Verwarmingstemperatuurregeling vanaluminiumlegeringHet is de kern van de kwaliteit van de smeedstukken, want een hoge temperatuur kan niet alleen scheuren veroorzaken, maar ook verschillende gebreken veroorzaken.Hieronder volgt een analyse van de temperatuurregelingstechnologie, temperatuurinvloeden en preventieve maatregelen:
I. Precieze beheertechnologie van de verwarmingstemperatuur
1Temperatuurdrempelinstelling op basis van legeringskwaliteit
|
Voorbeeld: bij het smeden van 7075 batterijschalen gebruikt een bedrijf een gesegmenteerde temperatuurregeling: in de voorverwarmingsfase wordt deze gedurende 2 uur bij 400°C gehouden,en vervolgens verwarmd tot een constante temperatuur van 430 °C±5 °C om ervoor te zorgen dat de β-fase (MgZn2) volledig is opgelost, waarbij de smelting van de lage smeltpunt eutectic (475°C) bij de α+β fase grens wordt vermeden.
2Verwarmingsapparatuur en temperatuurregelsysteem
Temperatuurregeling in segmenten voor gasovens: een drie-kamer continu verwarmingsovens (voorverwarmingskamer 400°C, verwarmingskamer 450°C en evenwichtskamer 430°C) worden gebruikt,met een infraroodthermometer (nauwkeurigheid ±3°C), waarbij de temperatuur van de oven binnen ±10°C gelijk is.
Precieze besturing van de elektrische verwarmingsoven: de vacuümweerstandsoven gebruikt het intelligente PID-temperatuurregelsysteem om met een snelheid van 5°C/min tot de ingestelde temperatuur te verwarmen;en de schommeling van de isolatiestadium is ≤±5°C, die geschikt is voor gevoelige legeringen zoals de serie 7.
Dynamische compensatie van inductieverwarming: voor complex gevormde smeedstukken (zoals multi-holte structuren van batterijhulzen),middelfrequente inductieverwarming (frequentie 20-50 kHz) wordt gebruikt om de temperatuur lokaal te compenseren door middel van het draaikolk-stroom-effect, zodat het temperatuurverschil in de doorsnede kleiner is dan 15°C.
3Temperatuurveldsimulatie en real-time monitoring
CAE-simulatie voor het smeden: Deform-3D wordt gebruikt om het verwarmingsproces te simuleren en de temperatuurverdeling van de billet te voorspellen.de simulatie van een bepaald L-vormig batterijbeugel smeden laat zien dat de temperatuur in de hoek 20 °C lager is dan op het vlakIn de werkelijke productie wordt dit gecompenseerd door splitsingsverwarmings spoelen.
Online infrarood thermische beeldverwerker: scansnelheid 100 frames/seconde, realtime generatie van een temperatuurwolkkaart, wanneer lokale overtemperatuur wordt gedetecteerd (bijvoorbeeld > ingestelde waarde 15°C),het systeem start automatisch het luchtkoelapparaat om af te koelen.
II. Analyse van het mechanisme van scheuring door overmatige temperatuur
1. Structurele gebreken veroorzaakt door thermische schade
Drie kenmerken van oververbranding:
Bij de korrelgrenzen verschijnen oxidatiedriehoeken (wanneer de temperatuur hoger is dan het eutectische smeltpunt, smelten Mg2Si en andere fasen);
De graangrenzen vergroten zich en vormen een netwerk (bijvoorbeeld wanneer 6061aluminiumlegeringwordt gedurende 20 minuten bij 560°C verwarmd, bereikt de vloeibare faseverhouding aan de korrelgrenzen 3%;
Er verschijnen opnieuw smeltende ballen tussen de dendrieten (7075aluminiumlegeringHet is belangrijk om te kijken naar de effecten op de gezondheid en de gezondheid van de patiënt.
Granulaire en zwakke korrels: wanneer de temperatuur de bovengrens van de recristallisatietemperatuur overschrijdt (zoals 460°C voor 7075),de korrelgrootte groeit snel van 10-20 μm in gesmeed tot meer dan 500 μm, daalt de plasticiteit met 40% en ontstaan scheuren langs de korrelgrenzen tijdens het smeden.
2De spanningsconcentratie veroorzaakt scheuren.
Temperatuurverschil spanningskraak: wanneer de verwarmingssnelheid te snel is (bijv. > 15 °C/min), bedraagt het temperatuurverschil tussen het oppervlak en de kern van het smeedstuk > 50 °C.genererende thermische spanning (σ=EαΔT)Wanneer de materiaalsterkte σ> is (bijv. 7075 bij 400°C), ontstaat scheuring.
