6061大きなアルミニウム合金が忘れられます

6061大きなアルミニウム合金が忘れられます

6061大規模なアルミニウム合金ダイフォーミングは、航空宇宙産業で幅広い用途があり、それらの独自の特性と利点により、航空宇宙機器の製造のための重要な材料になります{.

1.マテリアルの概要と製造プロセス

 

6061大きなアルミニウム合金死ぬ忘却は、中程度の強度、優れた腐食抵抗、優れた溶接性、優れた加工性の完全な組み合わせを表しており、ダイ鍛造プロセスを通じて大規模な複雑なコンポーネントの生産を可能にします. 6061は、典型的なAL-MG-SI合金であり、優れた全体的な特性を所有しています。腐食抵抗、溶接性、機械加工性、および費用対効果{.大きなダイの鍛造品は通常、数十から数百キログラムの重量のコンポーネントを指し、数メートルまでの寸法、複雑な形状、または一般的な機械工学、輸送、輸送、{9} {9} {9} {9} {9} {9} {9} {9} {9} {9} {9}に適用される機械的特性の高い均一性を必要とします。車両、船舶の非プライマリー負荷を含む構造)、発電所、およびその他のフィールド{.大規模ダイの鍛造、6061合金のさまざまな利点は完全に活用されますが、鍛造中に形成された密な穀物構造と連続粒子流は、サービス環境での大成分の安定性と関連性を確保します{15}

一次合金要素:

マグネシウム(mg):0.8-1.2%(強度が向上し、耐食性が向上します)

シリコン(si):0.4-0.8%(マグネシウムを使用してmg₂si強化位相を形成)

銅(Cu):0.15-0.40%(わずかに強度が向上しますが、耐食性が低下する可能性があります)

Chromium(cr):0.04-0.35%(再結晶を阻害し、靭性が向上します)

基本材料:

アルミニウム(AL):バランス

制御不純物:

鉄(FE):最大0.70%

マンガン(MN):最大0.15%

チタン(TI):最大0.15%

亜鉛(ZN):0.25%最大

その他の要素:それぞれ0.05%、合計0.15%

製造プロセス(大規模なダイファーミングの場合):6061の大規模なダイの生産プロセスは、次元の精度、機械的特性の均一性、および費用対効果.を強調しています。

原材料の準備と大規模なインゴット:

高品質の6061大規模なインゴットまたは大部分の押出バーは、鍛造ビレット.インゴット生産が均一な内部構造、巨視的欠陥の欠如、最小限の分離を確保する必要があります.

インゴットは、冶金品質を確保するために、化学組成分析と超音波検査を受ける必要があります.

マルチパスの事前泳動(動揺と描画):

通常、大きなインゴットは、最初にマルチパスの動揺を経験し、事前フォッシングを描き、粗いアスキャスト構造を分解し、穀物を改良し、内部の多孔性と分離を排除し、連続粒子の流れで均一な微細な構造を形成します.}}}

プレフォージングは、大型の油圧またはオイルプレスで行われ、変形温度と量を正確に制御します.

切断:

ビレットは、事前に鍛造された寸法と最終鍛造要件に従って正確に切断されます.

加熱:

大きなビレットは、徹底的な熱浸透{. 6061の鍛造温度範囲が比較的広い(通常は400-500程度)を確保するために、大きな鍛造炉で均一に加熱されていますが、局所的な過熱を避けるために温度の均一性を確保する必要があります.

大きなダイの鍛造形成:

1つ以上の正確なストライク/圧力は、10、000-トン、または数万トンの大きな油圧プレスまたはハンマー.ダイデザインを鍛造することで複雑であり、金属流量を予測するCAEシミュレーション技術を利用して、金属流量を予測し、金属の流れを確保するために複雑になり、複雑になり、部品の近くの輪郭を達成します。

段階的な鍛造:非常に複雑な部分または非常に大きな部分の場合、最終的な形状を徐々に形成するために、複数のダイとステップで鍛造を実施できます.

トリミング:

鍛造後、大きな鍛造の周辺の周りの重い閃光が除去されます.

