Alumiiniumprofiilide kõvadusasteid vastavalt sulamile?
Ekstrudeeritud alumiinium pehme, madala kõvadusega sulamiga võib koormuse all mõnikord painuda, kuluda või deformeeruda. See põhjustab osade rikkeid või kiiret kulumist.
Õige sulami ja karastuse valik annab ekstrudeeritud alumiiniumprofiilidele tugevuse, kulumiskindluse ja usaldusväärse töötlemise jaoks vajaliku kõvaduse.
Uurime, millised sulamid pakuvad suurimat kõvadust, kuidas seda mõõta, kuidas mõjutab seda karastamine ja kuidas see mõjutab töödeldavust.
Millised alumiiniumsulamid on kõige kõvemad?
Kui valite alumiiniumisulamit ekstrusiooniks, on sulami keemiline koostis väga oluline. Mõned sulamid kõvenevad loomulikult rohkem kui teised, mis annab neile suurema tugevuse, kõvaduse ja kandevõime.
7000-seeria sulamid (nagu 7075) saavutavad sageli tavaliste alumiiniumsulamite seas kõrgeima kõvaduse. 6000-seerias on sulamitel nagu 6061-T6 ja 6082-T6 mõõdukas kuni kõrge kõvadus; pehmemad sulamid (nagu 6063) on madalama kõvadusega, kuid kergemini vormitavad ja viimistletavad.
Tüüpiliste sulamite ja kõvaduse võrdlus
| Sulam (tavaline ekstrusioonides või sepistatud) | Tüüpiline temperatuur / seisund | Suhteline kõvadus / tugevus* | Tüüpiline kasutus / Kommentaarid |
|---|---|---|---|
| 7075 (7xxx-seeria) | T6 | Kõrgeim tavalise alumiiniumi seas | Lennundus, suure koormusega osad |
| 6082-T6 (6xxx-seeria) | T6 | Kõrge, struktuuriline | Raamid, raskeveokite profiilid |
| 6061-T6 | T6 | Mõõdukas kuni kõrge | Üldotstarbelised masinaosad |
| 6005-T5 / T6 | T5 või T6 | Keskmine | Mõõdukas tugevus, parem ekstrudeeritavus |
| 6063-T5 / T6 | T5 või T6 | Alumine | Arhitektuuriline, dekoratiivne kasutus |
* Brinelli või Rockwelli kõvaduse alusel
Sulam 7075-T6 on kõvem kui 6061-T6.Tõsi
7075-T6 kasutab võrreldes 6061-T6-ga rohkem legeerivaid elemente ja tugevamat sadestumiskõvendust, mis annab suurema kõvaduse ja tugevuse.
6063-T6 ekstrusioonid on pehmemad ja kergemini vormitavad kui 6061-T6.Tõsi
6063 on madalama kõvaduse ja voolavuspiiriga, mis parandab vormitavust ja pinnaviimistlust ekstrusioonil ja vormimisel.
Kuidas mõõdetakse ekstrudeeritud profiilide kõvadust?
Kõvadus ei ole oletuste küsimus: tootjad ja inspektorid mõõdavad seda standardkaalude ja -instrumentidega.
Kõvaduse katsetamine tagab, et ekstrudeeritud profiilid vastavad tugevuse ja kulumiskindluse nõuetele enne tarnimist või töötlemist.
Tavalised meetodid
- Brinelli kõvadus (HB): Laialdaselt kasutatav alumiiniumi puhul, kasutab kuuli ja mõõdab sisselõike suurust.
- Rockwell B (HRB): Mõõdab koormuse all tungimissügavust, sobib pehmematele metallidele, nagu alumiinium.
- Vickers (HV): Täpne, väikeste pindade või õhukeste seinte jaoks.
Tüüpilised tulemused:
- 6061-T6: ~95 HB, ~60 HRB
- 6063-T6: ~73 HB
- 7075-T6: ~150 HB
Kõvaduse katsetamine on oluline õige karastuse kinnitamiseks. Kui kuumtöötlus on vale või ebajärjekindel, võib tegelik kõvadus jääda alla spetsifikatsiooni, mis võib põhjustada koormuse rakendamisel rikkeid.
6061-T6 alumiiniumprofiilide kõvadus on tavaliselt umbes 95 HB või 60 HRB.Tõsi
6061-T6 tehnilistes andmelehtedes on tavaliselt märgitud Brinelli kõvaduseks ~95 või Rockwelli B kõvaduseks ~60.
