Ĉar landoj tra la mondo atribuas grandan gravecon al energiŝparo kaj emisioredukto, la disvolviĝo de pure elektraj novenergiaj veturiloj fariĝis tendenco. Aldone al la bateria efikeco, la kvalito de la karoserio ankaŭ estas decida faktoro influanta la veturdistancon de novenergiaj veturiloj. Antaŭenigi la disvolviĝon de malpezaj aŭtomobilaj karoseriostrukturoj kaj altkvalitaj konektoj povas plibonigi la ampleksan veturdistancon de elektraj veturiloj per redukto de la pezo de la tuta veturilo kiel eble plej multe, samtempe certigante la forton kaj sekurecan efikecon de la veturilo. Rilate al malpezigo de aŭtoj, la ŝtal-aluminia hibrida karoserio konsideras kaj la forton kaj la pezredukton de la karoserio, fariĝante grava rimedo por atingi malpezigon de la karoserio.
La tradicia konektometodo por konekti aluminiajn alojojn havas malbonan konekto-efikecon kaj malaltan fidindecon. Memtrua nitado, kiel nova konektoteknologio, estas vaste uzata en la aŭtomobila industrio kaj aerspaca fabrikada industrio pro sia absoluta avantaĝo en konekto de malpezaj alojoj kaj kompozitaj materialoj. En la lastaj jaroj, ĉinaj hejmaj akademiuloj faris koncernan esploradon pri memtrua nitadoteknologio kaj studis la efikojn de malsamaj varmotraktadaj metodoj sur la efikecon de TA1 industriaj memtruaj nititaj juntoj el pura titanio. Oni trovis, ke varmotraktadaj metodoj por kalcinado kaj malvarmigo plibonigis la statikan forton de TA1 industriaj memtruaj nititaj juntoj el pura titanio. La juntoforma mekanismo estis observita kaj analizita el la perspektivo de materiala fluo, kaj la juntokvalito estis taksita surbaze de tio. Per metalografiaj testoj, oni trovis, ke la granda plasta deformada areo estis rafinita en fibran strukturon kun certa tendenco, kiu antaŭenigis la plibonigon de la streĉo kaj lacecrezisto de la junto.
La supre menciita esplorado ĉefe fokusiĝas al la mekanikaj ecoj de la juntoj post nitado de aluminiaj alojplatoj. En la fakta nitada produktado de aŭtokaroserioj, la fendetoj de la nititaj juntoj de aluminiaj alojaj eltruditaj profiloj, precipe alt-fortaj aluminiaj alojoj kun alta enhavo de alojaj elementoj, kiel ekzemple aluminia alojo 6082, estas la ŝlosilaj faktoroj, kiuj limigas la aplikon de ĉi tiu procezo sur la aŭtokarosero. Samtempe, la formo- kaj poziciaj tolerancoj de la eltruditaj profiloj uzataj sur la aŭtokarosero, kiel fleksado kaj tordado, rekte influas la muntadon kaj uzon de la profiloj, kaj ankaŭ determinas la dimensian precizecon de la posta aŭtokarosero. Por kontroli la fleksadon kaj tordadon de la profiloj kaj certigi la dimensian precizecon de la profiloj, krom la ŝtampila strukturo, la elira temperaturo de la profiloj kaj la reta malvarmiga rapido estas la plej gravaj influaj faktoroj. Ju pli alta estas la elira temperaturo kaj ju pli rapida la malvarmiga rapido, des pli granda estas la fleksa kaj torda grado de la profiloj. Por aluminiaj alojprofiloj por aŭtokaroserioj, necesas certigi la dimensian precizecon de la profiloj kaj certigi, ke la aloja nitado ne fendiĝu. La plej simpla maniero optimumigi la dimensian precizecon kaj la nitad-fendan rendimenton de la alojo estas kontroli fendadon per optimumigo de la varmigtemperaturo kaj la maljuniĝoprocezo de la eltruditaj stangoj, samtempe konservante la materialan konsiston, ŝimstrukturon, eltrudrapidecon kaj malvarmigrapidecon senŝanĝaj. Por la aluminia alojo 6082, sub la kondiĉo ke aliaj procezkondiĉoj restas senŝanĝaj, ju pli alta estas la eltrudrapideco, des pli malprofunda estas la krudgrajna tavolo, sed des pli granda estas la deformado de la profilo post malvarmigo.