熱処理:

ソリューション熱処理:大きな鍛造は、正確に制御された大きな熱処理炉で約530度±5度まで加熱され、合金化要素が6061の低クエンチ感度により固形溶液に完全に溶解できるようにするために十分な時間を保持します。

消光:ソリューション温度からの急速な冷却{.大規模な鍛造の場合、大規模な消光タンクは通常、均一で迅速な冷却を確保するために強制循環によって補完され、最適な強化を達成するために強制循環によって補完されます.}}

老化治療:

T6気性:最大の強度と硬度を達成するための標準人工老化処理({6-18}時間の約. 160-175時間){.}これは、大きな6061 forging .}の最も一般的に使用される気性です。

矯正とストレス緩和(必要な場合):

寸法を修正して形状.を修正するために、消光後に機械的矯正が必要になる場合があります

特定の高精度部品またはその後の広範な機械加工を必要とする部品については、引張または圧縮応力緩和(E . g .、T651気性)を実行して、残留応力を軽減し、機械加工の歪みを最小限に抑えることができます.}

仕上げと検査:

討論、ショットピーニング(疲労性能の向上)、寸法検査、表面品質チェック.

最後に、包括的な非破壊検定(E {. g .、超音波、浸透剤)および機械的特性テストが実行され、製品が関連する基準に準拠するようにします{.}

 

 

2. 6061の大規模なダイの鍛造品の機械的特性

 

6061 T6気性の大規模なダイの鍛造品は、良好な中筋強度、優れた靭性、良好な疲労パフォーマンス.のパフォーマンスインジケーターは、通常、関連する産業基準で厳密に必要であり、縦方向(L)、横方向(LT)、および短透過(ST)の方向性(ST){4}}

 

プロパティタイプ

T6典型的な値

テスト方向

標準

究極の引張強度(UTS)

290-330 mpa

l/lt/st

ASTM B557

降伏強度(0.2%YS)

240-290 mpa

l/lt/st

ASTM B557

伸長(2インチ)

10-18%

l/lt/st

ASTM B557

ブリネルの硬度

95-105 hb

N/A

ASTM E10

疲労強度(10℃)

95-115 mpa

N/A

ASTM E466

破壊靭性k1c

25-35mpa√m

N/A

ASTM E399

せん断強度

190-220 mpa

N/A

ASTM B769

弾性率

68.9 GPA

N/A

ASTM E111

 

特性の均一性と異方性:

大規模なダイフォーミングのサイズと重量は、内部機械的特性の均一性を課題にします.しかし、高度な鍛造と熱処理プロセスは、プロパティの均一性を最大化します.

6061合金は異方性が比較的低く、鍛造がその内部構造をさらに最適化し、さまざまな方向の特性の違いが小さくなります。これは、大きな構造成分の信頼性に重要です.

 

 

3.微細構造特性

 

6061の大規模なダイフォーミングの微細構造は、彼らの良好な全体的なパフォーマンスの基本的な保証です.

主要な微細構造の特徴:

洗練された、均一で、密な穀物構造:

大きな鍛造比で動揺して鍛造した後、粗いas-cast穀物は完全に分解され、細かく、均一で、密な再結晶穀物を形成します.これにより、多孔性、ガスポケット、分離などの鋳造欠陥がなくなり、材料の延性、丈夫さ、疲労、脂肪の延長が大幅に向上します。

クロム(CR)などの元素によって形成された分散型は、粒子境界を効果的にピン留めし、熱処理中の過剰な粒子の成長を阻害し、細粒の強化を維持します.

パーツの形状に高度に適合している連続粒穀物の流れ:

これは、金属が大きなダイキャビティ内で幅広く流れるため、大きなダイフォーミングの最も重要な特徴と利点です.は、その粒子が細長く、部品の複雑な外部構造と内部構造に密接に適合する連続繊維流線を形成します.}

実際の動作条件下での部品の主要な応力方向とのこの粒子流量は、負荷を効果的に転送し、臨界ストレス領域のパーツの疲労性パフォーマンスと衝撃の靭性を大幅に改善します(E . g {.、大きな接続ホール、コーナー、さまざまな断面積). {{3}誠実さ.

強化段階の均一な分布(沈殿物):

厳密に制御された溶液熱処理と老化の後、主要な強化位相mg₂SIは、最適なサイズ、形態、および間隔を持つアルミニウムマトリックスで均一に沈殿します.}

6061合金の強化段階の降水挙動は比較的安定しており、SCCの感度の問題につながる連続粒界降水の傾向が少ないため、大きなコンポーネント{.に信頼できる選択肢になります。

高い冶金清浄度と低い欠陥率:

大規模なダイフォーミングには、原材料の不純物含有量の厳密な制御を通じて鋳造欠陥がない密集した内部構造があり、有害な鉄が豊富なまたはシリコンが豊富な位相の形成が減少し、それによって材料の靭性、疲労寿命、損傷の耐性が確保されます.

