecanitzat en brut/acabat i fins i tot la inspecció final i el tractament superficial abans del muntatge.
5. Designacions de temperament i opcions de tractament tèrmic
Les propietats finals dels forjaments d’aliatge d’alumini estan determinades pel seu tractament de tractament tèrmic. Per als forjadors grans, la uniformitat i la profunditat del tractament tèrmic són clau.
| 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 | Temper comú, força més alta, alta duresa, alt rendiment de fatiga |
| T7X | Solució tractada de calor, després sobreeixida (per exemple, T73, T74, T76) | Components aeroespacials que requereixen una gran resistència a SCC | Força lleugerament inferior a la T6, però una excel·lent resistència a la fissura de la corrosió de la tensió i la corrosió d’exfoliació |
| Txx51 | Solució tractada de calor, envellida i estirada a l'estrès | Per a una reducció de tensió residual i distorsió de mecanitzat | Alta resistència, baixa tensió residual, bona estabilitat dimensional |
Guia de selecció de temperaments:
T6 Temperament: Proporciona la màxima força i duresa, adequades per a components estructurals generals amb requisits de propietat mecànica elevats.
TEMPERS T7X: Per als aliatges de sèries 7xxx, T73, T74, T76 i altres Tempers sobreeixits, sacrificen una petita quantitat de força per millorar significativament la resistència a la cracking de la corrosió de l’estrès (SCC) i la corrosió d’exfoliació, convertint -les en els temperaments comuns en la indústria aeroespacial.
Txx51 Temps: Per a forjadors grans gruixuts o amb precisió, seleccionar un temperament amb alleujament de la tensió (per exemple, T651, T7351) pot reduir eficaçment la tensió residual de l’apagat, minimitzant així la distorsió del mecanitzat i la millora de l’estabilitat dimensional.
6. Característiques de mecanitzat i fabricació
La maquinària de les grans forjaments d’aliatge d’alumini varia segons sèries d’aliatge, però generalment és bona. La soldabilitat també varia segons l’aliatge.
| Operació | Material d'eina | Paràmetres recomanats | Comentaris |
|---|---|---|---|
| Gir | Carbide, PCD Eines | Vc {{0}} m/min, f =0. 2-2. 0 mm/rev | El tall d’alta eficiència requereix màquines-eina d’alta rigidesa, precisió per a l’acabat superficial |
| Fresar | Carbide, PCD Eines | Vc {{0}} m/min, fz =0. 1-1. 0 mm | Grans 5- Centres de mecanitzat de l'eix/Gantry, tall gruixut, control de diversos eixos |
| Perforació | HSS de carbur i recobert | Vc =50-300 m/min, f =0. 08-0. 4 mm/rev | Perforació de forats profunds, refrigeració interna, evacuació del xip, control dimensional estricte |
| Córrer | HSS-e-PM | Vc =10-50 m/min | Lubricació adequada, impedeix que el llàgrima del fil, tocant forats grans |
| Soldadura (fusió) | Mig/Tig | Bona per a la sèrie 6xxx, pobra/no recomanada per a la sèrie 2xxx/7xxx | Sèrie 2xxx/7xxx normalment unida per fixació mecànica o soldadura d'estat sòlid |
| Tractament superficial | Anoditzant, recobriment de conversió, pintura | L’anodització és habitual, proporciona protecció i estètica | Els recobriments de pintura i conversió proporcionen una protecció addicional, satisfan les necessitats estètiques i de protecció |
Guia de fabricació:
Mecanització: La majoria dels forjaments d’aliatge d’alumini tenen una bona maquinària i són fàcils de processar. Per a aliatges d’alta resistència, calen rigidesa i màquines-eines d’alimentació i eines de tall d’alt rendiment. Quan es mecanitzen components grans, cal tenir en compte el control de calor i la distorsió.
Estrès residual: Els grans forjaments poden tenir estrès residual important després de la seva disminució. L'ús de Tempers TXXX51 o estratègies de mecanitzat en diverses etapes (Roughing-Stress-Finishing) pot controlar eficaçment la distorsió del mecanitzat.
Soldabilitat:
Aliatges de la sèrie 6xxx: Tenir una excel·lent soldabilitat de fusió i es pot soldar mitjançant mètodes convencionals (per exemple, MIG, TIG), adequats per a unió i reparació estructurals.