Ĉi tiu artikolo prenas aluminian alojon 6082 kun la sama konsisto kiel la esplora objekto, uzas malsamajn eltrudajn temperaturojn kaj malsamajn maljuniĝajn procezojn por prepari specimenojn en malsamaj statoj, kaj taksas la efikojn de la eltruda temperaturo kaj maljuniĝa stato sur la nitadotesto per nitadotestoj. Surbaze de la preparaj rezultoj, la optimuma maljuniĝa procezo estas plue determinita por provizi gvidliniojn por la posta produktado de eltrudaj profiloj el aluminialojo 6082.
1 Eksperimentaj materialoj kaj metodoj
Kiel montrite en Tabelo 1, la aluminia alojo 6082 estis fandita kaj preparita en rondan orbrikon per duonkontinua gisado. Poste, post homogeniga varmotraktado, la orbriko estis varmigita al malsamaj temperaturoj kaj eltrudita en profilon sur 2200-tuna eltrudilo. La dikeco de la profilo estis 2,5 mm, la temperaturo de la eltruda barelo estis 440 ± 10 ℃, la temperaturo de la eltruda ŝimo estis 470 ± 10 ℃, la eltruda rapido estis 2,3 ± 0,2 mm/s, kaj la metodo de malvarmigo de la profilo estis forta venta malvarmigo. Laŭ la varmigtemperaturo, la specimenoj estis numeritaj de 1 ĝis 3, inter kiuj specimeno 1 havis la plej malaltan varmigtemperaturon, kaj la koresponda pecotemperaturo estis 470 ± 5 ℃, la koresponda pecotemperaturo de specimeno 2 estis 485 ± 5 ℃, kaj la temperaturo de specimeno 3 estis la plej alta, kaj la koresponda pecotemperaturo estis 500 ± 5 ℃.
Tabelo 1 Mezurita kemia konsisto de la testa alojo (masa frakcio/%)
Sub la kondiĉo, ke aliaj procezparametroj kiel la materiala konsisto, la strukturo de la ŝimo, la eltruda rapido kaj la malvarmiga rapido restas senŝanĝaj, la supre menciitaj specimenoj n-ro 1 ĝis 3, akiritaj per alĝustigo de la eltruda hejta temperaturo, estas maturigitaj en kestforma rezistancforno, kaj la maturiĝa sistemo estas 180 ℃/6 h kaj 190 ℃/6 h. Post la izolado, ili estas aermalvarmigitaj kaj poste nititaj por taksi la influon de malsamaj eltrudaj temperaturoj kaj maturiĝaj statoj sur la nitada testo. La nitada testo uzas 2,5 mm dikan alojon 6082 kun malsamaj eltrudaj temperaturoj kaj malsamaj maturiĝaj sistemoj kiel la malsupran platon, kaj 1,4 mm dikan alojon 5754-O kiel la supran platon por la SPR-nitada testo. La nitada ŝimo estas M260238, kaj la nito estas C5.3×6.0 H0. Krome, por plue determini la optimuman maljuniĝoprocezon, laŭ la influo de la eltruda temperaturo kaj la maljuniĝostato sur la nitada fendado, la plato je la optimuma eltruda temperaturo estas elektita, kaj poste traktita per malsamaj temperaturoj kaj malsamaj maljuniĝtempoj por studi la influon de la maljuniĝsistemo sur la nitada fendado, por fine konfirmi la optimuman maljuniĝsistemon. Alt-potenca mikroskopo estis uzata por observi la mikrostrukturon de la materialo je malsamaj eltrudaj temperaturoj, mikrokomputile kontrolita elektronika universala testmaŝino de la serio MTS-SANS CMT5000 estis uzata por testi la mekanikajn ecojn, kaj malalt-potenca mikroskopo estis uzata por observi la nititajn juntojn post nitado en diversaj statoj.
