
6061 Aluminium Specialformede smedninger
6061 Aluminiumslegering er et almindeligt anvendt materiale i bilproduktion, kendt for sin fremragende styrke og korrosionsmodstand . 6061 aluminiumslegering er det foretrukne valg for mange bilproducenter til fremstilling af bilkomponenter, da dens fremragende ydelse gør det velegnet til forskellige applikationer .}
1. Materialeoversigt og fremstillingsproces
6061 aluminum alloy is a widely used heat-treatable aluminum-magnesium-silicon alloy (Al-Mg-Si series), known for its excellent overall performance. It offers a good balance of strength and toughness, coupled with outstanding corrosion resistance, excellent weldability, and good machinability. Special-shaped forgings refer to complex, non-symmetrically shaped Forgings, opnået ved at dø smedning eller en kombination af åbne-die- og finish smedningsprocesser . Målet er at maksimere materialets fordele og opnå en geometrisk form næsten nettet og derved reducere efterfølgende bearbejdning .
Primære legeringselementer:
Magnesium (mg): 0.8-1.2% (styrkes med silicium, forbedrer styrke og korrosionsbestandighed)
Silicon (Si): 0.4-0.8% (styrkes med magnesium, forbedrer aldershærdrende respons)
Kobber (Cu): 0.15-0.40% (øger styrke)
Krom (CR): 0.04-0.35% (hæmmer omkrystallisation, forbedrer sejhed)
Basismateriale:
Aluminium (AL): Balance
Kontrollerede urenheder:
Jern (Fe): 0,7% Max
Mangan (MN): 0,15% max
Zink (Zn): 0,25% max
Titanium (TI): 0,15% max
Andre elementer: 0,05% maks. Hver, 0,15% maksimal total
Fremstillingsproces (til speciel formede smedning): Produktionen af specielle formede smedninger understreger især præcis die-design, deformation med flere passere og omhyggelig varmebehandling for at sikre integriteten af kornstrøm i komplekse former, ensartet intern struktur og stabile endelige mekaniske egenskaber .
Forberedelse og skæring af råmateriale:
6061 støbte ingots eller store ekstruderede stænger af høj kvalitet er valgt som smedning af billetter . materialer skal gennemgå streng kemisk sammensætningsanalyse og intern kvalitetskontrol .
Billets beregnes netop og skåret i henhold til de komplekse form og volumenkrav i den specielle formede del, hvilket sikrer maksimal materialeudnyttelse .
Opvarmning:
Billets er ensartet opvarmet i en nøjagtigt kontrolleret smedningsovn til plastiske deformationstemperaturområdet (typisk 400-500 grad) . for specielle formede dele, opvarmning af ensartethed er afgørende for efterfølgende form, hvilket forhindrer lokal overophedning eller underophedning {.}}
Multi-Pass smedning (overvejende dør smedning eller kombineret med åben-die smedning):
Forkældende: En række fordannende dies bruges til gradvist at plastisk deformere billet til en grov form tæt på den endelige geometri, der styrer metalstrømmen . Dette kan omfatte forstyrrende, tegning, bøjning osv.
Afslut smedning: Et eller flere strejker/pres påføres i den endelige matrice for fuldstændigt at fylde diehulen, hvilket danner den endelige specielle formede geometri . die-design skal fuldt ud overveje metalstrøm for at sikre, at der ikke kræves ufuldstændig påfyldning eller andre defekter . for komplekse eller store specielle formede dele, flere tilgivende presses kan være påkrævet .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Lukket-die smedning: Almindeligvis bruges til specielle formede dele, det kontrollerer nøjagtigt metalstrømmen inden for et lukket diehulrum for at opnå høj nøjagtighed og komplekse interne strukturer .
Trimning og stansning (hvis nødvendigt):
Efter smedning, flash rundt om periferien af smedningen fjernes ved hjælp af dies eller specialudstyr . For specielle formede dele med indre hulrum eller huller kan stansningsoperationer også være nødvendigt .