Aliatges de la sèrie 2xxx i 7xxx: Tenir una mala soldabilitat convencional de fusió, propensa a la fissura calenta i la pèrdua de força important. Per a forjadors grans d’aquests aliatges d’alta resistència, es pot considerar que es poden considerar connexions cargolades d’alta resistència, rebliment o, en casos especials, soldadura d’estat sòlid (per exemple, soldadura d’agitació de fricció) o un enllaç de brazing/difusió, amb una avaluació estricta del seu impacte sobre les propietats generals.
7. Sistemes de resistència i resistència a la corrosió
La resistència a la corrosió de les grans forjaments d’aliatge d’alumini varia segons sèries d’aliatge i condicions ambientals i sol requerir un sistema de protecció complementari.
| Tipus de corrosió | Comportament típic (T6/T7X) | Sistema de protecció | Observacions |
|---|---|---|---|
| Corrosió atmosfèrica | Bé a excel·lent | Anoditzant o no es necessita protecció especial | Sèrie 6xxx Millor, sèrie 7xxx Següent, Sèrie 2xxx General |
| Corrosió d'aigua de mar | Moderat al bé | Recobriments anoditzadors, d’alt rendiment, aïllament galvànic | Sèrie 6xxx millor, la sèrie 7xxx/2xxx necessita una protecció més forta |
| Esquerda de la corrosió de tensió (SCC) | Baix a moderadament sensible | Envelliment T7x, anodització, recobriments, reducció de l’estrès residual | Sèrie 7xxx altament sensible en T6, millorada significativament per T7x |
| Corrosió d’exfoliació | Baix a moderadament sensible | Envelliment t7x, anoditzant, recobriments | |
| Corrosió intergranular | Baix a moderadament sensible | Control del tractament tèrmic |
Estratègies de protecció de la corrosió:
Selecció d’aliatge i temperament: Seleccioneu el temperament de tractament de l'aliatge i el tractament tèrmic més adequat a l'etapa de disseny en funció de l'entorn de servei. Per exemple, per a entorns marins, es podria preferir la sèrie 6xxx a la sèrie de 7xxx. Per a un risc elevat de SCC, es prefereixen els temperaments T7X de la sèrie 7xxx.
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 dipòsit anoditzador i el control de processos són crucials.
Recobriments de conversió química: Serviu com a bons primers per a pintures o adhesius, proporcionant una protecció addicional de la corrosió.
Sistemes de recobriment d’alt rendiment: Els recobriments anti-corrosió d’alt rendiment d’alt rendiment, com ara epoxi, recobriments de poliuretà, etc., es poden aplicar en ambients extremadament corrosius.
Gestió de la corrosió galvànica: Quan estigueu en contacte amb metalls incompatibles (per exemple, acer, coure), mesures d’aïllament estrictes (per exemple, juntes, recobriments aïllants, segellants) per evitar la corrosió galvànica, que és particularment important en grans estructures complexes.
8. Propietats físiques per a l'enginyeria
Les propietats físiques dels grans desordres d’aliatge d’alumini són consideracions importants en el disseny estructural i mecànic, especialment en les aplicacions que requereixen la gestió tèrmica i la compatibilitat electromagnètica.
| Propietat | Rang de valors | Consideració del disseny |
|---|---|---|
| Densitat | 2. 70-2. 85 g/cm³ | Disseny lleuger, aprox. 1/3 de densitat d'acer |
| Gamma de fusió | 500-660 grau | Finestra de tractament tèrmic i soldadura |
| Conductivitat tèrmica | 130-200 W/m·K | Gestió tèrmica, disseny de dissipació de calor |
| Conductivitat elèctrica | 30-55% IACS | Bona conductivitat elèctrica |
| Calor específica | 890-930 j/kg · k | Càlculs de massa tèrmica i capacitat de calor |
| Expansió tèrmica (CTE) | 22-24 ×10⁻⁶/K | Canvis dimensionals a causa de les variacions de temperatura |
| Mòdul de Young | 68-76 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:
Excel·lent proporció de força a pes: La combinació de baixa densitat i alta resistència fa que els aliatges d’alumini sigui una elecció ideal per a la lleugera estructural, donant lloc a una eficiència de combustible millorada, càrrega útil i rendiment.
