การทำให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาเป็นเป้าหมายร่วมกันของอุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลก การใช้โลหะผสมอะลูมิเนียมในส่วนประกอบยานยนต์เพิ่มขึ้นเป็นแนวทางการพัฒนายานยนต์ประเภทใหม่ที่ทันสมัย โลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนและมีความแข็งแรงปานกลาง ขึ้นรูปได้ดี เชื่อมได้ดี ทนทานต่อความเมื่อยล้า และทนต่อการกัดกร่อน โลหะผสมชนิดนี้สามารถอัดขึ้นรูปเป็นท่อ แท่ง และโปรไฟล์ได้ และนิยมใช้ในส่วนประกอบยานยนต์ ชิ้นส่วนโครงสร้างที่เชื่อม การขนส่ง และอุตสาหกรรมก่อสร้าง
ปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับโลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 สำหรับใช้ในยานยนต์พลังงานใหม่ในประเทศจีนยังมีอยู่อย่างจำกัด ดังนั้น การศึกษาเชิงทดลองนี้จึงศึกษาผลกระทบของช่วงปริมาณองค์ประกอบของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 พารามิเตอร์กระบวนการอัดรีด วิธีการชุบแข็ง ฯลฯ ต่อประสิทธิภาพและโครงสร้างจุลภาคของโปรไฟล์โลหะผสม การศึกษาครั้งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับองค์ประกอบโลหะผสมและพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสมที่สุดเพื่อผลิตวัสดุโลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 ที่เหมาะสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
1. วัสดุและวิธีการทดสอบ
กระบวนการทดลองไหล: อัตราส่วนการผสมโลหะผสม - การหลอมแท่งโลหะ - การทำให้แท่งโลหะเป็นเนื้อเดียวกัน - การเลื่อยแท่งโลหะเป็นแท่ง - การอัดขึ้นรูปโปรไฟล์ - การชุบแข็งแบบอินไลน์ของโปรไฟล์ - การบ่มด้วยเทียม - การเตรียมตัวอย่างทดสอบ
1.1 การเตรียมแท่งโลหะ
ภายในกลุ่มผลิตภัณฑ์โลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 ระหว่างประเทศ มีการเลือกองค์ประกอบสามองค์ประกอบที่มีช่วงการควบคุมที่แคบกว่า โดยระบุว่า 6082-/6082″, 6082-Z ซึ่งมีปริมาณธาตุ Si เท่ากัน ปริมาณธาตุ Mg, y > z; ปริมาณธาตุ Mn, x > y > z; ปริมาณธาตุ Cr, Ti, x > y = z ค่าเป้าหมายขององค์ประกอบโลหะผสมเฉพาะแสดงอยู่ในตารางที่ 1 การหล่อแท่งโลหะดำเนินการโดยใช้วิธีการหล่อแบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบกึ่งต่อเนื่อง ตามด้วยการบำบัดด้วยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน แท่งโลหะทั้งสามแท่งถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้ระบบที่โรงงานกำหนดไว้ที่อุณหภูมิ 560°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมงพร้อมการระบายความร้อนด้วยละอองน้ำ
1.2 การอัดขึ้นรูปโปรไฟล์
พารามิเตอร์ของกระบวนการอัดรีดได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับอุณหภูมิการให้ความร้อนของแท่งโลหะและอัตราการระบายความร้อนจากการดับ ส่วนหน้าตัดของโปรไฟล์ที่อัดรีดจะแสดงอยู่ในรูปที่ 1 พารามิเตอร์ของกระบวนการอัดรีดจะแสดงอยู่ในตารางที่ 2 สถานะการขึ้นรูปของโปรไฟล์ที่อัดรีดจะแสดงอยู่ในรูปที่ 2
2.ผลการทดสอบและการวิเคราะห์
องค์ประกอบทางเคมีเฉพาะของโปรไฟล์โลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 ภายในช่วงองค์ประกอบทั้งสามช่วงถูกกำหนดโดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์อ่านค่าโดยตรง ARL ของสวิส ดังที่แสดงในตารางที่ 3
2.1 การทดสอบประสิทธิภาพ
เพื่อเปรียบเทียบ ได้มีการตรวจสอบประสิทธิภาพของโปรไฟล์โลหะผสมที่มีองค์ประกอบสามประเภทที่มีวิธีการดับที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์การอัดรีดที่เหมือนกัน และกระบวนการทำให้เก่า
2.1.1 ประสิทธิภาพเชิงกล
หลังจากทำการบ่มด้วยความร้อนแบบเทียมที่อุณหภูมิ 175°C เป็นเวลา 8 ชั่วโมง ตัวอย่างมาตรฐานจะถูกนำออกจากทิศทางของการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์เพื่อทดสอบแรงดึงโดยใช้เครื่องทดสอบอเนกประสงค์อิเล็กทรอนิกส์ Shimadzu AG-X100 ประสิทธิภาพเชิงกลหลังจากการบ่มด้วยความร้อนแบบเทียมสำหรับองค์ประกอบและวิธีการดับที่แตกต่างกันแสดงอยู่ในตารางที่ 4