 

 

4.次元仕様と公差

 

6061大きなアルミニウム合金ダイの忘却は、通常、寸法精度と幾何学的許容範囲の高い要件を持つアプリケーションで使用され、コスト効率{.も考慮しています。

 

パラメーター

典型的なサイズの範囲

商業鍛造耐性

精密機械加工耐性

テスト方法

最大エンベロープ寸法

1000 - 6000 mm

±0.5%または±2 mm

±0.1 -±0.5 mm

CMM/レーザースキャン

最小壁の厚さ

10 - 200 mm

±1.0 mm

±0.3 -±0.8 mm

CMM/厚さゲージ

重量範囲

50 - 5000 kg

±4%

N/A

電子スケール

表面粗さ(偽造)

ra 12.5 - 50μm

N/A

ra 3.2 - 12.5μm

プロファイロメーター

平坦さ

N/A

0.5 mm/100mm

0.15 mm/100mm

フラットネスゲージ/cmm

垂直

N/A

0.4度

0.15度

角度ゲージ/cmm

 

カスタマイズ機能:

大規模なダイフォーミングは通常、顧客CADモデルとエンジニアリング図面に基づいてカスタマイズされます.

製造業者は、強力なダイの設計と製造能力、および超大型鍛造および熱処理装置.を所有している必要があります。

原材料の事前フォッシング、ダイ、熱処理、ラフ/仕上げの機械加工からのストレス緩和、.からのフルサービスを提供できます。

 

 

5.気性の指定と熱処理オプション

 

6061合金の熱処理は比較的単純で、主にT6気性に焦点を当てています.

 

気性コード

プロセスの説明

典型的なアプリケーション

重要な特性

O

完全にアニールされ、軟化します

さらに処理する前の中間状態

最大延性、最低強度

T4

溶液熱処理、その後自然に老化します

中程度の強度、良好な延性

通常、一時的な気性または低強度アプリケーションの場合

T6

溶液熱処理、その後人工的に老化します

一般的な高強度構造成分

最高の強度、高い硬度、良好な腐食抵抗、優れた溶接性

T651

溶液熱処理、人工的に熟成されたストレス抑制されたストレス抑制

残留応力と機械加工の歪みを減らします

高強度、低い残留応力

 

気性選択ガイダンス:

T6気性:これは、大きな6061の鍛造品で最も一般的に使用される気性であり、強度、耐食性、および機械性の最良の組み合わせを提供します.

T651気性:大規模な精密機械加工を必要とする大規模な鍛造の場合、T651の強度を選択すると、残留応力を効果的に軽減することで、機械加工の歪みを最小限に抑え、寸法安定性を改善することができます.

 

 

6.機械加工と製造特性

 

6061大型ダイフォーミングには、優れた機械加工性と優れた溶接性があり、その後の製造と参加を促進し、.

 

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、HSS

vc =200-800 m/min、f =0.2-1.5 mm/rev

ラフ化のための大規模な在庫除去、表面仕上げの精度

ミリング

炭化物、HSS

vc =250-1200 m/min、fz =0.1-0.8 mm

大きな5-軸/ガントリー加工センター、重い切断、多軸制御

掘削

炭化物、HSS

vc =50-200 m/min、f =0.08-0.3 mm/rev

ディープホール掘削、内部冷却、チップ避難、厳密な寸法制御

タッピング

HSS-E-PM

vc =10-30 m/min

適切な潤滑は、糸の引き裂きを防ぎ、大きな穴を叩きます

溶接

mig/tig

適切な融合溶接性、従来の溶接方法が適用されます

構造の結合と修理に適し、溶接の歪みに留意する

表面処理

陽極酸化、変換コーティング、絵画

陽極酸化は、色が濃く、硬く、耐摩耗性があり、耐性耐性があります

広く適用され、審美的で保護的なニーズを満たしています

 

製造ガイダンス:

加工性:T6 Temperの6061は優れた機械性を備えており、大きな成分の場合、表面の品質と寸法精度の高い部品を簡単に生成し、大規模なフィードとカットの深さを効率的に機械加工するために使用できます.}

残留応力:大規模な鍛造は、消光後に残留応力をもたらす可能性があります。T651の気性は、機械加工中に.段階的切断を効果的に緩和することができ、歪みを減らすことができます.