Varmebehandling:
Løsningsvarmebehandling: Smedningen opvarmes til cirka 530-545 grad og holdes i tilstrækkelig tid til fuldt ud at opløse legeringselementer . For komplekse specielle formede dele skal temperaturuniformiteten og opbevaringstiden under løsning af opløsning kontrolleres nøjagtigt for at undgå lokal overophedning eller utilstrækkelig opløsning .}
Slukning: Hurtig afkøling fra løsningstemperaturen, typisk ved at slukke vand . For specielle formede dele, er slukningens ensartethed især vigtig for at reducere resterende stress og forhindre forvrængning .
Aldringsbehandling (T6 Temper): Standard kunstig aldringsbehandling (typisk ved 160-180 grad for 8-18 timer) for at sikre ensartet nedbør af styrkelse af faser, opnå maksimal styrke .
Retning og stresslindring (hvis nødvendigt):
For nogle komplekse, let deformerbare specielle formede dele, kan der kræves mekanisk udretning efter slukning for at rette dimensioner .
Strækning (T651) eller komprimering (T652) Stresslindring kan udføres for markant at reducere slukning af resterende stress, minimere bearbejdning af forvrængning og forbedre dimensionel stabilitet .
Efterbehandling og inspektion:
DEBRURRING, SHOT PEENING (forbedrer træthedens ydeevne), Surface Quality Inspection .
Endelig udføres omfattende ikke -destruktiv test (e . g ., ultralyd, penetrant) og mekaniske egenskabstest for at sikre, at produktet opfylder specifikationer .
2. Mekaniske egenskaber på 6061 Specialformede smedninger
6061 Specialformede smedninger i T6-temperaturen udviser fremragende mekaniske egenskaber, der er tilstrækkelige til at imødekomme styrken og sejhedskravene til forskellige komplekse strukturelle komponenter .
|
Ejendom |
T6 Typisk værdi |
Testretning (afhængigt af smedningsform) |
Standard |
|
Ultimate trækstyrke (UTS) |
290-330 MPA |
Langsgående (L) / tværgående (LT) |
ASTM B557 |
|
Udbyttestyrke (0,2% e) |
240-290 MPA |
Langsgående (L) / tværgående (LT) |
ASTM B557 |
|
Forlængelse (2 tommer) |
10-18% |
Langsgående (L) / tværgående (LT) |
ASTM B557 |
|
Brinell hårdhed |
95-105 hb |
N/A |
ASTM E10 |
|
Træthedsstyrke (5 × 10⁷ cyklusser) |
95-115 MPA |
N/A |
ASTM E466 |
|
Fraktur sejhed (K1C) |
25-35 mpa√m |
N/A |
ASTM E399 |
|
Forskydningsstyrke |
190-220 MPA |
N/A |
ASTM B769 |
Ejendomsuniformitet og anisotropi:
De mekaniske egenskaber ved specielle formede smedninger kan variere lidt afhængigt af den relative orientering af testretningen til kornstrømningsretningen, men samlet set på grund af kornforfining og densificeringseffekter af smedning er deres anisotropi meget mindre end for støbning .}
For komplekse former kan korrekt smedningsproces og die -design justere kornstrømmen i kritiske stressområder med belastningsretningen og derved optimere lokale egenskaber .
3. mikrostrukturelle egenskaber
Mikrostrukturen af 6061 Specialformede smedninger er nøglen til at opnå høj styrke og pålidelighed i komplekse former .
Nøgle mikrostrukturelle funktioner:
Raffineret og tæt kornstruktur:
Smedningsprocessen bryder sammen og foredler grove som-støbt korn, danner ensartede og tætte omkrystalliserede korn, hvilket eliminerer støbningsdefekter (såsom porøsitet, gaslommer) .
Gennemsnitlig kornstørrelse er typisk meget mindre end i støbegods, hvilket forbedrer materialets duktilitet, sejhed og træthedsliv .
Kontinuerlig kornstrøm er meget i overensstemmelse med en del af form:
Dette er kernefordelen ved specielle formede smedninger . Når metallet strømmer inden i diehulen, er dets korn langstrakte og danner kontinuerlige fibrøse strømningslinjer langs de komplekse eksterne og interne strukturer i delen .
