Technologiefenster des Pressens von Legierungen 6060

Legierungen 6060 und 6063

Aluminiumlegierung 6060 ist der beliebteste unter den Extrudern von Aluminiumprofilen, Stangen und Rohre. Nächste “relativ” Legierung 6060 – Aluminiumlegierung 6063.

Feige. 1 – Diagramm der %Mg- und %Si-Gehalte für verschiedene 6000 Serien-Strangpresslegierungen [1]

Aluminiumlegierung 6060 – Das “verdünnt” Legierung 6063: es hat weniger Magnesium und Silizium. deshalb drückendes Fenster – optimale Pressparameter – diese Legierungen, betrachten Sie das Beispiel einer Legierung 6060. das in der Legierung der 6xxx-Reihe enthalten ist 6063 Die Unterschiede werden minimal sein..

Vorformheizung

Der Zweck der Erwärmung des Werkstücks – reduzieren die Fließspannung der Legierung zum Pressen bei maximaler Geschwindigkeit und erhalten eine gute Oberfläche und gewünschte mechanische Eigenschaften Aluminiumprofile.

Die Heiztemperatur muss ausreichend sein, um die β'-Mg-Teilchen aufzulösen₂S während des Drückens. Dadurch wird das Erreichen optimaler mechanischer Eigenschaften von Aluminiumprofilen bei der anschließenden Härtung auf einer Presse und der künstlichen Alterung sichergestellt..

Typische Anwärmtemperatur für niedriglegierte Legierungen dieser Serie, – Maßsäge [1] 6060, reicht von 430 zu 470 °C je nach, wie schwierig das Pressen des Profils ist, Legierungstyp, Niveau der spezifizierten mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualität von fertigen Aluminiumprofilen.

Zwei Hauptarten der Werkstückerwärmung werden verwendet - in Gastunnelöfen und Induktionsöfen.

Induktionserwärmung von Werkstücken

Im letzteren Fall erfolgt die Erwärmung sehr schnell: Das Werkstück erreicht innerhalb weniger Minuten die eingestellte Temperatur.. Ein solches schnelles Erhitzen lässt wenig Zeit, um die homogenisierte Mikrostruktur des Barrens zu verändern.. Dies kann die Kompressibilität der Legierung nachteilig beeinflussen., aber ist nützlich für die mechanischen Eigenschaften der Profile.

Die homogenisierte Mikrostruktur enthält hauptsächlich relativ kleine Partikel von β'-Mg₂Und, sowie Magnesium und Silizium in fester Lösung. Magnesium und Silizium in Lösung, in Lösung verbleiben, erhöht die Spannung des heißen Flusses des Knüppels und reduziert daher die Pressgeschwindigkeit.

Gleichzeitig, schneller Temperaturanstieg über einen Zeitraum von 200 zu 450 °C ist sinnvoll, da es die Bildung von groben β-Mg-Partikeln ausschließt₂Und. Diese groben β-Mg-Partikel₂Si haben keine Zeit, sich während des Pressens aufzulösen, und ihre Bildung muss vermieden werden, um, um optimale mechanische Eigenschaften zu erhalten.

Gasheizung von Knüppeln

Bei einer Gasheizung ist die Situation fast umgekehrt.. Durch den langsamen Temperaturanstieg kann sich das homogenisierte Gefüge so verändern, dass Magnesium und Silizium als β'-Mg-Teilchen aus der Lösung ausfallen können₂Und. Dies reduziert die Heißflussspannung des Knüppels und ermöglicht höhere Pressgeschwindigkeiten..

Der negative Faktor der Gasheizung ist eine mögliche Verschlechterung der endgültigen mechanischen Eigenschaften. Langsames oder langes Aufheizen auf Temperatur 400 °С trägt zur Vergröberung von β’-Mg-Partikeln bei₂Und. Bei einer Temperatur von ca 400 °С β-Mg-Partikel beginnen sich zu bilden₂Und. Grobe β'-Mg-Partikel₂Si wird zum Auflösen einer höheren Temperatur am Ausgang der Presse benötigt, und β-Mg-Teilchen₂Si haben während des Pressens überhaupt keine Zeit, sich aufzulösen. Reduzierter Gehalt an gelösten Mg-Partikeln₂Si in Lösung führt zu, dass nach künstlicher Alterung die Festigkeitseigenschaften unter dem Optimum liegen.

Erwärmung des Werkstücks bei Stillstand der Presse

Wird das Werkstück aus den gleichen Gründen zu lange auf erhöhter Temperatur gehalten (z., durch den Stopp der Presse) wird durch die optimierte Homogenisierung das Gefüge des Werkstücks zerstört und dies führt zu einer reduzierten Kompressibilität des Werkstücks und geringen mechanischen Eigenschaften der Profile nach anschließender Warmauslagerung.