2 Eksperimentaj rezultoj kaj diskuto
2.1 Efiko de eltruda temperaturo kaj maljuniĝostato sur nitada fendado
Specimenado estis prenita laŭlonge de la transversa sekco de la eltrudita profilo. Post malglata muelado, fajna muelado kaj polurado per sablopapero, la specimeno estis korodita per 10% NaOH dum 8 minutoj, kaj la nigra koroda produkto estis viŝita pura per nitrata acido. La kruda grena tavolo de la specimeno estis observita per alt-potenca mikroskopo, kiu estis lokita sur la surfaco ekster la nitbuko ĉe la celita nitada pozicio, kiel montrite en Figuro 1. La averaĝa profundo de la kruda grena tavolo de specimeno n-ro 1 estis 352 μm, la averaĝa profundo de la kruda grena tavolo de specimeno n-ro 2 estis 135 μm, kaj la averaĝa profundo de la kruda grena tavolo de specimeno n-ro 3 estis 31 μm. La diferenco en la profundo de la kruda grena tavolo ŝuldiĝas ĉefe al la malsamaj eltrudaj temperaturoj. Ju pli alta la eltruda temperaturo, des pli malalta la deforma rezisto de la alojo 6082, des pli malgranda la deforma energiakumulado generita de la frotado inter la alojo kaj la eltruda ŝimo (precipe la ŝima laborbendo), kaj des pli malgranda la rekristaliĝa pela forto. Tial, la surfaco de la kruda grena tavolo estas pli malprofunda; ju pli malalta la eltruda temperaturo, des pli granda la deforma rezisto, des pli granda la deforma energiakumulado, des pli facile ĝi estas rekristaliĝi, kaj ju pli profunda la kruda grena tavolo. Por la alojo 6082, la mekanismo de kruda grena rekristaliĝo estas sekundara rekristaliĝo.
(a) Modelo 1
(b) Modelo 2
(c) Modelo 3
Figuro 1 Dikeco de kruda grenotavolo de elstaritaj profiloj per malsamaj procezoj
Specimenoj 1 ĝis 3, preparitaj je malsamaj eltrudaj temperaturoj, estis maturigitaj je 180 ℃/6 h kaj 190 ℃/6 h, respektive. La mekanikaj ecoj de specimeno 2 post la du maturiĝaj procezoj estas montritaj en Tabelo 2. Sub la du maturiĝaj sistemoj, la streĉa forto kaj streĉa forto de la specimeno je 180 ℃/6 h estas signife pli altaj ol tiuj je 190 ℃/6 h, dum la plilongigo de la du ne multe diferencas, indikante ke 190 ℃/6 h estas tro-maturiga traktado. Ĉar la mekanikaj ecoj de la 6-seria aluminio-alojo multe fluktuas kun la ŝanĝo de la maturiĝa procezo en la sub-maturiga stato, ĝi ne favoras la stabilecon de la profila produktada procezo kaj la kontrolon de la nitada kvalito. Tial, ne taŭgas uzi la sub-maturigan staton por produkti korpprofilojn.
Tabelo 2 Mekanikaj ecoj de specimeno n-ro 2 sub du aĝiĝaj sistemoj
La aspekto de la testpeco post nitado estas montrita en Figuro 2. Kiam la specimeno n-ro 1 kun pli profunda krudgrajna tavolo estis nitita en la pinta maljuniĝa stato, la malsupra surfaco de la nito havis evidentan oranĝŝelon kaj fendetojn videblajn per la nuda okulo, kiel montrite en Figuro 2a. Pro la malkonsekvenca orientiĝo ene de la grajnoj, la deformadgrado estos malebena dum deformado, formante malebenan surfacon. Kiam la grajnoj estas krudaj, la malebenaĵo de la surfaco fariĝas pli granda, formante oranĝŝelan fenomenon videblan per la nuda okulo. Kiam la specimeno n-ro 3 kun pli malprofunda krudgrajna tavolo preparita per pliigo de la eltruda temperaturo estis nitita en la pinta maljuniĝa stato, la malsupra surfaco de la nito estis relative glata, kaj la fendeto estis subpremita ĝis ia grado, kio estis videbla nur sub mikroskopa pligrandigo, kiel montrite en Figuro 2b. Kiam la specimeno n-ro 3 estis en la tromaljuniĝa stato, neniu fendeto estis observita sub mikroskopa pligrandigo, kiel montrite en Figuro 2c.
