การลดน้ำหนักเบาของรถยนต์เป็นเป้าหมายร่วมกันของอุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลก การเพิ่มการใช้วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมในส่วนประกอบยานยนต์ถือเป็นทิศทางการพัฒนายานยนต์รุ่นใหม่ที่ทันสมัย โลหะผสมอลูมิเนียม 6082 เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนและมีความแข็งแรงปานกลาง ขึ้นรูปง่าย เชื่อมง่าย ทนทานต่อความล้า และทนต่อการกัดกร่อน โลหะผสมนี้สามารถนำไปรีดขึ้นรูปเป็นท่อ แท่ง และโปรไฟล์ต่างๆ ได้ และถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในส่วนประกอบยานยนต์ ชิ้นส่วนโครงสร้างเชื่อม การขนส่ง และอุตสาหกรรมก่อสร้าง
ปัจจุบัน งานวิจัยเกี่ยวกับอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6082 สำหรับใช้ในรถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศจีนยังมีอยู่อย่างจำกัด ดังนั้น การศึกษาเชิงทดลองนี้จึงศึกษาผลกระทบของปริมาณองค์ประกอบของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6082 พารามิเตอร์กระบวนการอัดรีด วิธีการชุบแข็ง ฯลฯ ต่อประสิทธิภาพและโครงสร้างจุลภาคของโปรไฟล์โลหะผสม การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับองค์ประกอบและพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสมที่สุด เพื่อผลิตวัสดุอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6082 ที่เหมาะสมสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่
1. วัสดุและวิธีการทดสอบ
ขั้นตอนการทดลอง: อัตราส่วนขององค์ประกอบโลหะผสม - การหลอมแท่งโลหะ - การทำให้แท่งโลหะเป็นเนื้อเดียวกัน - การเลื่อยแท่งโลหะเป็นแท่งโลหะ - การอัดรีดโปรไฟล์ - การดับโปรไฟล์แบบอินไลน์ - การบ่มเทียม - การเตรียมตัวอย่างทดสอบ
1.1 การเตรียมแท่งโลหะ
ภายในกลุ่มผลิตภัณฑ์โลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 นานาชาติ มีการคัดเลือกองค์ประกอบสามชนิดที่มีช่วงการควบคุมที่แคบกว่า โดยระบุว่าเป็น 6082-/6082″, 6082-Z ซึ่งมีปริมาณธาตุ Si เท่ากัน ปริมาณธาตุ Mg, y > z; ปริมาณธาตุ Mn, x > y > z; ปริมาณธาตุ Cr, Ti, x > y = z ค่าเป้าหมายขององค์ประกอบโลหะผสมเฉพาะแสดงไว้ในตารางที่ 1 การหล่อแท่งโลหะใช้วิธีหล่อแบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบกึ่งต่อเนื่อง ตามด้วยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน แท่งโลหะทั้งสามถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้ระบบที่โรงงานกำหนดไว้ ที่อุณหภูมิ 560°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง พร้อมระบบระบายความร้อนด้วยละอองน้ำ
1.2 การอัดขึ้นรูปโปรไฟล์
พารามิเตอร์ของกระบวนการอัดรีดได้รับการปรับให้เหมาะสมกับอุณหภูมิความร้อนของบิลเล็ตและอัตราการเย็นตัวลงของชิ้นงาน ภาพตัดขวางของโปรไฟล์ที่อัดรีดแสดงในรูปที่ 1 พารามิเตอร์ของกระบวนการอัดรีดแสดงในตารางที่ 2 สถานะการขึ้นรูปของโปรไฟล์ที่อัดรีดแสดงในรูปที่ 2
2.ผลการทดสอบและการวิเคราะห์
องค์ประกอบทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงของโปรไฟล์โลหะผสมอลูมิเนียม 6082 ภายในช่วงองค์ประกอบทั้งสามช่วงนั้นถูกกำหนดโดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์อ่านค่าโดยตรง ARL ของสวิส ดังที่แสดงในตารางที่ 3
2.1 การทดสอบประสิทธิภาพ
เพื่อเปรียบเทียบ ได้มีการตรวจสอบประสิทธิภาพของโปรไฟล์โลหะผสมที่มีองค์ประกอบสามประเภทที่มีวิธีการดับที่แตกต่างกัน พารามิเตอร์การอัดรีดที่เหมือนกัน และกระบวนการทำให้เก่า
2.1.1 ประสิทธิภาพเชิงกล
หลังจากบ่มเทียมที่อุณหภูมิ 175°C เป็นเวลา 8 ชั่วโมง ชิ้นงานมาตรฐานจะถูกนำมาจากทิศทางการอัดรีดของโปรไฟล์เพื่อทดสอบแรงดึงโดยใช้เครื่องทดสอบอเนกประสงค์อิเล็กทรอนิกส์ Shimadzu AG-X100 สมรรถนะเชิงกลหลังการบ่มเทียมสำหรับองค์ประกอบและวิธีการดับที่แตกต่างกัน แสดงไว้ในตารางที่ 4
