1. Az öregedési hatás alapelve
A hőkezelhető megerősített alumínium profilok, mint például a 6061, 6063, 6005 és 6013 (főleg Al-Mg-Si sorozat) túltelített szilárd oldatot képeznek az extrudálás, az oldatos hőkezelés és az oltás után, mivel az Mg és Si ötvözőelemek gyorsan megrekednek az alumíniummátrixban. Ez a mikrostruktúra termodinamikailag instabil. Szobahőmérsékleten vagy szabályozott fűtési körülmények között az oldott anyag atomjai spontán módon diffundálnak és aggregálódnak, szekvenciálisan GP zónákat, metastabil "fázist", "" fázist és végül az egyensúlyi Mg2Si fázist képezve. Az egyenletesen eloszlatott nano kicsapja a csapok elmozdulását és a szemcsehatárokat, hogy megkeményítse az anyagot és javítsa szilárdságát. Ezt a csapadékfejlődési folyamatot összefoglalóan az öregedési hatásként határozzák meg, amely olyan alapvető anyagtulajdonság, amelyet szigorúan ellenőrizni kell az alumínium profilok CNC megmunkálásánál.
Az öregedés fel van osztvatermészetes öregedés (szobahőmérsékletű öregedés)ésmesterséges öregedés (emelt hőmérsékletű öregedés). Három szakaszból áll még: alulöregedés, csúcsöregedés és túlöregedés. A különböző öregedési állapotok közvetlenül meghatározzák a CNC vágási teljesítményt, az alkatrészek méretstabilitását, a mechanikai tulajdonságokat és a felületi megmunkálás minőségét.
Általános iparági T-temper definíciók: T4=Oldat hőkezelés + természetes öregedés; T5=Extrudációs léghűtés + mesterséges öregítés; T6=Vízhűtés oldatos kezelés után + csúcs mesterséges öregítés; T651 / T6511: Előfeszítéssel a feszültség enyhítésére, kifejezetten nagy pontosságú CNC megmunkáláshoz.
2. Az öregedési hatások osztályozása és hatásaik a CNC megmunkálásra
2.1 Természetes öregedési hatás (szobahőmérsékletű öregedés)
A kioltás után a profilok környezeti hőmérsékleten spontán GP zónákat képeznek. A keménység és a folyáshatár lassan növekszik a tárolási idővel, miközben a rugalmasság fokozatosan csökken. A 6XXX sorozatú ötvözetek esetében a természetes öregedési csúcsot általában néhány napon belül több mint tíz napon belül érik el, amit lassú növekedési ütem követ.
Fájdalompontok CNC megmunkáláshoz:
Instabil bejövő anyagállapot: Az azonos tételből származó, eltérő tárolási idővel rendelkező profilok nagy keménységi ingadozást, inkonzisztens forgácsolási ellenállást és szerszámkopást mutatnak, ami rossz méretkonzisztenciát eredményez a tömeggyártásban.
Tároló hatás (késleltetett öregedés): Ha mesterséges öregítést egy természetes öregedési időszak után hajtanak végre, a végső csúcsszilárdság csökken, ami minősíthetetlen szilárdságot eredményez a külkereskedelmi hűtőbordák és vezérlőházak tömeges rendeléseinél.
Természetes öregedés durva megmunkálás után: A nagyoló marás során nagy mennyiségű anyagot távolítanak el, megbontva az eredeti feszültség egyensúlyt. A következő napokban is folytatódik a lassú deformáció, ami a tűrésen túli síkságot és párhuzamosságot okoz, ami a vékony falú héjak, a hosszú vezetősínek és a szellőzőrácsok esetében szembetűnő.
Alkalmazási forgatókönyvek:Alkalmas hajlítást, furattágítást és ezt követő műanyag alakítást igénylő alkatrészekhez; általában nem alkalmazzák a nagy pontosságú kész CNC alkatrészekhez.
2.2 Mesterséges öregedési hatás (szabályozott hőmérsékletű öregedés, főáramú T5 / T6 folyamat)
A profilokat állandó 150-185 fokos hőmérsékleten tartják egy öregedő kemencében, hogy felgyorsítsák a csapadékképződést és rövid időn belül elérjék a kívánt mechanikai tulajdonságokat. Ez a legszélesebb körben használt öregítési módszer a CNC alumínium profilokhoz.
Alulöregedés: Elégtelen tartási idő; a csapadék kicsi és kis mennyiségben. A szilárdság és a keménység viszonylag alacsony, jó hajlékonysággal. A forgácsolás könnyű, de az alkatrész merevsége nem kielégítő, ami vágási csattanást, befogási deformációt és visszaugrást okoz a megmunkálás után.
Csúcs öregedés: Optimális folyamatablak a legnagyobb mennyiségű és egyenletes méretű '' csapadékkal. A szilárdság és a keménység eléri a maximális értéket. Általában szerkezeti részekhez, hűtőbordákhoz és alumíniumházakhoz használják. A megmunkálás stabil, kellő anyagmerevséggel, miközben csökken a hajlékonyság és megváltoznak a forgácstörési jellemzők. Speciális alumínium minőségű vágószerszámokra és a hozzáillő vágási paraméterekre van szükség.