Denne kornstrømningsjustering med delens primære stressretning under faktiske driftsbetingelser overfører effektivt belastninger, hvilket forbedrer delens træthedspræstation, påvirkningssejhed og modstand mod stresskorrosion krakning i kritiske områder (e {{}}} g ., hjørner, bosser, hulkanter) .}
Ensartet fordeling af styrkende faser (bundfald):
T6 Aging -behandling fremmer den ensartede spredte nedbør af den primære styrkende fase MG₂si inden for aluminiumsmatrixen . Disse fine udfældninger hindrer effektivt forskydningsbevægelse og øger derved styrke og hårdhed .}
Præcis kontrol af aldringsprocessen sikrer optimal størrelse og fordeling af bundfald, mens man undgår skadelig kontinuerlig korngrænseudfældning, opretholdelse af god korrosionsbestandighed .
Høj metallurgisk renlighed:
Smedningsprocessen lukker effektivt interne mikroskopiske defekter og forbedrer densitet .
Streng kontrol af urenhedselementer (e . g ., Fe) Indhold undgår dannelsen af grove, sprøde intermetalliske forbindelser, hvilket sikrer materialets sejhed .
4. Dimensionelle specifikationer og tolerancer
6061 Specialformede smedninger kan opnå form for nær netto af komplekse geometrier, hvilket reducerer efterfølgende bearbejdning .
|
Parameter |
Typisk størrelsesområde |
Kommerciel smedning -tolerance (T6) |
Præcisionsbearbejdningstolerance |
Testmetode |
|
Max konvolutdimension |
100 - 1500 mm |
± 1% eller ± 2 mm |
± 0.1 - ± 0,5 mm |
CMM/Laser -scanning |
|
Min vægtykkelse |
5 - 50 mm |
± 0,8 mm |
± 0.2 - ± 0,5 mm |
CMM/tykkelsesmåler |
|
Vægtområde |
0.1 - 100 kg |
±5% |
N/A |
Elektronisk skala |
|
Surface Roughness (smedet) |
Ra 6.3 - 25 μm |
N/A |
Ra 1.6 - 6.3 μm |
Profilometer |
|
Fladhed |
N/A |
0,5 mm/100 mm |
0,1 mm/100 mm |
Fladhedsmåler/cmm |
|
Vinkelret |
N/A |
0,5 grad |
0,1 grad |
Vinkelmåler/cmm |
Tilpasningsevne:
Die-design og fremstilling kan udføres baseret på kundeudnyttede 3D-modeller (CAD-filer) og tekniske tegninger, hvilket muliggør meget tilpasset specialformet smedningsproduktion .
En række tjenester fra grov smedning, finish smedning, trimning, stansning, varmebehandling til grov/finish -bearbejdning kan leveres .
5. Temperaturer og varmebehandlingsmuligheder
6061 Alloy opnår primært sine mekaniske egenskaber gennem varmebehandling .
|
Temperaturkode |
Procesbeskrivelse |
Optimale applikationer |
Nøgleegenskaber |
|
O |
Fuldt annealet, blødgjort |
Mellemstat inden videre behandling |
Maksimal duktilitet, laveste styrke, let for koldt arbejde |
|
T4 |
Løsningsvarme behandlet, derefter naturligt alderen |
Anvendelser kræver ikke maksimal styrke, god duktilitet |
Moderat styrke, god duktilitet |
|
T6 |
Løsningsvarme behandlet, derefter kunstigt alderen |
Generelle strukturelle komponenter med høj styrke |
Maksimal styrke, høj hårdhed, god korrosionsbestandighed |
|
T651 |
Opløsningsvarme behandlet, kunstigt alderen, strakt stress-relevant |
Kræver præcis bearbejdning, høj dimensionel stabilitet |
Høj styrke, minimal resterende stress, reduceret bearbejdning forvrængning |
|
T652 |
Opløsningsvarme behandlet, kunstigt alderen, kompressionsstress-relevant |
Kræver præcis bearbejdning, høj dimensionel stabilitet |
Høj styrke, minimal resterende stress, reduceret bearbejdning forvrængning |
Vejledning om temperatur:
T6 temperament: Det mest almindeligt anvendte temperament til 6061 Specialformede smedninger, der tilbyder den bedste kombination af styrke og hårdhed, mens den opretholder god sejhed og korrosionsbestandighed .