Alta fiabilitat: La densa microestructura, els grans refinats i les línies de flux continu proporcionades pel procés de forja milloren considerablement la vida de fatiga del material, la duresa de la fractura, la resistència a l’impacte i la tolerància als danys, garantint la seguretat en condicions extremes.
Integració de geometries complexes: La forja de matrius pot produir geometries complexes en forma de xarxa, integrant múltiples funcions, reduint els costos de recompte i muntatge i millorant la rigidesa estructural general.
Maxualbilitat i incorporació: Depenent del grau d'aliatge, es pot oferir una bona maquinària i certes soldadures o unir -se.
Alta reciclabilitat: Els aliatges d'alumini són altament reciclables, coherents amb el desenvolupament sostenible i els principis d'economia circular.
Limitacions de disseny:
Límit de rendiment a alta temperatura: Tot i que alguns aliatges (per exemple, 2618) funcionen millor a temperatures altes, generalment, la força dels aliatges d’alumini disminueix significativament per sobre dels 150 graus -200, fent-los inapropiats per a ambients de temperatura ultra-alta a llarg termini.
Mòdul elàstic inferior: En comparació amb aliatges d’acer o de titani, els aliatges d’alumini tenen un mòdul elàstic inferior, que pot requerir seccions transversals més grans o dissenys estructurals específics en aplicacions que requereixen una alta rigidesa.
Costar: En comparació amb les foses o extrusions ordinàries, el cost de producció de grans forjadors de matrius és normalment més elevat, principalment a causa del desenvolupament de la matriu i la inversió en equips.
9. Assegurança de qualitat i proves
El control de qualitat dels grans forjaments d’aliatge d’alumini és primordial, sobretot en aplicacions crítiques com AeroSpace, per assegurar que els productes compleixin els màxims estàndards de la indústria i els requisits del client.
Procediments de prova estàndard:
Certificació de matèries primeres:
Anàlisi de composició química (OES/XRF) per assegurar el compliment de AMS, ASTM, EN, etc.
Inspecció de defectes interns: proves d’ultrasons 100% per assegurar que els lingots i els blancs pre-forjats estan lliures de defectes macroscòpics (per exemple, porositat, inclusions, esquerdes).
Monitorització de processos de forja:
Monitorització i registre en temps real de paràmetres de procés clau com ara la temperatura del forn, la temperatura de forja, la pressió i la quantitat de deformació.
Inspecció en procés/fora de línia de la forma de forja i les dimensions per assegurar la forja estable i controlada.
Monitorització del procés de tractament tèrmic:
Control i enregistrament precisos de paràmetres com la uniformitat de la temperatura del forn en grans forns de tractament tèrmic, la temperatura dels mitjans de comunicació, la intensitat d’agitació i el temps de transferència de calç.
Enregistrament i anàlisi de les corbes de temperatura/temps del tractament tèrmic per assegurar que s’aconsegueixin les propietats mecàniques necessàries.
Anàlisi de composició química:
Re-verificació de la composició química per lots dels forjaments finals per assegurar que el producte final compleixi les especificacions.
Prova de propietat mecànica:
Prova de tracció: Les mostres realitzades en direccions de L, LT i ST de diverses ubicacions representatives (inclosos el centre i la vora) es proven per a 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: Prova d’impacte de Charpy V-Notch si es requereix, per avaluar la duresa.
Prova de fatiga, proves de duresa de la fractura, proves de cracking de corrosió d’estrès: Aquestes proves més avançades es realitzen normalment per a aplicacions crítiques com ara aeroespacial.
Proves no destructives (NDT):
Prova 100% d’ultrasons (UT): Inspecció de defectes interns per a tots els grans forjadors crítics per a la càrrega crítica per assegurar cap porositat, inclusions, deslamacions, esquerdes, etc.
Prova de penetrants (PT) / Proves de partícules magnètiques (MT, per a inclusions ferroses): Inspecció de superfície per detectar defectes de trencament de superfície.
Prova de corrent de remolí (ET): Detecta defectes de superfície o de superfície propera i consistència a la conductivitat del material.
Prova radiogràfica (RT): Per detectar certs defectes interns específics.
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, assegurant que la microestructura compleix els requisits.
Inspecció de qualitat dimensional i superficial:
Mesura dimensional 3D precisa mitjançant màquines de mesurament de grans coordenades (CMM) o escàners làser.