Túlöregedés: A túlzott tartási idő vagy a magas hőmérséklet a csapadék eldurvulásához és szferoidizálódásához vezet. A szilárdság és a keménység csökken, míg a szívósság és a feszültség-korrózióállóság javul. Kisebb a forgácsolási ellenállás és kisebb a megmunkálási feszültség, jobb méretstabilitás mellett, a hosszú távú stabilitást igénylő precíziós alkatrészekre alkalmazva. Hátránya, hogy a szilárdság nem tudja kielégíteni a teherhordó szerkezeti részek követelményeit.
2.3 Stressz-öregedés (stresszoldó öregedés, precíziós CNC-alkatrészek alapfolyamata)
Könnyű összetévesztenicsapadék erősítő öregedésésstresszoldó öregedés. Az extrudálás, a kioltás és a durva megmunkálás reteszeli a profilon belüli maradékfeszültséget. A stressz relaxáció és a stresszoldás egyszerre történik az öregedés során, az úgynevezettaz öregedés stresszoldó hatása.
Profilok gyári öregítése: Megszünteti az extrudálásból és a kioltásból származó maradék feszültséget.
Közbenső öregítés nagyoló megmunkálás után (nagyoló megmunkálás → öregítés → simító megmunkálás): CNC nagyoló marásnál nagy ráhagyás kerül eltávolításra, és az eredeti feszültségmező megszakad. Az alacsony hőmérsékletű öregítés vagy a szobahőmérsékleten történő tárolás előre feloldja a feszültséget, így a méretek nem fognak elsodródni a megmunkálás befejezése után. Ez a nagy pontosságú CNC alumínium alkatrészek, például az ipari vezérlőházak, a fotovoltaikus profilok és a precíziós tartókonzolok szabványos folyamata.
Legfontosabb megkülönböztetés: Az öregedés elsődleges funkciója a csapadék erősítése; stressz-lazítás kísérő hatás. A T651 előfeszített profilok az öregedés előtt nyújtást alkalmaznak, hogy kiegyenlítsék a kioltási feszültséget, és nagymértékben csökkentsék az öregedési deformáció hajlamát.
2.4 Visszaállítás és újraöregedés (RRA, kiváló minőségű, nagy szilárdságú alumínium profilok)
Leginkább a 7-es sorozatú nagy szilárdságú alumíniumötvözetekhez alkalmazzák. Az eljárás magában foglalja a csúcsöregedést, a rövid ideig tartó magas hőmérsékletű reverziót és a másodlagos alacsony hőmérsékletű öregítést, kiegyensúlyozva a nagy szilárdságot és a feszültség-korrózióállóságot. Csúcskategóriás CNC szerkezeti alkatrészekben használják, míg a közönséges 6-os sorozatú alumíniumprofilokhoz ritkán alkalmazzák a magas költségek és a szűk folyamatablak miatt.
3. Az öregedési hatások által okozott öt fő ipari hatás (CNC megmunkálási oldal)
3.1. A mechanikai tulajdonságok és a megmunkálhatóság közötti csatolás
Az öregedési állapot közvetlenül megváltoztatja az alumíniumötvözetek folyás/húzóképesség arányát és nyúlását. Az alulöregedett alumínium puha, és hajlamos a beépült él- és szerszámtapadásra; csúcskorú anyag stabil vágást és jó forgácstörést biztosít; a túlöregedett anyag jobb rugalmassággal és kiváló felületi minőséggel rendelkezik a befejezés után. Ha ugyanazt a CNC-programot használják különböző öregedési tételek profiljaihoz, akkor inkonzisztens szerszámnyomok, sorja, méreteltolódás és szerszámélettartam lép fel. A tengerentúli ügyfeleknek szánt OEM alumínium profil rendeléseknél a rajzok egyértelműen meghatározzák a T5 / T6 temperálást, ami lényegében lezárja a vágási teljesítmény és az öregedés által meghatározott mechanikai tulajdonságok határát.
3.2 Öregedési deformációs hatás (a tételes selejt fő oka)
Az öregedési deformáció két kategóriába sorolható: ① Az öregedési hőkezelés során kialakuló deformáció: A profilok aszimmetrikus keresztmetszete vagy nagy falvastagság-különbsége a melegítés során egyenetlen feszültségleadáshoz vezet, ami hajlítást és csavarodást, valamint pontatlan referenciafelületeket eredményez a CNC-szerelvényeken. ② Kúszás deformáció megmunkálás után: Az alkatrészek a gépen méretminősítettek, de a folyamatos öregedés és a fokozatos feszültségleadás miatt lassan deformálódnak az offline állapot után órákon vagy heteken belül. A hosszú alumínium tartórudak, a hosszú sínek és a vékony díszítőcsíkok magas kockázatú termékek.