จากตารางที่ 4 จะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพเชิงกลของโปรไฟล์ทั้งหมดเกินค่ามาตรฐานแห่งชาติ โปรไฟล์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-Z จะมีการยืดตัวหลังการแตกหักต่ำกว่า โปรไฟล์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-7 มีประสิทธิภาพเชิงกลสูงสุด โปรไฟล์โลหะผสม 6082-X ที่ใช้สารละลายของแข็งต่างกัน จะแสดงประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเมื่อใช้วิธีการดับเย็นอย่างรวดเร็ว
2.1.2 การทดสอบประสิทธิภาพการดัด
โดยใช้เครื่องทดสอบอเนกประสงค์อิเล็กทรอนิกส์ ได้ทำการทดสอบการดัดงอสามจุดกับตัวอย่าง และผลการดัดงอจะแสดงไว้ในรูปที่ 3 รูปที่ 3 แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-Z มีผิวลอกเป็นสีส้มอย่างรุนแรงและมีรอยแตกร้าวที่ด้านหลังของตัวอย่างที่ดัดงอ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-X มีประสิทธิภาพในการดัดงอที่ดีกว่า มีพื้นผิวเรียบไม่มีผิวลอกเป็นสีส้ม และมีรอยแตกร้าวเล็กน้อยเท่านั้นที่ตำแหน่งที่จำกัดด้วยสภาพทางเรขาคณิตที่ด้านหลังของตัวอย่างที่ดัดงอ
2.1.3 การตรวจสอบด้วยการขยายภาพสูง
ตัวอย่างถูกสังเกตภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติก Carl Zeiss AX10 เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค ผลการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคสำหรับโปรไฟล์โลหะผสมทั้งสามช่วงองค์ประกอบแสดงไว้ในรูปที่ 4 รูปที่ 4 ระบุว่าขนาดเกรนของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-X และแท่งโลหะผสม 6082-K มีความคล้ายคลึงกัน โดยขนาดเกรนในโลหะผสม 6082-X ดีกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับโลหะผสม 6082-y ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-Z มีขนาดเกรนที่ใหญ่กว่าและชั้นคอร์เทกซ์ที่หนากว่า ซึ่งทำให้มีเปลือกส้มบนพื้นผิวและพันธะโลหะภายในอ่อนแอลงได้ง่ายกว่า
2.2 การวิเคราะห์ผลลัพธ์
จากผลการทดสอบข้างต้น สามารถสรุปได้ว่าการออกแบบช่วงองค์ประกอบของโลหะผสมส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างจุลภาค ประสิทธิภาพ และความสามารถในการขึ้นรูปของโปรไฟล์ที่อัดขึ้นรูป ปริมาณธาตุ Mg ที่เพิ่มขึ้นจะลดความสามารถในการขึ้นรูปของโลหะผสมและนำไปสู่การเกิดรอยแตกร้าวในระหว่างการอัดขึ้นรูป ปริมาณ Mn, Cr และ Ti ที่สูงขึ้นมีผลดีต่อการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค ซึ่งส่งผลดีต่อคุณภาพพื้นผิว ประสิทธิภาพการดัด และประสิทธิภาพโดยรวม
3.บทสรุป
ธาตุแมกนีเซียมส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพเชิงกลของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 ปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้นจะลดความสามารถในการขึ้นรูปของโลหะผสมและนำไปสู่การเกิดรอยแตกร้าวระหว่างการอัดรีด
Mn, Cr และ Ti มีผลเชิงบวกต่อการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค ส่งผลให้คุณภาพพื้นผิวและประสิทธิภาพการดัดของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูปได้รับการปรับปรุง
ความเข้มข้นในการระบายความร้อนที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของโปรไฟล์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 6082 อย่างเห็นได้ชัด สำหรับการใช้งานในยานยนต์ การใช้กระบวนการระบายความร้อนด้วยละอองน้ำตามด้วยการระบายความร้อนด้วยละอองน้ำจะช่วยให้มีประสิทธิภาพเชิงกลที่ดีขึ้น และช่วยให้มั่นใจได้ถึงรูปร่างและความแม่นยำของมิติของโปรไฟล์
เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Aluminum
เวลาโพสต์ : 26 มี.ค. 2567