Fase-transformatie-spanningsoverlapping: wanneer de aluminiumlegering van de 2-serie tot 500 °C wordt verwarmd, is de oplosingssnelheid van de θ-fase (CuAl2) ongelijkmatig,en de lokale fase-transformatie-spanning wordt op de smeedspanning geplaatst, waardoor de scheur zich langs de korrelgrens uitstrekt.
III. Tegenmaatregelen tegen kraken
1. Vergroting en isolatie van de helling
Verwarmingscurve in stappen:
laagtemperatuursectie (200-300°C): verwarmingssnelheid 5°C/min, eliminatie van de interne spanning van de billet;
Mediumtemperatuursectie (300-400°C): snelheid 10°C/min, bevorderen van een gelijkmatige verdeling van de tweede fase;
Hoogtemperatuursectie (400 - ingestelde temperatuur): snelheid 5°C/min, zorgen voor een uniforme temperatuur.
Berekening van de isolatietijd: volgens de dikte van de billet (mm) × 1,5-2 min/mm, bijvoorbeeld 7075 billet van 100 mm dik, 430 °C isolatie gedurende 2,5-3 uur, zodat de versterkingsfase volledig is opgelost.
2Voorverhitting en isothermisch smeden
Matching van de schimmeltemperatuur: vóór het smeden wordt de schimmel voorverwarmd tot 250-300°C (6 series) of 180-220°C (7 series) om de temperatuurverschilstress te verminderen die wordt veroorzaakt door een snelle afkoeling van het smeden.
Isothermische smeedtechnologie: smeden met een lage snelheid van 0,01-0,1 mm/s op een servopers, terwijl de ingebouwde verwarmingsstaaf in de mal de temperatuur van de billet bij ±3 °C houdt,die geschikt is voor complexe dunwandige batterijkapellen (wanddikte <3 mm).
3. Crackpreventie en detectie
oppervlaktebehandeling vóór verhitting: verwijderen van de oxide-schaal op het oppervlak van de balk (wanneer de dikte > 0,2 mm is, zullen de micro-scheuren onder de oxide-schaal bij hoge temperatuur uitbreiden),en voor de voorbehandeling gebruik maken van schot peening of alkalisch wassen.
Niet-destructieve testcontrole: 100% ultrasone foutdetectie (frequentie 2.5-5MHz) na smeden om losse korrelgrens te detecteren als gevolg van oververbranding (reflectieamplitude ≥φ2 mm gelijk aan vlakke bodemgat).
Email:cast@ebcastings.com
Verwarmingstemperatuurregeling vanaluminiumlegeringHet is de kern van de kwaliteit van de smeedstukken, want een hoge temperatuur kan niet alleen scheuren veroorzaken, maar ook verschillende gebreken veroorzaken.Hieronder volgt een analyse van de temperatuurregelingstechnologie, temperatuurinvloeden en preventieve maatregelen:
I. Precieze beheertechnologie van de verwarmingstemperatuur
1Temperatuurdrempelinstelling op basis van legeringskwaliteit
|
Voorbeeld: bij het smeden van 7075 batterijschalen gebruikt een bedrijf een gesegmenteerde temperatuurregeling: in de voorverwarmingsfase wordt deze gedurende 2 uur bij 400°C gehouden,en vervolgens verwarmd tot een constante temperatuur van 430 °C±5 °C om ervoor te zorgen dat de β-fase (MgZn2) volledig is opgelost, waarbij de smelting van de lage smeltpunt eutectic (475°C) bij de α+β fase grens wordt vermeden.
2Verwarmingsapparatuur en temperatuurregelsysteem
Temperatuurregeling in segmenten voor gasovens: een drie-kamer continu verwarmingsovens (voorverwarmingskamer 400°C, verwarmingskamer 450°C en evenwichtskamer 430°C) worden gebruikt,met een infraroodthermometer (nauwkeurigheid ±3°C), waarbij de temperatuur van de oven binnen ±10°C gelijk is.
Precieze besturing van de elektrische verwarmingsoven: de vacuümweerstandsoven gebruikt het intelligente PID-temperatuurregelsysteem om met een snelheid van 5°C/min tot de ingestelde temperatuur te verwarmen;en de schommeling van de isolatiestadium is ≤±5°C, die geschikt is voor gevoelige legeringen zoals de serie 7.
Dynamische compensatie van inductieverwarming: voor complex gevormde smeedstukken (zoals multi-holte structuren van batterijhulzen),middelfrequente inductieverwarming (frequentie 20-50 kHz) wordt gebruikt om de temperatuur lokaal te compenseren door middel van het draaikolk-stroom-effect, zodat het temperatuurverschil in de doorsnede kleiner is dan 15°C.