(a) Fendetoj videblaj per la nuda okulo
(b) Malgrandaj fendetoj videblaj per mikroskopo
(c) Neniuj fendetoj
Figuro 2 Malsamaj gradoj de fendado post nitado
La surfaco post nitado estas ĉefe en tri statoj, nome, fendetoj videblaj per la nuda okulo (markitaj per "×"), iometaj fendetoj videblaj per mikroskopa pligrandigo (markitaj per "△"), kaj neniuj fendetoj (markitaj per "○"). La rezultoj de la nitada morfologio de la supre menciitaj tri statoj sub du maljuniĝaj sistemoj estas montritaj en Tabelo 3. Videblas, ke kiam la maljuniĝa procezo estas konstanta, la nitada fendeta agado de la specimeno kun pli alta eltruda temperaturo kaj pli maldika kruda grena tavolo estas pli bona ol tiu de la specimeno kun pli profunda kruda grena tavolo; kiam la kruda grena tavolo estas konstanta, la nitada fendeta agado de la tromaljuniĝa stato estas pli bona ol tiu de la pinta maljuniĝa stato.
Tabelo 3 Niteca aspekto de specimenoj 1 ĝis 3 sub du procezsistemoj
La efikoj de grenmorfologio kaj maljuniĝostato sur la aksa kunprema fendeca konduto de profiloj estis studitaj. La streĉa stato de la materialo dum aksa kunpremo kongruis kun tiu de memtrapikanta nitado. La studo trovis, ke la fendetoj originis de la grenlimoj, kaj la fendmekanismo de la Al-Mg-Si alojo estis klarigita per la formulo.
σapp estas la streĉo aplikita al la kristalo. Dum fendado, σapp egalas al la vera streĉa valoro korespondanta al la streĉa forto; σa0 estas la rezisto de la precipitaĵoj dum intrakristala glitado; Φ estas la streĉa koncentriĝa koeficiento, kiu rilatas al la grenograndeco d kaj la glitlarĝo p.
Kompare kun rekristaliĝo, la fibreca grenstrukturo pli favoras fendiĝon. La ĉefa kialo estas, ke la grengrandeco d estas signife reduktita pro la grenrafiniĝo, kiu povas efike redukti la streskoncentriĝan faktoron Φ ĉe la grenlimo, tiel inhibiciante fendiĝon. Kompare kun fibreca strukturo, la streskoncentriĝa faktoro Φ de rekristaliĝinta alojo kun krudaj grenoj estas ĉirkaŭ 10-oble pli granda ol tiu de la unua.
Kompare kun pinta maljuniĝo, la tromaljuniĝa stato pli favoras fendetiĝan inhibicion, kiu estas determinita de la malsamaj precipitaĵaj fazstatoj ene de la alojo. Dum pinta maljuniĝo, 20-50 nm 'β (Mg5Si6) fazoj precipitas en la 6082-alojo, kun granda nombro da precipitaĵoj kaj malgrandaj grandecoj; kiam la alojo tromaljuniĝas, la nombro da precipitaĵoj en la alojo malpliiĝas kaj la grandeco fariĝas pli granda. La precipitaĵoj generitaj dum la maljuniĝoprocezo povas efike inhibicii la movadon de dislokacioj ene de la alojo. Ĝia alfiksa forto sur dislokacioj rilatas al la grandeco kaj volumena frakcio de la precipitaĵa fazo. La empiria formulo estas:
f estas la volumena frakcio de la precipitaĵa fazo; r estas la grandeco de la fazo; σa estas la interfaca energio inter la fazo kaj la matrico. La formulo montras, ke ju pli granda estas la grandeco de la precipitaĵa fazo kaj ju pli malgranda estas la volumena frakcio, des pli malgranda estas ĝia alfiksa forto sur dislokaciojn, des pli facile estas por dislokacioj en la alojo komenciĝi, kaj la σa0 en la alojo malpliiĝos de la pinta maljuniĝo al la tromaljuniĝa stato. Eĉ se σa0 malpliiĝas, kiam la alojo iras de la pinta maljuniĝo al la tromaljuniĝa stato, la σapp-valoro dum fendado de la alojo malpliiĝas pli, rezultante en signifa malpliiĝo de la efika streĉo ĉe la grenlimo (σapp-σa0). La efika streĉo ĉe la grenlimo de tromaljuniĝo estas ĉirkaŭ 1/5 de tiu ĉe la pinta maljuniĝo, tio estas, ĝi malpli probable fendiĝos ĉe la grenlimo en la tromaljuniĝa stato, rezultante en pli bona nitada agado de la alojo.