溶接性:6061合金は優れた溶接性を持ち、従来融合溶接(E {. g {.、Mig、Tig)になります。これは、大きな構造コンポーネントのアセンブリと修復の重要な利点です.溶接の関節強度は、{4}}}}}}}}}}}}溶接の関節強度に到達する可能性があります。必須.

 

 

7.腐食抵抗と保護システム

 

6061大きなアルミニウム合金ダイの鍛造は、さまざまな自然環境と特定の腐食性媒体で優れた腐食抵抗を示します.

 

腐食タイプ

T6(典型)

保護システム

大気腐食

素晴らしい

陽極酸化、または特別な保護は必要ありません

海水腐食

良い

陽極酸化、高性能コーティング、ガルバニック分離

ストレス腐食亀裂(SCC)

非常に低い感度

通常、特別な保護は必要ありません

剥離腐食

非常に低い感度

通常、特別な保護は必要ありません

顆粒間腐食

非常に低い感度

熱処理制御

 

腐食保護戦略:

合金と気性の選択:6061合金は、本質的に優れた腐食抵抗を持っています。通常、ほとんどのアプリケーション環境でSCCや剥離腐食の問題について過度に心配する必要はありません.

表面処理:

陽極酸化:最も一般的で効果的な保護方法は、鍛造面に密な酸化膜膜を形成し、腐食と耐摩耗性を高め、大きな成分の耐摩耗性.、陽極酸化タンクとプロセス制御のサイズが重要です.}

化学変換コーティング:塗料または接着剤の優れたプライマーとして機能し、追加の腐食保護を提供する.

高性能コーティングシステム:多層高性能腐食防止コーティングは、非常に腐食性の環境.に適用できます。

ガルバニック腐食管理:互換性のない金属と接触する場合、分離測定(e {. g {.}、ガスケット、断熱コーティング、シーラント)は、ガルバニック腐食を防ぐために採取する必要があります。

 

 

8.エンジニアリング設計の物理的特性

 

6061の大きなアルミニウム合金の物理的特性は、一般的な構造的および機械的設計における重要な考慮事項.}

 

財産

価値

設計考慮事項

密度

2.70 g/cm³

軽量デザイン

融解範囲

582-652程度

熱処理と溶接ウィンドウ

熱伝導率

167 W/m·K

熱管理、熱散逸設計

電気伝導率

43%IAC

良好な電気伝導率

比熱

896 j/kg・k

熱質量と熱容量の計算

熱膨張(CTE)

23.4 ×10⁻⁶/K

温度の変動による寸法変化

ヤングモジュラス

68.9 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

振動と騒音制御

 

設計上の考慮事項:

優れた強度と重量の比率:7075ほどではありませんが、6061の大きな鍛造は、究極の強さを必要とせずに軽量化を必要とするアプリケーションに適した優れた強度と重量の比率を提供します{.

高い信頼性:鍛造プロセスと6061合金の特性の組み合わせは、疲労寿命と衝撃の強さを提供し、サービス環境での大きな成分の長期的な信頼性を確保します{.

大きな複雑な形状の統合:大規模なダイは、ネット型の近くの複雑な幾何学を生成し、複数の機能を統合し、パーツカウントとアセンブリコストを削減することができます.

優れた溶接性:オンサイトのインストールとメンテナンスを促進する大規模な構造コンポーネントアプリケーションの大きな利点.

費用対効果:7075のような高強度合金と比較して、6061は原材料と全体的な製造コストが低いため、より経済的に.

 

 

9.品質保証とテスト

 

6061の大規模アルミニウム合金ダイの忘却の品質管理により、産業基準と顧客の要件への製品コンプライアンスが保証されます.

標準テスト手順:

原材料認証:

ASTM、ENなどへのコンプライアンスを確保するための化学組成分析.

内部欠陥検査:インゴットと事前に鍛造されたブランクに巨視的な欠陥がないことを確認するための超音波検査.

鍛造プロセス監視:

炉温度、鍛造温度、圧力などの重要なパラメーターのリアルタイム監視と記録.