T651/T652 Tempers: For komplekse former, meget nøjagtige dimensioner og efterfølgende omfattende præcisionsbearbejdning anbefales T651 eller T652 frister for effektivt at eliminere slukning af reststress og reducere bearbejdning af forvrængning .
6. bearbejdning og fabrikationsegenskaber
6061 Specialformede smedninger har god bearbejdelighed og fremragende svejsbarhed .
|
Operation |
Værktøjsmateriale |
Anbefalede parametre |
Kommentarer |
|
Drejer |
Carbide, HSS |
Vc =150-400 m/min, f =0.2-0.8 mm/rev |
Chip Management, undgå sammenfiltring |
|
Fræsning |
Carbide, HSS |
Vc =200-500 m/min, fz =0.08-0.4 mm |
Maskinværktøjer med høj stigning, opmærksomhed på chip-evakuering |
|
Boring |
Carbide, HSS |
Vc =50-100 m/min, f =0.1-0.3 mm/rev |
Skarpe skærekanter, stor helixvinkel, foretrukket gennemkølemiddel |
|
Tapping |
HSS-e-PM |
Vc =10-25 m/min |
Korrekt smøring, forhindrer thread rivning |
|
Svejsning |
Mig/Tig |
God svejsbarhed, vælg passende fyldledninger (e . g ., 4043, 5356) |
Styrken kan falde efter svejsning, overveje lokal aldring efter svejsning |
|
Overfladebehandling |
Anodisering, konverteringsbelægning |
Anodisering er let at farve, hård, slidbestandig, korrosionsbestandig |
Meget anvendt, imødekommer æstetiske og beskyttende behov |
Fremstillingsvejledning:
Bearbejdningsevne: 6061 har god bearbejdningsevne, hvilket tillader brug af standard aluminiumslegeringsbearbejdningsværktøjer og parametre . I komplekse specielle formede dele bearbejdning skal der rettes opmærksomhed på fixturdesign og chip evakuering .
Svejsbarhed: 6061 er en af de få aluminiumslegeringer med højere styrke, der kan konventionelt fusionsvejses ., mens styrken kan falde efter svejsning, det kan optimeres ved at vælge passende fyldtråd og svejsningsprocesser (E . g ., lokal post-seld-varmebehandling) .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.
Reststress: Slukket 6061 smedning har resterende stress, især for specielle formede dele . rationelle bearbejdningsstier og værktøjsstrategier (e . g ., symmetrisk skæring, lagdelt skæring) og t651/T622-behandling, der overvejes, til minimering af bearbejdning af forvrængning .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
7. Korrosionsmodstand og beskyttelsessystemer
6061 legering er kendt for sin fremragende korrosionsbestandighed, især i atmosfæriske og marine miljøer .
|
Korrosionstype |
T6 (typisk) |
Beskyttelsessystem |
|
Atmosfærisk korrosion |
Fremragende |
Ingen særlig beskyttelse nødvendig eller anodisering |
|
Korrosion af havvand |
God |
Anodisering, belægning, galvanisk isolering |
|
Stress korrosion krakning (SCC) |
Meget lav følsomhed |
T6 -temperatur giver iboende fremragende modstand |
|
Ekfolieringskorrosion |
Meget lav følsomhed |
T6 -temperatur giver iboende fremragende modstand |
|
Intergranulær korrosion |
Meget lav følsomhed |
Varmebehandlingskontrol |
Korrosionsbeskyttelsesstrategier:
Alloy og temperamentudvælgelse: 6061- T6 temperament i sig selv giver fremragende korrosionsmodstand, især mod SCC og eksfolieringskorrosion .
Overfladebehandling:
Anodisering: Den mest almindelige beskyttelsesmetode, der danner en tæt oxidfilm på overfladen af specielle formede dele, forbedrer korrosion og slidstyrke og kan farves til æstetiske formål .
Kemiske konverteringsbelægninger: Server som gode primere til maling eller klæbemidler .