Ekstrudeeritud alumiiniumi kõvaduse katsetamiseks kasutatakse standardmeetodeid, nagu Brinelli, Rockwelli B või Vickersi skaala.Tõsi
Need on alumiiniumisulamite standardseid kõvaduse katsemeetodeid, mida tavaliselt kasutatakse temperatuuri ja tugevuse kontrollimiseks.
Kas karastamisprotsessid võivad suurendada pinna kõvadust?
Jah. Kuumtöödeldavate alumiiniumsulamite puhul suurendab õige karastamine (kuumtöötlemine + vanandamine) oluliselt kõvadust ja tugevust.
Tempering (või vanandamine) võimaldab sadestumiskõvenemist sobiva keemilise koostisega sulamites. Õige ekstrudeerimise ja kuumtöötlemise abil suurenevad kõvadus ja tugevus märkimisväärselt.
Karastamisprotsess:
- Lahuse kuumtöötlemine: Kuumuta sulam, et lahustada elemendid
- Kustutamine: Kiire jahutamine struktuuri lukustamiseks
- Vananemine (T5, T6): Sadestub, kõveneb materjal
Ainult teatud sulamid (nagu 6061, 6082, 7075) reageerivad karastamisele. Kuumtöötlemiseks sobimatud sulamid (nagu 1100 või 3003) saavutavad kõvaduse külmtöötlemise abil.
Ilma õige karastamiseta jääb isegi kõrgekvaliteediline sulam pehmeks. Seetõttu on karastamise määramine (nt T5 või T6) sama oluline kui sulami number.
Karastamisega saadud sadestumiskõvendamine suurendab oluliselt alumiiniumsulamite kõvadust pärast ekstrusiooni.Tõsi
Õige kuumtöötlemine ja vanandamine põhjustavad sadestumisi, mis tugevdavad sulamit ja suurendavad kõvadust võrreldes ekstrudeeritud või lõõmutatud seisundiga.
Karastamine ei muuda kuumtöötlemiseks sobimatute alumiiniumisulamite kõvadust.Tõsi
Ainult kuumtöödeldavad sulamid reageerivad sadestumisega kõvenemisele; kuumtöötlemata sulamid sõltuvad töökõvenemisest ega kõvene karastamisega.
Kas kõvemad sulamid mõjutavad töödeldavust?
Kõvem sulam on tugevam ja kulumiskindlam. Kuid see tähendab tavaliselt, et seda on raskem töödelda.
Jah — üldiselt muudavad kõvemad alumiiniumsulamid või suure tugevusega karastused töötlemise keerulisemaks võrreldes pehmemate sulamitega. Pehmemad sulamid on kergemini lõigatavad, annavad parema pinnaviimistluse ja vähendavad tööriistade kulumist.
Töötlemise mõjud
- Pehmed sulamid: Lihtsam lõigata, vähem tööriistade kulumist, siledam viimistlus (nt 6063, 3003)
- Kõvad sulamid: Vajalikud on teravamad tööriistad, madalamad kiirused, rohkem jahutusvedelikku; tööriistad võivad kuluda kiiremini (nt 7075, 6082)
Paljudel juhtudel peavad disainerid tasakaalustama tugevust ja töödeldavust. Kui detail vajab ranget tolerantsi või pikki töötlemistsükleid, võib abiks olla veidi pehmema, kuid siiski tugeva sulami (nagu 6061) kasutamine.
Pehmemad alumiiniumsulamid, nagu 6063, on kergemini töödeldavad kui kõvemad sulamid, nagu 6061 või 6082.Tõsi
Madalam kõvadus vähendab tööriista kulumist ja võimaldab sujuvamat töötlemist ja viimistlemist.
Kõvemad alumiiniumisulamid ei mõjuta töötlemise raskust võrreldes pehmemate sulamitega.Vale
Kõrgem kõvadus suurendab tööriistade kulumist, nõuab tugevamaid lõikeriistu või aeglasemat töötlemiskiirust, mistõttu töötlemine muutub raskemaks kui pehmete sulamite puhul.
Kokkuvõte
Alumiiniumprofiili kõvadus sõltub sulamist ja karastamisest. Sulamid nagu 7075, 6082, 6061 annavad pärast nõuetekohast karastamist suurema kõvaduse ja tugevuse, samas kui 6063 on kergem vormida ja töödelda. Kõvaduse mõõtmine Brinelli, Rockwelli või Vickersi skaalal tagab õige tugevuse. Karastamine (kuumtöödeldavate sulamite puhul) suurendab tõhusalt kõvadust. Kuid kõvemad sulamid vähendavad töödeldavust ja muudavad töötlemise keerulisemaks. Valik peab tasakaalustama tugevuse vajadusi, töödeldavust, vormitavust ja viimistlust.