鍛造形状と寸法のインプロセス/オフライン検査.

熱処理プロセス監視:

大型熱処理炉、クエンチメディア温度と攪拌強度、クエンチ転送時間の炉温度の均一性の正確な制御と記録.

熱処理温度/時間曲線の記録と分析.

化学組成分析:

最終忘却のバッチ化学組成の再確認.

機械的プロパティテスト:

引張試験:UTS、YS、ELについてテストされた複数の代表的な場所からのL、LT、およびST方向で撮影されたサンプル、最小保証値が満たされる.

硬度テスト:全体的な均一性を評価するためのマルチポイント測定.

インパクトテスト:必要に応じてcharpy v-notchインパクトテスト.

非破壊検査(NDT):

超音波検査(UT):多孔性、包含、層間剥離などを確保するための重大な負荷を含む大きな鍛造の内部欠陥検査.

浸透試験(PT):表面侵入欠陥を検出するための表面検査.

微細構造分析:

粒子サイズ、穀物の流れの連続性、再結晶の程度、および沈殿する形態と分布を評価するための金属学的検査.

寸法および表面の品質検査:

大規模な座標測定機(CMM)または光学測定機器を使用した正確な3D次元測定.

表面の粗さ、視覚的欠陥検査.

基準と認定:

メーカーは通常、ISO 9001品質管理システムの認定を保持しています.

製品は、ASTM B247(アルミニウム合金鍛造)、EN 15908(アルミニウム合金とアルミニウム合金 - 鍛造)などの関連する産業基準に準拠しています.

EN 10204 Type 3 . 1材料テストレポートを提供でき、サードパーティの独立した認証を顧客のリクエストに応じて手配できます。

 

 

10.アプリケーションと設計上の考慮事項

 

6061大きなアルミニウム合金ダイの鍛造は、中程度の強度であるが高い信頼性、腐食抵抗、および製造の利便性を必要とする大きな構造で広く使用されています。

主要なアプリケーション領域:

一般的な機械と機器:大きな油圧コンポーネントハウジング、ポンプボディ、バルブボディ、大きなコネクタ、フレーム構造コンポーネント、重い運搬機器部品.

交通機関:

海軍産業:大型船、デッキフィッティング、ハッチカバーフレーム、オフショアプラットフォーム構造コンポーネント.の非プライマリー負荷を含む構造コンポーネント

鉄道輸送:トレーニングボディコネクタ、トラックサポート構造、プラットフォーム機器コンポーネント.

トラックとトレーラー:大型フレームコンポーネント、サスペンションシステムコンポーネント、燃料タンクブラケット、減量用.

構造工学:大きな橋の構造コンポーネント、構築トラス接続、パワータワーコンポーネント、屋外の看板サポート構造.

発電所:特定の構造サポート、冷却システムコンポーネント.

設計上の利点:

優れた強度と重量の比率:大きな構造の中程度の体重減少を達成し、効率を向上させる.

優れた腐食抵抗:屋外で湿度の高い環境でうまく機能し、サービス寿命を延長します.

優れた溶接性:オンサイトのアセンブリ、変更、および大規模な構造コンポーネントの修理.

優れた機械性:その後の精密機械加工、製造コストの削減.

費用対効果:高強度の航空宇宙合金と比較して、原材料と全体的な製造コストの低下.

高い信頼性:鍛造プロセスは、密な構造と連続的なフローラインを提供し、大きなコンポーネントの構造的完全性を確保する{.

設計の制限:

強度の制限:7xxxシリーズのアルミニウム合金の超高強度レベルに到達できません。究極の高負荷プライマリ負荷耐力構造には適していません.

高温性能:150度を超える長期運用環境には適していません.

サイズの制限:鍛造寸法は、鍛造機器のトン数によって制限されます.

経済的および持続可能性の考慮事項:

費用対効果:大規模な6061の鍛造は、パフォーマンスとコストのバランスをとることができ、多くの産業用途で大きな経済的利点を提供します.

材料利用効率:Die Forgingは、効率的なネットシェーピングプロセスであり、材料廃棄物を減らすのに役立ちます.

環境への親しみやすさ:アルミニウム合金は非常にリサイクル可能で、グリーン製造および循環経済の原則に合わせて.

メンテナンスの利便性:良好な溶接性により、メンテナンスと修理の複雑さとコストが削減されます.

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