Hvad er bøjningsgrænsen for en flad stang af 7075 aluminium?

Jeg har mange gange bukket 7075 fladjern til rumfartsdele. Denne legering er meget stærk - men også skrøbelig. Jeg lærte på den hårde måde, at bøjning af 7075 fladjern kræver omhu og planlægning.

7075?T6 er en af de stærkeste aluminiumslegeringer, du kan bruge - men styrken kommer på bekostning af formbarheden. Du har brug for den rigtige bøjningsradius, varme, værktøj og proces for at undgå revner.

1. Hvad er bøjningsgrænsen for en 7075 flad stang?

Når vi taler om "bøjningsgrænsen", henviser vi til minimum indvendig bøjningsradius og nogle gange maksimal bøjningsvinkel du kan opnå uden at knække.

• Minimum bøjningsradius er den tætteste indvendige kurve, du kan forme.
• Maksimal bøjningsvinkel er normalt specificeret for en standard 90° eller 180° bøjning.

For 7075?T6 har den mindste radius en tendens til at ligge mellem ca. 1,5× til 2× materialets tykkelse til tynde lagerlignende plader eller tynde flade stænger. For tykkere stænger (over ca. 6?mm eller 0,25") øges den nødvendige radius betydeligt - til så meget som 7× til 12× tykkelsenafhængigt af temperament og proces.

For eksempel: Hvis du bruger 0,5" (12,7?mm) tyk 7075?T6, skal den indvendige bøjningsradius være mindst 3,5" (≈7×t). Hvis den er strammere, opstår der som regel revner.

2. Hvordan måles bøjningsgrænsen?

Bøjningsgrænser måles og specificeres normalt ved hjælp af to parametre:

1. Indvendig bøjningsradius (R) - den indre radius, hvor metallet bøjes.
2. Materialets tykkelse (t) - ofte udtrykt i forholdstal (som R ≥ 7?t).

For grundig beregning:

• R = k × t hvor k er en faktor, der afhænger af legering, hærdning og metode.
  • Tynd plade i T6: k ~ 1,5 til 2
  • Tyk flad stang i T6: k ~ 7 til 12

Alternativt kan tabeller fra kilder som Aircraft Extrusion angive "tykkelse vs. minimumsradius" i tommer eller mm.

3. Hvilke faktorer påvirker bøjningsgrænsen?

Der er mange variabler, der afgør, hvor stramt man kan bøje en 7075-fladstang uden at den revner:

- Materialets temperatur

• T6 / T651 er temperamentet på sit højeste med lav duktilitet, tilbøjelige til at revne ved snævrere radier.
• Blødere temperamenter som T0 / T4 / T42 giver mere duktilitet, men mindre styrke.
• Varmeblegning (f.eks. retrogression eller opløsning + genældning) forbedrer bøjningsevnen.

- Tykkelse

Tykkere materialer kræver større bøjningsradier. Bøjningsgrænsen stiger i direkte forhold til tykkelsen.

- Bøjningsmetode

• Kold bøjning holder alt ved stuetemperatur - mest tilbøjelig til at knække.
• Varm bøjning (60-200 °C) hjælper med at lindre stress og tillader strammere bøjninger.
• Varmeassisteret formning (retrogression) kan forbedre bøjeligheden drastisk.

- Værktøj og overbøjning

Brug af matchende dorne og CNC-kontrolleret kompensation for overbøjning og tilbagespringning forbedrer i høj grad resultaterne.

- Springback

7075 har et højt udbytte og modul, så tilbagespring er vigtigt. Du skal overbøje for at tage højde for det.

4. Hvad er typiske bøjningsradier?

Her er realistiske retningslinjer for bøjningsradius baseret på tykkelse:

Eksempel: En 0,125″ (3,2?mm) 7075?T6-plade viser ofte R = 0,31″ i bøjningstabeller (~2,5×t).

5. Hvordan undgår man revner under bøjning?

Revner er det største problem med 7075. Se her, hvordan du forhindrer det:

A. Vælg den rigtige radius

Hold dig til bordets retningslinjer - stram aldrig mere end tilladt.

B. Brug varm eller varmeassisteret bukning

• Varm op til 60-200 °C før eller under bøjning. Dette kan reducere revnedannelse og nødvendig R.
• Retrogression: Hæv til ~250 °C + genmodning for kontrolleret bøjelighed.

C. Fortemperering

Form i blød tilstand (O eller T0), og æld derefter til T6 efter bøjning. Det giver det bedste forhold mellem duktilitet og styrke.

D. Korrekt værktøj

Brug værktøj af høj kvalitet med dorne og kompensation for tilbageslag. Sørg for, at emnet er fastholdt under bukningen.

E. Varmebehandling efter bøjning

Efter bøjning skal der efterbehandles (T6 eller T651) for at genoprette styrken. På den måde undgår man vedvarende svage punkter.

F. Prøvebøjninger

Lav altid en prototype før fuld produktion. Materiale som 7075 kan variere, så test er afgørende.

6. Sammenfattende tabel med nøglepunkter

7. Anbefalinger til brug i den virkelige verden

1. Tjek altid dit materiales temperatur før du planlægger en bøjning.
2. Mål tykkelse præcist, og vælg derefter en radius ≥ anbefalet multiplum.
3. Til T6 skal du sigte efter konservative bøjninger - foretrækker 10?×?t til kritiske dele.
4. Varm bøjning når det er muligt for at reducere risikoen for revner.
5. Værktøjsdesign er vigtigt-få korrekte dorne og kompensation for tilbageslag.
6. Anvend ældning efter bøjning for at genvinde fuld styrke.
7. Prototype før produktion-test på skrot for at finjustere processen.
8. Dokumenter hver eneste proces-temperatur, bukkevinkel, værktøj til repeterbarhed.

8. Eksempel på procesoversigt

Lad os sige, at du skal bruge en 90° bøjning i 12 mm (0,5″) 7075?T6 fladjern:

• Mål inden for R = 10?t = 120 mm (≈4,7″).
• Varm materialet op til ca. 150 °C i ovnen.
• Brug CNC-dornbukker med programmeret overbøjning.
• Efter bøjning, hold for stressaflastning, og modn derefter ved 120 °C i 24 timer.
• Undersøg for revner, og mål dimensionerne før brug.

9. Afsluttende tanker

Bøjning af flade stænger i 7075 aluminium er krævende arbejde - men det kan lade sig gøre. Det kræver respekt for dets grænser og smart ingeniørarbejde:

• Forstå din bøjningsradius i forhold til tykkelsen.
• Brug den rigtige temperatur og kontrolleret opvarmning.
• Brug det rigtige værktøj, og følg retningslinjerne for aflastning.

Når det gøres rigtigt, får du stærke, præcisionsbøjede dele til brug i rumfart, mekanik og konstruktion. Hvis du har en specifik profil, tykkelse eller et emne, hjælper jeg gerne med at dimensionere processen nøjagtigt.