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Análisis técnico de la tecnología de producción para la extrusión hacia atrás de varillas de aluminio de alta precisión y alta dureza de la serie 2 con aleaciones duras

Análisis técnico de la tecnología de producción para la extrusión hacia atrás de varillas de aluminio de alta precisión y alta dureza de la serie 2 con aleaciones duras

Apr 25, 2018

1 Prólogo


La serie 2 de aluminio -2017 es la primera aleación de aluminio dura en la industria de la aleación Al-Cu-Mg, su composición es razonable y el rendimiento general es mejor. El enfriamiento fuera de línea se usa en condiciones naturales de envejecimiento. Sin embargo, el proceso de enfriamiento fuera de línea es relativamente engorroso, y los requisitos de rendimiento del equipo de tratamiento térmico también son relativamente altos, y el enfriamiento fuera de línea puede causar fácilmente un engrosamiento local del material de la barra y la temperatura de la solución fuera de línea. puede causar fácilmente una dureza insuficiente. En este artículo, se estudia el método de enfriamiento en línea en línea, extracción + envejecimiento artificial para producir barras de aleación de 2017 de alta precisión y alta dureza. Se discute el efecto de los diferentes procesos de tratamiento térmico y la velocidad de procesamiento del dibujo sobre el rendimiento de la barra de aleación 2017. Mediante la optimización del tratamiento térmico y el proceso de estirado, hemos producido productos que cumplen los requisitos de los clientes.


Requisitos técnicos del producto: grado de la aleación 2017, diámetro del producto φ27.1 ± 0.2mm, dureza ≥ Hv135, longitud de la entrega: 2500mm, grado de flexión: ≤ 0.6mm / 2500mm.



2 Leyenda de diseño de extrusión inversa




3 Proceso de producción


3.1

composición química

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Mediante el diseño óptimo de la aleación, la composición química de la varilla de aluminio se controla como se muestra en la Tabla 1:


Tabla 1 Composición de aleación de 2017


3.2

Proceso de extrusión

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Especificaciones del blanco del lingote: φ130 × 205 mm, 1100 toneladas de máquina de extrusión inversa de acción simple en dos barras de φ28.5 mm y especificaciones de φ27.8 mm. Los parámetros del proceso de extrusión se muestran en la Tabla 2:



Tabla 2 parámetros del proceso de extrusión


3.3

Tratamiento térmico


Se investigaron los efectos del enfriamiento en línea + envejecimiento natural, envejecimiento natural + envejecimiento artificial, envejecimiento natural + dibujo + envejecimiento artificial y su efecto sobre la dureza y la deformación del producto.


3.4

Tasa de procesamiento de dibujos


Las varillas de aluminio de φ28.5mm y φ27.8mm fueron atraídas a barras de φ27.8mm utilizando diferentes velocidades de mecanizado para verificar el efecto de diferentes tasas de procesamiento en la dureza y el doblado de los productos.


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4 plan de prueba


Las varillas de φ28.5mm y φ27.8mm que se han sometido a temple en línea de extrusión inversa se investigan experimentalmente de la siguiente manera durante el proceso de producción.


4.1 Las barras extruidas se envejecieron durante 2 h, 5 h, 10 h, 24 h, 36 h, 48 h, 72 h, y 110 h, y se midió la dureza después del envejecimiento natural.


4.2 Después del envejecimiento natural durante 2,5 hy 36 h, se realizó nuevamente el envejecimiento artificial para examinar el efecto sobre la dureza del envejecimiento artificial posterior.


4.3 El envejecimiento natural de la barra después del tratamiento térmico de deformación "pull + aging artificial", probando su impacto en la dureza;


4.4 Se examinó el efecto de diferentes tasas de procesamiento de dibujo sobre la dureza y la flexión de barras.


5 Resultados experimentales y análisis


5.1 Prueba de envejecimiento natural después del temple por extrusión


Tome 10 barras apagadas con un diámetro de φ27.8 ± 0.10mm en línea y colóquelas durante 2 h, 5 h, 10 h, 24 h, 36 h, 48 h, 72 h y 110 h para un envejecimiento natural. Mida su dureza y dibuje la curva de dureza natural del envejecimiento como se muestra en la Figura 3.

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Fig. 3 Curva de endurecimiento natural del envejecimiento de la varilla de aluminio 2017


Se puede ver en la Fig. 3 que después del enfriamiento en línea de la barra extruida de aleación de 2017, el envejecimiento natural alcanza la dureza máxima durante 3 días, y la dureza máxima puede alcanzar Hv120 más o menos.


5.2 El envejecimiento artificial después del envejecimiento natural


Tome enfriamiento en línea enfriada, muestra de diámetro 27.8 ± 0.10mm bar 20, envejecimiento natural 2.5h, 36h, y luego (170 ° C × 8h) envejecimiento artificial, la dureza medida en la Tabla 3.

