
7075アルミニウム合金鍛造ディスク
7075アルミニウム鍛造ケーキは、航空宇宙、自動車製造、カビ処理などのさまざまな分野で重要な役割を果たします。
1.材料の構成と製造プロセス
7075アルミニウム合金鍛造ディスクは、航空宇宙グレードのアルミニウム成分の頂点を表し、臨界回転および構造用途のための並外れた強度、疲労抵抗、ストレス分布を提供します。
一次合金要素:
亜鉛(Zn):5.1-6.1%(主要な強化要素)
マグネシウム(mg):2.1-2.9%(降水硬化を促進)
銅(cu):1.2-2.0%(強度とストレス抵抗を改善)
クロム(cr):0.18-0.28%(耐食性と粒子構造制御)
基本材料:
アルミニウム(AL):87.1%以上(バランス)
制御不純物:
鉄(FE):最大0.50%以下
シリコン(SI):最大0.40%以下
マンガン(MN):最大0.30%以下
チタン(TI):最大0.20%以下
その他の要素:それぞれ0.05%未満、合計0.15%以下
プレミアム鍛造プロセス:
溶融準備:
プライマリハイプラルアルミニウム(最小99.7%)
±0.1%の耐性を持つ正確な合金要素の添加
セラミックフォームフィルター(30-40 ppi)を介した高度なろ過
SNIF脱気治療(水素<0.10 ml/100g)
Al-Ti-Bマスター合金による穀物洗練
ダイレクトチル(DC)半連続キャスト
均質化:
460-480 24-36時間の学位
均一な温度制御:±5度
制御冷却速度:15-25度 /時間
粗い金属間の溶解
マイクロ分離除去
ビレットの準備:
表面コンディショニング(スキャルピング)
超音波検査(100%体積)
予熱:均一な温度の380-400度
鍛造シーケンス:
Open-Die Preforming:380-410学位
クローズドディーフィニッシュフォーミング:360-390程度
油圧プレス容量:2、000-10、000トン
コンピューター制御のRAM速度と圧力
最適な粒子流量のためのマルチステージ鍛造
最小削減率:3:1
ソリューション熱処理:
465-485 1-4時間(厚さに依存する)の学位
温度の均一性:±3度
クエンチング培地への迅速な移動(<10 seconds)
クエンチング:
ポリマー強化水染み
均一な冷却のための制御された攪拌
最小冷却速度:表面で100度 /秒
ストレスの緩和:
制御ストレッチング(1-3%プラスチック変形)
あるいは、圧縮応力緩和
人工老化(T6/T73テンパー):
T6:24時間120度
T73:2段階の老化(6-8時間の107度、163-177 {24-30時間)が続きます)
温度の均一性:±3度
最終処理:
ネットの形状への精密機械加工
表面処理
非破壊検査
寸法検証
すべての段階でコンピューター化された品質監視を備えた完全なプロセストレーサビリティ.
2. 7075鍛造ディスクの機械的特性
|
財産 |
T6気性 |
T73気性 |
T7351気性 |
テスト方法 |
|
究極の引張強度 |
570-595 mpa |
505-545 mpa |
510-550 mpa |
ASTM E8 |
|
降伏強度(0.2%) |
495-525 mpa |
425-470 mpa |
435-480 mpa |
ASTM E8 |
|
伸長(2インチ) |
8-12% |
10-14% |
10-14% |
ASTM E8 |
|
硬度(ブリネル) |
150-165 hb |
140-155 hb |
140-155 hb |
ASTM E10 |
|
破壊靭性(K1C) |
24-29mpa√m |
31-37mpa√m |
29-35mpa√m |
ASTM E399 |
|
疲労強度(10℃) |
160-190 mpa |
145-170 mpa |
150-175 mpa |
ASTM E466 |
|
せん断強度 |
330-350 mpa |
290-315 mpa |
295-325 mpa |
ASTM B769 |
|
圧縮降伏強度 |
520-550 mpa |
455-495 mpa |
465-505 mpa |
ASTM E9 |
|
弾性率 |
71.7 GPA |
71.7 GPA |
71.7 GPA |
ASTM E111 |
プロパティ配布:
radial vs . Tangential:<5% variation in strength properties
表面から中央の変動:<8% for discs up to 150mm thickness
すべての重要な方向で保証された最小プロパティ
巻き板または押し出しバーと比較した優れた等方性
Stress corrosion cracking resistance (T73): >200 MPAしきい値応力
3.微細構造特性
主要な微細構造の特徴:
穀物構造:
細かく等軸の再結晶粒
ASTM粒サイズ6-8(45-22μm)
セクション全体で均一な穀物分布
輪郭を鍛造した後の制御された穀物の流れパターン
沈殿物分布:
mgzn₂(η/η ')沈殿物の強化:5-15 nm
cumgal₂(s相)沈殿物:均一に分布しています
Al₇cu₂feIntermetallics:制御されたサイズと分布
al₁₂mg₂cr分散型:50-200 nmの再結晶制御
テクスチャ開発:
最小限の方向性を備えたバランスの取れたテクスチャー
等方性特性向けに最適化された鍛造誘導繊維テクスチャ
高疲労抵抗に合わせて調整された特別な繊維テクスチャ
特別な機能:
粒界での最小限の沈殿物のないゾーン(PFZ)
粗いメタリックの制御分布
再結晶制御のための細かい分散分布
最適化された粒界の文字分布
4.次元仕様と公差
|
パラメーター |
標準範囲 |
精密耐性 |
商業寛容 |
テスト方法 |
|
直径 |
50-1500 mm |
±0.5mm最大150mm |
±1.0mm最大150mm |
CMM |
|
±0.3%150mmを超えています |
±0.6%150mmを超えています |
|||
|
厚さ |
15-300 mm |
±0.5mm最大50mm |
±1.0mm最大50mm |
マイクロメーター |
|
50mmを超える±1.0% |
±50mmを超える±1.5% |
|||
|
平坦さ |
N/A |
0.5mm/m |
1.0mm/m |
ダイヤルゲージ |
|
表面の粗さ |
N/A |
3.2μmRAマックス |
6.3μmRAマックス |
プロファイロメーター |
|
並列性 |
N/A |
0.5mm |
1.0mm |
CMM |
|
同心 |
N/A |
0.5mm |
1.0mm |
CMM |
|
ボルト円の直径 |
指定どおり |
±0.2mm |
±0.5mm |
CMM |
標準の利用可能なフォーム:
直径:50mm〜1500mm
厚さ:15mm〜300mm
プロファイルのバリエーション:フラット、ステップ、輪郭
表面条件:装備された、機械加工された、熱処理
機械加工を減らすためのネット形状の機能
不可欠な機能を備えたカスタムフォーミング(ボス、ラグなど.)
5.気性の指定と熱処理オプション
|
気性コード |
プロセスの説明 |
最適なアプリケーション |
重要な特性 |
|
T6 |
溶液熱処理と人為的に老化します |
高強度アプリケーション |
最大強度と硬度 |
|
T651 |
T 6 +ストレッチが緩和されたストレス |
重要な構造コンポーネント |
ストレス分布の改善 |
|
T73 |
溶液熱処理と過剰な |
ストレス腐食の重要なアプリケーション |
強度が低下した優れたSCC抵抗 |
|
T7351 |
T 73 +ストレッチが緩和されたストレス |
重要な航空宇宙コンポーネント |
プロパティの優れたバランス |
|
T76 |
修正された過剰処理 |
バランスの取れたプロパティ要件 |
T6とT73の間の妥協 |
気性選択ガイダンス:
T6/T651:最大強度と疲労抵抗の要件
T73/T7351:ストレス腐食クリティカルアプリケーション
T76:一般的な航空宇宙アプリケーションのバランスプロパティ
6.機械加工と製造特性
|
手術 |
ツール材料 |
推奨されたパラメーター |
コメント |
|
旋回 |
炭化物、PCD |
vc =150-300 m/min、f =0.1-0.3 mm/rev |
鋭いツールが不可欠です |
|
フェイスミリング |
炭化物、PCD |
vc =200-400 m/min、fz =0.1-0.2 mm/歯 |
高陽性のレーキ角 |
|
掘削 |
炭化物、ティアンコーティング |
vc =80-120 m/min、f =0.15-0.30 mm/rev |
クーリントドリルが望ましい |
|
タッピング |
HSS-E-PM、TICNコーティング |
vc =15-25 m/min |
重要なスレッドのタップを形成します |
|
リーミング |
炭化物、PCD |
vc =60-90 m/min、f =0.2-0.4 mm/rev |
H7許容範囲は達成可能です |
|
つまらない |
炭化物、PCD |
vc =200-300 m/min、f =0.1-0.3 mm/rev |
振動制御のためのバランスの取れた退屈バー |
製造ガイダンス:
加工性評価:70%(1100アルミニウム= 100%)
表面仕上げ:Good(ra 0.8-3.2μm達成可能)
チップフォーメーション:適切なツーリングを備えた短〜中チップ
クーラント:水溶性エマルジョン(8-10%濃度)
ツールの摩耗:適切なパラメーターを備えた中程度
切断力:他のアルミニウム合金よりも高い
材料除去率:堅牢なセットアップで最大2000cm³/min可能
残留応力制御:航空宇宙コンポーネントにとって重要
薄壁の機械加工:歪みを最小限に抑えるための慎重なアプローチ
熱生成:局所的な過熱を避けるために監視します
7.腐食抵抗と保護システム
|
環境タイプ |
抵抗定格 |
保護方法 |
予想されるパフォーマンス |
|
産業雰囲気 |
公平 |
陽極酸化 +ペイント |