Irányítási megoldások: A szimmetrikus keresztmetszetű profilok előnyben részesítése; alkalmazza a köztes öregítést durva megmunkálás után simítási ráhagyással; Használjon kis vágási mélységet a simításnál, és kerülje a nehéz egyoldalú marást.
3.3 Öregedés hatása az elektromos vezetőképességre és az eloxált felületre
A Mg2Si kicsapódás megváltoztatja a mátrix vezetőképességét. Az elektromos vezetőképesség az öregedés előrehaladtával nő. A hűtőborda profiloknál a teljesen öregített anyag nagyobb hővezető képességet és jobb hőelvezetési teljesítményt biztosít. Mindeközben az öregedés állapota befolyásolja az eloxálási eredményeket: a fiatalabb profilok színkülönbséget és egyenetlen bevonatot mutatnak; A csúcskorrekciós profilok egységes és stabil oxidfilmeket adnak, amelyek az alumínium házak és dekoratív elemek alapválasztéka.
3.4 Öregedési érzékenység és ötvözet-különbség hatása
A 6063 széles öregedési ablakkal rendelkezik, és alkalmas ajtók, ablakok és díszlécek T5 léghűtéses öregítésére,. 6061 nagyobb az oltási érzékenysége, és előnyösen T6 vízhűtéses a CNC szerkezeti részekhez. 7075 és más nagy szilárdságú alumíniumötvözetek nagyon érzékenyek az öregedésre. A természetes öregedés tárolása jelentősen megváltoztatja a későbbi mesterséges öregítési eredményeket, így a beérkező anyagokat nem lehet véletlenszerűen tárolni a hőkezelés előtt.
3.5 Öregedés késleltetett hatása (folyamat kockázati pontja)
Késleltetett öregítés az oltás után: Ha az oltás és a kemencés öregítés közötti intervallum túl hosszú, akkor a szobahőmérsékleten történő természetes öregítés során bőséges GP-zónák képződnek, és a későbbi mesterséges öregítés során elnyomják a "" fázis kicsapódását, így a végső szilárdság nem felel meg a húzási követelményeknek. Ez a leggyakoribb rejtett minőségi hiba a hőkezelő üzemekben és a CNC műhelyekben. Az exportrendeléseknél a szakítószilárdság és keménység minősítetlen mintavételezése többnyire ennek az oka.
4. Öregedésgátló megoldások CNC megmunkálóipar számára (gyakorlati folyamat)
Bejövő anyagok ellenőrzése: Tárolja az anyagokat T hőmérséklet szerint, és rögzítse a kioltás dátumát és tárolási időtartamát. A nagy pontosságú alkatrészekhez előnyben részesítse a T651 feszültségmentesített profilokat.
Az öregedés beágyazása a folyamatokba: Szabványos eljárás a nagy pontosságú alkatrészekhez: Extrudálás és oldatos hőkezelés → Gyári öregítés → Durva megmunkálás → Alacsony hőmérsékletű feszültségmentesítő öregítés / Szobahőmérsékletű tárolás 24–72 óráig → Félsimítás → Megmunkálás befejezése.
Illesztő megmunkálási folyamat: Használjon nagy sebességű, nagy előtolású éles keményfém- vagy PCD-vágókat alumíniumhoz csúcskorrekciós profilokhoz; csökkentse a vágási hőmérsékletet az elöregedett profiloknál, hogy elnyomja a beépült élt.
Az öregedési paraméterek zárolása: Rögzítse az öregedési hőmérsékletet és a tartási időt az ötvözet minőségének és a szelvény vastagságának megfelelően. Hosszabbítsa meg a vastag falú profilok tartási idejét, hogy elkerülje az inkonzisztens öregedést a felülettől a magig.
Kész termék ellenőrzése: A méretellenőrzést nem csak a precíziós alkatrészeknél lehet elvégezni a gépen. A hosszú távú méretstabilitás igazolására az öregedési tárolás után ismételje meg a tesztet.
5. Összegzés
A CNC megmunkálású alumínium profilok öregedési hatása jóval több, mint egyszerű edzés. Ez egy átfogó változás, amely mikroszkopikus csapadékkal, feszültséglazítással, mechanikai tulajdonságokkal, vágási jellemzőkkel, méretstabilitással, termikus és elektromos teljesítménnyel párosul. Az alumínium profilú CNC processzorok, az egyedi extrudáló gyártók és a külkereskedelmi OEM-vállalkozások esetében az öregedés az extrudálást, hőkezelést, CNC marást és felületkezelést összekötő központi csomópontként működik. Sok meghibásodást, mint például a gyenge pontosság, az elégtelen szilárdság, az eloxáló színkülönbség és a gyártás utáni deformáció alapvetően a nem megfelelő öregedésszabályozás okozza. Az öregedési hatások ésszerű felhasználása és az egymáshoz illő CNC-folyamatok lehetővé teszik a hűtőbordák, ipari házak, szerkezeti konzolok és dekoratív profilok stabil szállítását.