จากตารางที่ 4 จะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพเชิงกลของโปรไฟล์ทั้งหมดสูงกว่าค่ามาตรฐานแห่งชาติ โปรไฟล์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-Z มีการยืดตัวหลังการแตกหักต่ำกว่า โปรไฟล์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-7 มีประสิทธิภาพเชิงกลสูงสุด โปรไฟล์โลหะผสม 6082-X ที่ใช้วิธีสารละลายของแข็งที่แตกต่างกัน แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเมื่อใช้วิธีการชุบแข็งแบบระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว
2.1.2 การทดสอบประสิทธิภาพการดัด
ได้ทำการทดสอบการดัดงอแบบสามจุดกับตัวอย่างโดยใช้เครื่องทดสอบอเนกประสงค์อิเล็กทรอนิกส์ และผลการดัดงอแสดงในรูปที่ 3 รูปที่ 3 แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-Z มีผิวเปลือกส้มอย่างรุนแรงและมีรอยแตกร้าวที่ด้านหลังของตัวอย่างที่ดัดงอ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-X มีประสิทธิภาพการดัดงอที่ดีกว่า มีพื้นผิวเรียบไม่มีเปลือกส้ม และมีเพียงรอยแตกร้าวเล็กน้อยที่ตำแหน่งซึ่งถูกจำกัดด้วยสภาพทางเรขาคณิตที่ด้านหลังของตัวอย่างที่ดัดงอ
2.1.3 การตรวจสอบด้วยกำลังขยายสูง
ตัวอย่างถูกตรวจสอบภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล Carl Zeiss AX10 เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค ผลการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคสำหรับโปรไฟล์โลหะผสมทั้งสามช่วงองค์ประกอบแสดงในรูปที่ 4 รูปที่ 4 แสดงให้เห็นว่าขนาดเกรนของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-X และแท่งโลหะผสม 6082-K ใกล้เคียงกัน โดยมีขนาดเกรนที่ดีกว่าเล็กน้อยในโลหะผสม 6082-X เมื่อเทียบกับโลหะผสม 6082-y ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากแท่งโลหะผสม 6082-Z มีขนาดเกรนที่ใหญ่กว่าและชั้นคอร์เทกซ์ที่หนากว่า ซึ่งนำไปสู่ผิวเปลือกส้มและพันธะโลหะภายในที่อ่อนแอลงได้ง่ายกว่า
2.2 การวิเคราะห์ผลลัพธ์
จากผลการทดสอบข้างต้น สรุปได้ว่าการออกแบบช่วงส่วนผสมของโลหะผสมส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างจุลภาค ประสิทธิภาพ และความสามารถในการขึ้นรูปของโปรไฟล์ที่อัดขึ้นรูป ปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้นจะลดความเป็นพลาสติกของโลหะผสมและนำไปสู่การเกิดรอยแตกร้าวในระหว่างการอัดขึ้นรูป ปริมาณแมงกานีส โครเมียม และไทเทเนียมที่สูงขึ้นมีผลดีต่อการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค ซึ่งส่งผลดีต่อคุณภาพพื้นผิว ประสิทธิภาพการดัด และประสิทธิภาพโดยรวม
3.บทสรุป
ธาตุแมกนีเซียมส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพเชิงกลของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6082 ปริมาณแมกนีเซียมที่เพิ่มขึ้นจะลดความเป็นพลาสติกของโลหะผสมและนำไปสู่การเกิดรอยแตกร้าวระหว่างการอัดรีด
Mn, Cr และ Ti มีผลเชิงบวกต่อการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค ส่งผลให้คุณภาพพื้นผิวและประสิทธิภาพการดัดของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูปดีขึ้น
ความเข้มข้นในการหล่อเย็นที่แตกต่างกันส่งผลกระทบอย่างเห็นได้ชัดต่อประสิทธิภาพของโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6082 สำหรับการใช้งานในยานยนต์ การใช้กระบวนการหล่อเย็นด้วยละอองน้ำตามด้วยการหล่อเย็นด้วยละอองน้ำ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกลให้ดีขึ้น และรับประกันรูปร่างและขนาดของโปรไฟล์
แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum
เวลาโพสต์: 26 มี.ค. 2567