2.2 Optimigo de eltruda temperaturo kaj sistemo de maljuniĝo
Laŭ la supraj rezultoj, pliigo de la eltruda temperaturo povas redukti la profundon de la krudgrajna tavolo, tiel malhelpante la fendeton de la materialo dum la nitada procezo. Tamen, sub la premiso de certa aloja konsisto, eltruda ŝimostrukturo kaj eltruda procezo, se la eltruda temperaturo estas tro alta, unuflanke, la flekso- kaj tordogrado de la profilo plimalboniĝos dum la posta malvarmiga procezo, igante la profilgrandecan toleremo ne plenumi la postulojn, kaj aliflanke, ĝi kaŭzos, ke la alojo facile trobruliĝos dum la eltruda procezo, pliigante la riskon de materiala skrapado. Konsiderante la nitadajn statojn, profilgrandecan procezon, produktadan procezan fenestron kaj aliajn faktorojn, la pli taŭga eltruda temperaturo por ĉi tiu alojo ne estas malpli ol 485 ℃, tio estas, specimeno n-ro 2. Por konfirmi la optimuman sistemon de la maljuniĝa procezo, la maljuniĝa procezo estis optimumigita surbaze de specimeno n-ro 2.
La mekanikaj ecoj de specimeno n-ro 2 ĉe malsamaj maljuniĝtempoj je 180 ℃, 185 ℃ kaj 190 ℃ estas montritaj en Figuro 3, kiuj estas streĉa forto, streĉa forto kaj plilongigo. Kiel montrite en Figuro 3a, sub 180 ℃, la maljuniĝtempo pliiĝas de 6 h ĝis 12 h, kaj la streĉa forto de la materialo ne malpliiĝas signife. Sub 185 ℃, kiam la maljuniĝtempo pliiĝas de 4 h ĝis 12 h, la streĉa forto unue pliiĝas kaj poste malpliiĝas, kaj la maljuniĝtempo korespondanta al la plej alta fortovaloro estas 5-6 h. Sub 190 ℃, kiam la maljuniĝtempo pliiĝas, la streĉa forto iom post iom malpliiĝas. Ĝenerale, ĉe la tri maljuniĝtemperaturoj, ju pli malalta la maljuniĝtemperaturo, des pli alta la pinta forto de la materialo. La karakterizaĵoj de la streĉa forto en Figuro 3b kongruas kun la streĉa forto en Figuro 3a. La plilongigo ĉe malsamaj maljuniĝtemperaturoj montritaj en Figuro 3c estas inter 14% kaj 17%, sen evidenta ŝanĝpadrono. Ĉi tiu eksperimento testas la pintan maljuniĝon ĝis tromaljuniĝan stadion, kaj pro la malgrandaj eksperimentaj diferencoj, la testa eraro kaŭzas, ke la ŝanĝpadrono estas neklara.