Belægningssystemer: Højtydende belægninger kan påføres i særligt barske miljøer .
Galvanisk korrosionsstyring: Specialformede dele er ofte forbundet til andre metaller; Isoleringsforanstaltninger, såsom ikke-ledende pakninger eller isolerende belægninger, skal træffes for at forhindre galvanisk korrosion .
8. Fysiske egenskaber til teknisk design
|
Ejendom |
Værdi |
Designovervejelse |
|
Densitet |
2,70 g/cm³ |
Letvægtsdesign, tyngdekraftkontrol |
|
Smelteområde |
582-652 grad |
Varmebehandling og svejsevindue |
|
Termisk ledningsevne |
167 W/m·K |
Termisk styring, varmeafledningsdesign |
|
Elektrisk ledningsevne |
43% IACS |
God elektrisk ledningsevne |
|
Specifik varme |
896 j/kg · k |
Termisk masse og varmekapacitetsberegninger |
|
Termisk ekspansion (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Dimensionelle ændringer på grund af temperaturvariationer |
|
Youngs modul |
68,9 GPa |
Beregninger og stivhedsberegninger |
|
Poissons forhold |
0.33 |
Strukturanalyseparameter |
|
Dæmpningskapacitet |
Moderat-lavt |
Vibration og støjkontrol |
Designovervejelser:
Forhold mellem styrke og vægt: 6061 tilbyder et godt styrke-til-vægt-forhold, velegnet til strukturer, der kræver letvægt, men ikke i en ekstrem grad .
Let fremstilling: God bearbejdningsevne og svejselighed reducerer fremstillingskompleksiteten og omkostninger . Specialformede smedninger, gennem optimeret design, kan reducere bearbejdningsgodtgørelsen markant .
Korrosionsbestandighed: Fremragende korrosionsbestandighed gør det velegnet til forskellige udendørs og ætsende miljøer .
Omkostningseffektivitet: 6061 har bedre omkostningseffektivitet sammenlignet med legeringer med højere styrke .
Driftstemperatur: Som alle aluminiumslegeringer er 6061 ikke høj temperatur resistent; Anbefalet driftstemperatur er under 150 graders .
9. Kvalitetssikring og testning
Kvalitetskontrol for 6061 Aluminiumsspecialformet smedning er et afgørende aspekt, der sikrer deres ydeevne og pålidelighed, med særlig opmærksomhed på intern kvalitet og dimensionel nøjagtighed af komplekse former .
Standard testprocedurer:
Certificering af råmateriale: Kemisk sammensætningsanalyse for at sikre overholdelse af AMS, ASTM osv. . og sporbarhed .
Forging Process Control: Overvågning af opvarmningstemperatur, die -tilstand, deformationspas og tryk for at sikre, at metalstrømningslinjer dannes i den designede retning, fri for folder, revner eller andre defekter .
Overvågning af varmebehandlingsprocessen: Ovnstemperaturuniformitet (pr. AMS 2750E klasse 2), opløsning af slukning, aldringskurver osv. .
Kemisk sammensætningsanalyse: Verifikation af legeringselementer og urenhedsindhold .
Mekanisk egenskabstest:
Trækprøvning: Prøver taget fra repræsentative placeringer og orienteringer (langsgående, tværgående) for at teste UT'er, ys, El . For specielle dele skal prøveudtagningssteder overveje kornstrømningsretning .
Hårdhedstest: Multi-point målinger for at vurdere ensartethed .
Påvirkningstest: Charpy V-notch Impact Test om nødvendigt .
Ikke -destruktiv test (NDT):
Ultralydstest: Volumetrisk inspektion af kritiske områder og tykke sektioner af smedningen for at detektere interne defekter .
Penetranttest: 100% overfladeinspektion for at detektere overfladebrydende defekter .
Magnetisk partikeltest/hvirvelstrømstestning: For specielle formede dele med magnetiske eller elektriske ledningsevne krav .
Mikrostrukturel analyse:
Metallografisk undersøgelse til evaluering af kornstørrelse, kornstrømskontinuitet, omkrystallisationsgrad, bundfaldsfordeling, defekttyper osv. .