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Tabla 3 Dureza del envejecimiento artificial después de 2017 Envejecimiento


A partir de los datos en la Tabla 3, se puede ver que la dureza final lograda por el envejecimiento artificial durante 2,5 horas o 36 horas después del envejecimiento natural es básicamente la misma que la dureza máxima lograda por el envejecimiento natural.


5.3 envejecimiento natural después del dibujo y prueba de envejecimiento artificial


Treinta y seis muestras de barras con un diámetro de φ27,8 ± 0,10 mm se tomaron muestras en refrigerado por agua y se apagaron en línea, y luego se realizó el envejecimiento natural durante 2 horas, 18 horas y 42 horas, respectivamente. Después del dibujo, la barra se convirtió en un calibre de φ27.1 mm y el envejecimiento artificial se realizó en (170 ° C × 8 h). La dureza medida se muestra en la Tabla 4.

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Tabla 4 Dureza de la varilla de aluminio 2017 después del envejecimiento natural


En la Tabla 4, puede verse que cuando la velocidad de procesamiento del dibujo no cambia, el tiempo de envejecimiento natural puede aumentar la dureza de la barra después de "tirar + envejecimiento artificial", y después de 18 horas de envejecimiento natural, la dureza "dibujo + envejecimiento artificial" es interpretado. Los valores pueden cumplir con las especificaciones del producto.


5.4 Efecto de la velocidad de trazado en la dureza de las barras


Tome 10 varillas de diámetro φ28.5mm y φ27.8mm, el envejecimiento natural 18h después de dibujar en φ27.1mm, la tasa de procesamiento fue 15.3%, 8.2%, y luego el envejecimiento artificial (170 ° C × 8h), respectivamente, medido El promedio la dureza se muestra en la Figura 4.

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Figura 4 Efecto de diferentes velocidades de estirado en la dureza final de las varillas de aluminio de 2017


5.5 Experimento sobre el efecto de la velocidad de estiramiento sobre la tasa de flexión


Cuando la barra de φ28.5mm fue tirada una vez a un producto de φ27.1 ± 0.2mm, la tasa de procesamiento fue del 15.3%. Debido a la velocidad de procesamiento excesiva, la tensión residual del producto es grande, la superficie del producto se raya fácilmente y el producto se dobla severamente. Después de enderezar repetidamente, no se puede cumplir el requisito de flexión.


Después del cambio al proceso de dibujo de tres pasadas: el primer pase de φ28.5mm dibujado en φ27.9mm, el segundo pase de φ27.9mm que dibuja φ27.4mm, el tercer pase desde φ27.4mm dibujado en φ27.4mm. 1 ± 0.2mm, la tasa de procesamiento fue 6.7%, 5.8% y 3.6%, respectivamente. Aunque el arañazo en la superficie del producto se redujo y la flexión se mejoró hasta cierto punto, la tasa de aprobación del producto aún era muy baja, solo 35,6. %calificado.


Mientras se toman 27 piezas de barras de 27,8 mm de diámetro en un producto de φ27,1 ± 0,2 mm a la vez, la tasa de procesamiento fue del 8,2%. Después de enderezar, el producto terminado se cortó en 2500 mm. Todas las pruebas de flexión fueron calificadas. Los resultados se muestran en la Tabla 5.


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Tabla 5 Resultados de la prueba de flexión de la varilla de aluminio 2017


6 en conclusión


Desde la perspectiva de simplificar el proceso de producción y optimizar el proceso de producción, este artículo se centra en los métodos para producir barras de aleación de alta precisión y alta dureza 2017 bajo diferentes procesos de tratamiento térmico y diferentes tasas de procesamiento de dibujo.


6.1 En las condiciones de proceso de extrusión anteriores, el valor máximo de dureza de las aleaciones naturales después del enfriamiento en línea apaciguado por las aleaciones de 2017 solo puede llegar a Hv120 después de 3 días. El envejecimiento artificial después del envejecimiento natural no tiene un efecto evidente sobre la dureza.


6.2 Extienda el tiempo de envejecimiento natural antes de estirar las barras, puede aumentar la dureza de envejecimiento artificial después del dibujo.


6.3 Aumentar la velocidad de procesamiento del dibujo puede aumentar la dureza del producto después del envejecimiento artificial.


6.4 En las mismas condiciones de dibujo, la velocidad de procesamiento del dibujo tiene un efecto en la curvatura del producto. Cuanto mayor es la velocidad de procesamiento, mayor es la flexión;


6.5 Palanquilla de extrusión de Ex27.8mm con temperatura de salida de extrusión que se apaga en línea a más de 470 ° C, después de un envejecimiento natural de más de 18 h, una vez atrapada en una barra de .127,1 ± 0,02 mm y luego envejecimiento artificial (170 ° C × 8h) Puede alcanzar HV ≥ 135, rectitud ≤ 0.6mm / 2500mm requisitos técnicos.


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