Fig.3 Mekanikaj ecoj de materialoj ĉe malsamaj maljuniĝtemperaturoj kaj maljuniĝtempoj
Post la supre menciita maljuniĝa traktado, la fendetiĝo de la nititaj juntoj estas resumita en Tabelo 4. El Tabelo 4 videblas, ke kun la pliiĝo de la tempo, la fendetiĝo de la nititaj juntoj estas subpremita ĝis ia grado. Sub la kondiĉo de 180 ℃, kiam la maljuniĝa tempo superas 10 horojn, la aspekto de la nitita junto estas en akceptebla stato, sed malstabila. Sub la kondiĉo de 185 ℃, post maljuniĝo dum 7 horoj, la aspekto de la nitita junto ne havas fendetojn kaj la stato estas relative stabila. Sub la kondiĉo de 190 ℃, la aspekto de la nitita junto ne havas fendetojn kaj la stato estas stabila. El la rezultoj de la nitadaj testoj, oni povas vidi, ke la nitada agado estas pli bona kaj pli stabila kiam la alojo estas en tromaljuniĝa stato. Kombinite kun la uzo de la korpprofilo, nitado je 180 ℃/10~12 horoj ne helpas la kvalitan stabilecon de la produktada procezo kontrolita de la originala ekipaĵoproduktanto (OEM). Por certigi la stabilecon de la nitita junto, la maljuniĝtempo devas esti plue plilongigita, sed la kontrolo de la maljuniĝtempo kondukos al reduktita produktada efikeco de profiloj kaj pliigitaj kostoj. Sub la kondiĉo de 190 ℃, ĉiuj specimenoj povas plenumi la postulojn de nitada fendado, sed la forto de la materialo estas signife reduktita. Laŭ la postuloj de veturila dezajno, la streĉa forto de la alojo 6082 devas esti garantiita esti pli granda ol 270 MPa. Tial, la maljuniĝtemperaturo de 190 ℃ ne plenumas la postulojn pri materiala forto. Samtempe, se la materiala forto estas tro malalta, la resta dikeco de la suba plato de la nitita junto estos tro malgranda. Post maljuniĝo je 190 ℃/8 h, la karakterizaĵoj de la nitita transversa sekco montras, ke la resta dikeco estas 0.26 mm, kio ne plenumas la indicpostulon de ≥0.3 mm, kiel montrite en Figuro 4a. Konsiderante ĝin amplekse, la optimuma maljuniĝtemperaturo estas 185 ℃. Post maljuniĝo dum 7 horoj, la materialo povas stabile plenumi la nitadajn postulojn, kaj la forto plenumas la rendimentajn postulojn. Konsiderante la produktadan stabilecon de la nitada procezo en la velda metiejo, la optimuma maljuniĝtempo estas proponita kiel 8 horoj. La transversaj sekcaj karakterizaĵoj sub ĉi tiu procezsistemo estas montritaj en Figuro 4b, kiu plenumas la interligajn indeksajn postulojn. La maldekstra kaj dekstra interligoj estas 0,90 mm kaj 0,75 mm, kiuj plenumas la indeksajn postulojn de ≥0,4 mm, kaj la malsupra resta dikeco estas 0,38 mm.
Tabelo 4 Fendetado de specimeno n-ro 2 ĉe malsamaj temperaturoj kaj malsamaj maturiĝtempoj
Fig.4 Transversaj sekcaj karakterizaĵoj de nititaj juntoj de 6082 fundaj platoj ĉe malsamaj maljuniĝaj statoj
3 Konkludo
Ju pli alta estas la eltruda temperaturo de 6082 aluminiaj alojprofiloj, des pli malprofunda estas la krudgrajna tavolo sur la surfaco post la eltrudado. La pli malprofunda dikeco de la krudgrajna tavolo povas efike redukti la streskoncentriĝan faktoron ĉe la grenlimo, tiel malhelpante nitadajn fendetojn. Eksperimenta esplorado determinis, ke la optimuma eltruda temperaturo ne estas malpli ol 485 ℃.
Kiam la dikeco de la krudgrajna tavolo de la aluminia alojprofilo 6082 estas la sama, la efektiva streĉo de la grenlimo de la alojo en la tromaljuniĝa stato estas malpli ol tiu en la pinta maljuniĝa stato, la risko de fendiĝo dum nitado estas pli malgranda, kaj la nitada efikeco de la alojo estas pli bona. Konsiderante la tri faktorojn: nitada stabileco, interliga valoro de nititaj juntoj, produktada efikeco de varmotraktado kaj ekonomiaj avantaĝoj, la optimuma maljuniĝa sistemo por la alojo estas determinita je 185℃/8h.
Afiŝtempo: 5-a de aprilo 2025