3Temperatuurveldsimulatie en real-time monitoring
CAE-simulatie voor het smeden: Deform-3D wordt gebruikt om het verwarmingsproces te simuleren en de temperatuurverdeling van de billet te voorspellen.de simulatie van een bepaald L-vormig batterijbeugel smeden laat zien dat de temperatuur in de hoek 20 °C lager is dan op het vlakIn de werkelijke productie wordt dit gecompenseerd door splitsingsverwarmings spoelen.
Online infrarood thermische beeldverwerker: scansnelheid 100 frames/seconde, realtime generatie van een temperatuurwolkkaart, wanneer lokale overtemperatuur wordt gedetecteerd (bijvoorbeeld > ingestelde waarde 15°C),het systeem start automatisch het luchtkoelapparaat om af te koelen.
II. Analyse van het mechanisme van scheuring door overmatige temperatuur
1. Structurele gebreken veroorzaakt door thermische schade
Drie kenmerken van oververbranding:
Bij de korrelgrenzen verschijnen oxidatiedriehoeken (wanneer de temperatuur hoger is dan het eutectische smeltpunt, smelten Mg2Si en andere fasen);
De graangrenzen vergroten zich en vormen een netwerk (bijvoorbeeld wanneer 6061aluminiumlegeringwordt gedurende 20 minuten bij 560°C verwarmd, bereikt de vloeibare faseverhouding aan de korrelgrenzen 3%;
Er verschijnen opnieuw smeltende ballen tussen de dendrieten (7075aluminiumlegeringHet is belangrijk om te kijken naar de effecten op de gezondheid en de gezondheid van de patiënt.
Granulaire en zwakke korrels: wanneer de temperatuur de bovengrens van de recristallisatietemperatuur overschrijdt (zoals 460°C voor 7075),de korrelgrootte groeit snel van 10-20 μm in gesmeed tot meer dan 500 μm, daalt de plasticiteit met 40% en ontstaan scheuren langs de korrelgrenzen tijdens het smeden.
2De spanningsconcentratie veroorzaakt scheuren.
Temperatuurverschil spanningskraak: wanneer de verwarmingssnelheid te snel is (bijv. > 15 °C/min), bedraagt het temperatuurverschil tussen het oppervlak en de kern van het smeedstuk > 50 °C.genererende thermische spanning (σ=EαΔT)Wanneer de materiaalsterkte σ> is (bijv. 7075 bij 400°C), ontstaat scheuring.
Fase-transformatie-spanningsoverlapping: wanneer de aluminiumlegering van de 2-serie tot 500 °C wordt verwarmd, is de oplosingssnelheid van de θ-fase (CuAl2) ongelijkmatig,en de lokale fase-transformatie-spanning wordt op de smeedspanning geplaatst, waardoor de scheur zich langs de korrelgrens uitstrekt.
III. Tegenmaatregelen tegen kraken
1. Vergroting en isolatie van de helling
Verwarmingscurve in stappen:
laagtemperatuursectie (200-300°C): verwarmingssnelheid 5°C/min, eliminatie van de interne spanning van de billet;
Mediumtemperatuursectie (300-400°C): snelheid 10°C/min, bevorderen van een gelijkmatige verdeling van de tweede fase;
Hoogtemperatuursectie (400 - ingestelde temperatuur): snelheid 5°C/min, zorgen voor een uniforme temperatuur.
Berekening van de isolatietijd: volgens de dikte van de billet (mm) × 1,5-2 min/mm, bijvoorbeeld 7075 billet van 100 mm dik, 430 °C isolatie gedurende 2,5-3 uur, zodat de versterkingsfase volledig is opgelost.
2Voorverhitting en isothermisch smeden
Matching van de schimmeltemperatuur: vóór het smeden wordt de schimmel voorverwarmd tot 250-300°C (6 series) of 180-220°C (7 series) om de temperatuurverschilstress te verminderen die wordt veroorzaakt door een snelle afkoeling van het smeden.
Isothermische smeedtechnologie: smeden met een lage snelheid van 0,01-0,1 mm/s op een servopers, terwijl de ingebouwde verwarmingsstaaf in de mal de temperatuur van de billet bij ±3 °C houdt,die geschikt is voor complexe dunwandige batterijkapellen (wanddikte <3 mm).
3. Crackpreventie en detectie
oppervlaktebehandeling vóór verhitting: verwijderen van de oxide-schaal op het oppervlak van de balk (wanneer de dikte > 0,2 mm is, zullen de micro-scheuren onder de oxide-schaal bij hoge temperatuur uitbreiden),en voor de voorbehandeling gebruik maken van schot peening of alkalisch wassen.
Niet-destructieve testcontrole: 100% ultrasone foutdetectie (frequentie 2.5-5MHz) na smeden om losse korrelgrens te detecteren als gevolg van oververbranding (reflectieamplitude ≥φ2 mm gelijk aan vlakke bodemgat).
Email:cast@ebcastings.com