Rugositat superficial, inspecció de defectes visuals.
Estàndards i certificacions:
Els fabricants solen celebrar AS9100 (sistema de gestió de qualitat aeroespacial), ISO 9001 i altres certificacions del sistema de gestió de la qualitat internacional.
Els productes compleixen estàndards industrials rellevants com AMS (especificacions de materials aeroespacials), ASTM (American Society for Testing and Materials), EN (estàndards europeus) i especificacions específiques del client (per exemple, Boeing, Airbus, GE).
Es poden proporcionar informes de proves de materials Tipus 3.1 o 3.2 i es poden proporcionar una certificació independent de tercers a la sol·licitud del client.
10. Aplicacions i consideracions de disseny
Les grans funcions d’alumini d’alumini són l’opció preferida per a moltes aplicacions d’alt rendiment i de seguretat crítiques a causa de les seves excel·lents propietats generals.
Àrees d’aplicació primària:
Aeroespacial: Components de l’engranatge d’aterratge d’avions, marcs de fuselatge, costelles d’ala, fulles de compressor del motor, discos de turbina, carcasses, parts de connexió, estructures de piló.
Transport ferroviari: Bogies de tren d’alta velocitat, parts de connexió del cos del cotxe, components estructurals que porten càrrega crítica.
Indústria de l’automoció: Components del sistema de suspensió d'automoció d'alt rendiment, rodes, peces del motor, grans components estructurals (cotxes de carreres, cotxes de luxe).
Indústria marina: Components estructurals de grans vaixells, claudàtors, peces de plataforma en alta mar.
Maquinària de construcció: Arms de maquinària pesada, components estructurals del xassís, cossos de cilindre hidràulics, parts de connexió.
Sector energètic: Hubs de l’aerogenerador, parts de connexió de fulla, components de vas d’alta pressió.
Maquinària general: Grans cossos de bomba, cossos de vàlvules, motlles, accessoris, etc.
Disseny avantatges:
Excel·lent proporció de força a pes: Redueix significativament el pes estructural, la millora de la càrrega útil i l’eficiència.
Alta fiabilitat i seguretat: El procés de forja elimina els defectes interns, perfecciona els grans i forma línies de flux continu, millorant molt la vida de fatiga del material, la duresa de la fractura, la resistència a l’impacte i la tolerància als danys, garantint la seguretat en condicions extremes.
Integració de geometries complexes: Pot integrar múltiples funcions en un sol component, reduint els costos de recompte de peces i els muntatges i millorar la rigidesa estructural global.
Uniformitat de la propietat: La microestructura interna i les propietats dels grans forjaments són molt uniformes, evitant les variacions de la propietat localitzada habituals a les colades.
Producció personalitzada: Altament personalitzat a les necessitats específiques d'aplicacions, permetent un disseny òptim.
Limitacions de disseny:
Elevat cost de fabricació: Desenvolupament de matrius, inversions de grans equips i fluxos de processos complexos condueixen a majors costos de producció.
Cicle de fabricació llarg: Especialment per a nous productes, disseny de matrius, validació i cicles de producció poden ser llargs.
Limitacions de mida: Limitat pel tonatge dels equips de forja disponibles i les dimensions de la matriu.
Consideracions econòmiques i de sostenibilitat:
Valor complet del cicle de vida: Tot i que els costos inicials són elevats, les millores de rendiment (per exemple, l'eficiència del combustible, la vida útil estesa) i la garantia de seguretat proporcionades pels forjadors donen lloc a un valor important econòmic i de seguretat en el seu cicle de vida complet.
Eficiència d’utilització de materials: La forja de matrius és un procés de conformació gairebé net, que ofereix una major utilització de materials en comparació amb el mecanitzat.
Amabilitat mediambiental: Els aliatges d'alumini són altament reciclables, contribuint al consum reduït de recursos i a la petjada ambiental.
Competitivitat: En indústries estratègiques com aeroespacial, els grans desordres d’alumini d’alumini són un avantatge competitiu fonamental.
Etiquetes populars: Forgings de matrius d'alumini d'alumini grans, grans forjadors d'alumini d'alumini Fabricants, proveïdors, fàbrica
Enviar la consulta