3-5メンテナンスの年 |
|
海洋環境 |
貧しい |
陽極酸化 + Chromate +ペイント |
2-3メンテナンスの年 |
|
高湿度 |
公平 |
陽極酸化タイプII |
1-2追加の保護なしに年 |
|
ストレス腐食 |
T6では貧しく、T73では良い |
適切な気性の選択 |
アプリケーション固有 |
|
剥離 |
T6では貧しく、T73では良い |
適切な気性の選択 +保護 |
海洋アプリケーションにとって重要です |
|
ガルバニック腐食 |
炭素鋼で貧しい |
隔離または犠牲保護 |
慎重な設計が必要です |
表面保護オプション:
陽極酸化:
タイプI(クロム):2-8μm(航空宇宙グレード)
タイプII(硫酸):10-25μm(一般的な目的)
タイプIII(ハード):25-75μm(耐摩耗性)
シーリングオプション:お湯、二クロム酸塩、酢酸ニッケル
変換コーティング:
Mil-dtlあたりのクロム-5541クラス1a
環境コンプライアンスのための非クロミウム代替品
塗装システム:
エポキシプライマー +ポリウレタントップコート
OEM仕様ごとの航空宇宙資格システム
高度な保護:
ゾルゲル前処理
血漿電解酸化
イオン蒸気堆積(IVD)アルミニウムコーティング
8.エンジニアリング設計の物理的特性
|
財産 |
価値 |
設計考慮事項 |
|
密度 |
2.81 g/cm³ |
回転成分の重量計算 |
|
融解範囲 |
477-635程度 |
熱処理制限 |
|
熱伝導率 |
130-150 W/m·K |
熱勾配分析 |
|
電気伝導率 |
33-40%iacs |
電気アプリケーションの設計 |
|
比熱 |
860 j/kg・k |
熱質量計算 |
|
熱膨張(CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
熱応力分析 |
|
ヤングモジュラス |
71.7 GPA |
たわみと剛性の計算 |
|
ポアソンの比率 |
0.33 |
構造分析パラメーター |
|
減衰容量 |
低い |
回転成分の振動分析 |
設計上の考慮事項:
動作温度範囲:-60程度+120度
プロパティ保持:100度以下で優れており、上記の緩やかな劣化
ストレス緩和:100度以下で最小限
疲労寿命:鍛造微細構造による優れた
ノッチ感度:中程度(T73気性で改善)
極低温性能:低温での強度保持
スピンテスト要件:通常、最大設計速度の115-120%
9.品質保証とテスト
標準テスト手順:
化学組成:
光学放出分光法
X線蛍光分析
すべての主要な要素と不純物の検証
機械的テスト:
引張試験(ラジアル、接線方向、軸方向)
硬度テスト(Brinell、複数の場所)
インパクトテスト(必要な場合)
疲労テスト(重要なアプリケーション用)
非破壊テスト:
超音波検査(100%体積)
浸透剤検査(100%表面)
渦電流テスト(表面および表面近く)
X線撮影テスト(必要な場合)
微細構造分析:
穀物サイズの決定
金属間粒子評価
分布を沈殿させます
ファイバーフローパターンの検証
寸法検査:
CMM(座標測定機)検証
幾何学的寸法と許容範囲(GD&T)
ランアウトとフラットネスの測定
輪郭付きディスクのプロファイル検証
標準認定:
マテリアルテストレポート(EN 10204 3.1)
化学分析認定
機械的特性認証
熱処理認定
非破壊検査認定
航空宇宙標準から追跡可能(AMS、ASTMなど.)
10.アプリケーションと設計上の考慮事項
主要なアプリケーション:
航空宇宙コンポーネント:
航空機着陸装置コンポーネント
エアロエンジンタービンディスクとファンディスク
構造的継手と括弧
航空機の構造フレームとスパーフィッティング
防衛アプリケーション:
ミサイルコンポーネント
武器システムの重要な構造要素
装甲車両の送信コンポーネント
戦術機器の高ストレス部品
高性能自動車:
レーシングホイールハブとドライブトレインコンポーネント
重要なサスペンションシステムコンポーネント
ブレーキディスク帽子
航空宇宙グレードのファスナーベース
産業機器:
重機用の高ストレスカップリング
コンプレッサーインペラ
ポンプとバルブの高圧部品
テスト機器の備品
設計上の利点:
例外的な強度と重量の比率
優れた疲労寿命と損傷耐性
鍛造プロセスからの最適化された穀物の流れと微細構造
高い信頼性と一貫性
優れた機械性
優れた寸法安定性
高ストレスアプリケーションでの信頼性の高いパフォーマンス
エンジニアリング設計のための広範な材料データベース
特定の要件に合わせてカスタマイズできます
設計の制限:
比較的高いコスト
T6気性の比較的低い腐食抵抗
溶接アプリケーションには適していません
ノッチおよび表面欠陥に対する感度が高い
限られた形成性
120度を超える長期使用にはお勧めしません
特殊な鍛造および熱処理装置が必要です
より長い製造リードタイム
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