Dimensionel inspektion og overfladekvalitet:
Præcis 3D -dimensionel måling ved hjælp af avanceret udstyr såsom koordinatmålemaskiner (CMM) eller laserskannere, hvilket sikrer dimensionel nøjagtighed og geometriske tolerancer for komplekse former .
Måling af overflade ruhed .
Standarder og certificeringer:
Overholder ASTM B247 (aluminiumslegeringer), AMS 4117 (6061- T6 -smedninger), ISO, EN, GB/T og andre industristandarder .
Certificering af kvalitetsstyringssystem: ISO 9001.
EN 10204 Type 3 . 1 Materiale testrapporter kan leveres, og tredjeparts uafhængig certificering kan arrangeres efter kundeanmodning.
10. Applikationer og designovervejelser
6061 Aluminiumsspecialformede smedninger bruges i vid udstrækning i forskellige industrisektorer på grund af deres fremragende styrke, pålidelighed, letvægt og kapacitet til fremstilling af komplekse former .
Primære applikationsområder:
Rumfart: Aircraft Structural Components (E . g ., parenteser, stik, klapfastaturer), motorkomponenter, landingsudstyrsenheder, der kræver høj styrke, let og meget pålidelige komplekse dele .
Bilindustri: Suspension System Components (E . g ., styring af knoker, kontrolarme), motormonteringer, strukturelle stik, hjulkomponenter, bremsekomponenter, til vægttab og forbedring af ydelsen .
Jernbanetransit: Tog kropsstik, bogie-komponenter, bærende parenteser osv. .
Mekanisk udstyr: Store pumpe- og ventilhus, hydrauliske system integrerede blokke, robotfuger, højtryksskibsflanger, værktøjshåndtag osv. .
Medicinsk udstyr: Strukturelle understøtninger, forbindelsesdele osv. ., der kræver høj dimensionel nøjagtighed og overfladekvalitet .
Forsvar og militær: Våbenstrukturelle komponenter, vejledningskomponenter osv. .
Designfordele:
Høj styrke og høj pålidelighed: Smedningsprocessen resulterer i tæt internt materiale, raffinerede korn og kontinuerlig kornstrøm, hvilket forbedrer træthedslivet, påvirkningssejhed og stress korrosion revner modstand af specielle formede dele .
Let design: Opnår en optimal balance mellem styrke og vægt, afgørende for vægtfølsomme anvendelser .
Næsten-netformning: Die smedning kan producere komplekse dele tæt på endelige dimensioner og form, hvilket reducerer efterfølgende bearbejdning og materialeaffald markant, sænkning af produktionsomkostninger og ledetider .
Fremragende korrosionsbestandighed: Velegnet til langvarig brug i udendørs, fugtige eller visse ætsende miljøer .
God bearbejdelighed og svejselighed: Letter efterfølgende bearbejdning, overfladebehandling og montering .
Designbegrænsninger:
Die omkostninger: For komplekse specielle formede dele er die-design og produktionsomkostninger høje, hvilket gør det velegnet til masseproduktion at amortisere omkostninger .
Størrelsesbegrænsninger: Smedning dimensioner er begrænset af smedningsudstyr; Meget store komplekse specialformede dele kan være vanskelige at smede i ét stykke .
Højtemperaturpræstation: En almindelig begrænsning for aluminiumslegeringer; ikke egnet til langsigtede driftsmiljøer over 150 graders .
Økonomiske og bæredygtighedshensyn:
De samlede livscyklusomkostninger: Selvom de første investeringer er højere, kan overlegen ydelse og reducerede efterfølgende bearbejdningsomkostninger føre til bedre samlede livscyklusomkostninger .
Effektivitet i materialet: Næsten-netformningsprocesser forbedrer effektivt materialeudnyttelsen og reducerer affald .
Miljømæssig venlighed: Aluminiumslegeringer er meget genanvendelige og tilpasser sig grønne produktions- og cirkulære økonomi -principper .
Populære tags: 6061 Aluminium Specialformede smedninger, Kina 6061 Aluminium Specialformede Forgings Producenter, leverandører, fabrik
Send forespørgsel