Pressen von Aluminiumprofilen

Aluminiumprofile (und -rohre) aus Legierungen der 6xxx-Serie werden fast ausschließlich durch Direktpressen gepresst. Bei diesem Verfahren wird das Werkstück, in einem Behälter, unter dem Einfluss hydraulischer Kraft wird durch ein oder mehrere Löcher in einer festen Matrix extrudiert (extrudiert)..

Das Werkstück wird auf eine Temperatur von erhitzt 450 zu 500 °С abhängig von der Legierung, Profilquerschnittsformen und Pressverhältnisse (Zeichnungen). Der erhitzte Knüppel wird in den Behälter geladen, aufgewärmt 420 – 470 ° C. Die hydraulische Presse drückt den Stößel in den Behälter und drückt das Werkstück unter einem Druck von ca 700 MPa durch ein oder mehrere Matrixlöcher. Das heiße Metall des Werkstücks wird durch die Matrize gepresst und bildet eine lange (Meter bis zu 50) Aluminiumprofil mit Querschnitt, der mit dem Ausgang der Matrix identisch ist. Manchmal all das, was kommt aus der Matrix, wissenschaftlich genannt “extrudieren”, aber öfter – “Peitsche” und mehrere “Peitschen”.

Technologisches Pressfenster

Ttechnologisches Fenster Die Extrusion von Aluminiumprofilen wird durch drei Hauptfaktoren bestimmt – Einschränkungen (Abbildung unten).Bild – Technologiefenster des Pressens von Aluminiumlegierungen 6060

Maximale Presskraft

Die maximale Presskraft gibt die maximal mögliche Pressgeschwindigkeit bei einer gegebenen Knüppeltemperatur an (rote Linie). Diese Linie verschiebt sich nach links, wenn weichere (weniger legierte) Legierungen verwendet werden.. Härtere Noten, ein höheres Pressverhältnis oder ein komplexerer Querschnitt des Aluminiumprofils verschiebt diese Grenzlinie nach rechts. Eine höhere Knüppeltemperatur kann eine höhere Pressgeschwindigkeit erreichen, wenn andere Faktoren es zulassen.

Oberflächenqualität von Aluminiumprofilen

blaue Linie legt in den Koordinaten „Werkstücktemperatur“ und „Pressgeschwindigkeit“ die Grenze zwischen „schlechter“ und akzeptabler Qualität der Oberfläche des Aluminium-Strangpressprofils fest. Bei „weichen“ Legierungen verschiebt sich diese Grenze nach rechts, die höhere Pressgeschwindigkeiten und Erwärmungstemperaturen des Werkstücks ermöglichen, bevor inakzeptable Oberflächendefekte auf den Profilen auftreten.

Komplexe Aluminiumprofile, hohes Pressverhältnis und „harte“ Legierungen verschieben diese Grenze nach links. Außerdem, Eine Verschiebung nach links verringert die Wahrscheinlichkeit des Auftretens auf den Profilen einer solchen Oberflächenfehler wie Tyrannen und Stöcke. Um diese Fehler bei stranggepressten Aluminiumprofilen zu vermeiden, werden die Pressgeschwindigkeit und die Erwärmungstemperatur des Werkstücks reduziert.. Grobe β-Mg-Partikel₂Und, entstehen beim langsamen Abkühlen nach dem Homogenisieren oder wenn das Werkstück zu langsam erwärmt wird, auch diese verdrängen blaue Linie Nach links.

Mechanische Eigenschaften von Aluminiumprofilen

Die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von fertigen Aluminiumprofilen erlegen auch einige Einschränkungen für die Pressparameter auf.. Grüne Linie stellt die Grenze zwischen dar “angemessen” und “unzureichend” mechanische Eigenschaften. Diese Linie verschiebt sich nach rechts, wenn ein Knüppel mit groben β-Mg-Partikeln gepresst wird₂Und, Drücken Sie "dicke" Profile und dann, wenn verbesserte mechanische Eigenschaften erforderlich sind. In diesen Fällen ist es zur Erfüllung der Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften erforderlich, die Pressgeschwindigkeit zu erhöhen und die Temperatur des Werkstücks zu erhöhen.. Man kann sagen, was bringt die zusätzliche energie auf das werkstück, die für die Auflösung von Partikeln aus groben Partikeln β-Mg notwendig ist₂Und.

Für Leerzeichen, dessen Mikrostruktur von β”-Mg-Partikeln dominiert wird₂Siи β'-Mg₂Und, für dünnwandige Aluminiumprofile und Profile ohne mechanische Anforderungen grüne Linie verschiebt sich nach links. Dadurch werden die Beschränkungen der Pressgeschwindigkeit und der Temperatur des Werkstücks reduziert., und die geforderten mechanischen Eigenschaften von Aluminiumprofilen werden problemlos erreicht.

Quellen:

1. Grundlegende Metallurgie: 6000 Serien-Strangpresslegierungen – Comalco