Контроль температуры нагреваалюминиевый сплавИзбыточная температура может не только вызвать трещины, но и различные дефекты.Ниже приведен анализ технологии управления температурой, механизм воздействия температуры и профилактические меры:
I. Технология точного управления температурой нагрева
1Установка температурного порога на основе сорта сплава
|
Пример: при изготовлении 7075 оболочек аккумуляторов компания использует сегментированный контроль температуры: на стадии предварительного нагрева он сохраняется при температуре 400°C в течение 2 часов,и затем нагревают до постоянной температуры 430°C±5°C, чтобы обеспечить полное растворение β-фазы (MgZn2), избегая плавления при низкой температуре плавления (475°C) на границе фазы α+β.
2Оборудование для отопления и система контроля температуры
Газовая печь с сегментированным регулированием температуры: используется трехкамерная печь непрерывного нагрева (камера предварительного нагрева 400°C, камера нагрева 450°C и камера уравнивания 430°C),с инфракрасным термометром (точность ±3°C), а равномерность температуры печи контролируется в пределах ±10°C.
Точный контроль электрической нагревательной печи: вакуумная печь с сопротивлением использует интеллектуальную систему управления температурой PID для нагрева до установленной температуры со скоростью 5 °C/мин.и колебание стадии изоляции ≤±5°C, который подходит для чувствительных сплавов, таких как серия 7.
Динамическая компенсация индукционного нагрева: для сложнообразных кованых изделий (таких как многостворчатые конструкции оболочек аккумуляторов),Среднечастотный индукционный нагрев (частота 20-50 кГц) используется для локальной компенсации температуры посредством эффекта вихревого тока, так что разница температуры поперечного сечения меньше 15°C.
3Симуляция температурного поля и мониторинг в режиме реального времени
Симуляция CAE перед кованием: Deform-3D используется для моделирования процесса нагрева и прогнозирования распределения температуры козырька.Симуляция определенного L-образного ковки батареи подкрепления показывает, что температура в углу на 20°C ниже, чем на плоскостиВ фактическом производстве это компенсируется перегородными нагревательными катушками.
Онлайн-инфракрасный термокамер: скорость сканирования 100 кадров в секунду, генерация в режиме реального времени карты температурных облаков, когда обнаруживается местная превышение температуры (например, > установленное значение 15 °C),система автоматически запускает устройство охлаждения воздухом для охлаждения.
II. Анализ механизма трещин, вызванных чрезмерной температурой
1. дефекты конструкции, вызванные тепловыми повреждениями
Три характеристики перегорания:
Окислительные треугольники появляются на границах зерна (когда температура превышает эвтектическую точку плавления, Mg2Si и другие фазы тают);
Границы зерна расширяются и образуют сеть (например, когда 6061алюминиевый сплавнагревается при температуре 560°C в течение 20 минут, соотношение жидкой фазы на границе зерна достигает 3%);
Среди дендритов появляются переплавляющиеся шары (7075алюминиевый сплавсохраняется при 480°C в течение 1 часа, и фаза Al-Zn-Mg между дендритами тает).
Гранулированные и слабые зерна: когда температура превышает верхнюю границу температуры рекристаллизации (например, 460°C для 7075),размер зерна быстро увеличивается с 10-20 мкм в кованом состоянии до более 500 мкм, пластичность уменьшается на 40%, и трещины возникают вдоль границ зерна во время ковки.
2Концентрация напряжения вызывает трещины.
Разница температур в напряжении: при слишком быстрой скорости нагрева (например, > 15 °C/мин), разница температуры между поверхностью и ядром ковки > 50 °C,генерация теплового напряжения (σ=EαΔT)При σ> прочности материала (например, 7075 при 400°C σs=120MPa) происходит трещины.
Суперпозиция напряжения фазового преобразования: когда алюминиевый сплав 2-х серий нагревается до 500 °C, скорость растворения θ-фазы (CuAl2) неравномерна,и локальное фазовое преобразование напряжение накладывается на напряжение ковки, в результате чего трещина расширяется вдоль границы зерна.
III. Противопоказания к процессу крекинга
1Контроль нагрева и изоляции на склонах
Кривая отопления по ступенчатому типу:
Низкотемпературная секция (200-300°C): скорость нагрева 5°C/мин, устранение внутреннего напряжения корпуса;
Среднетемпературный участок (300-400°C): скорость 10°C/мин, способствует равномерному распределению второй фазы;
Высокотемпературная секция (400 - установленная температура): скорость 5°C/мин, обеспечение равномерной температуры.
Расчет времени изоляции: в соответствии с толщиной блока (мм) × 1,5-2 мин/мм, например, 7075 блока толщиной 100 мм, изоляция 430 °C в течение 2,5-3 ч, так что фаза укрепления полностью растворена.
2. предварительное нагревание и изотермическая ковка
Соответствие температуры формы: перед ковкой формы предварительно нагревают до 250-300 °C (6 серий) или 180-220 °C (7 серий) для уменьшения температурной разницы напряжения, вызванной быстрым охлаждением ковки.
Технология изотермической ковки: ковка с низкой скоростью 0,01-0,1 мм/с на сервопрессе, в то время как встроенный нагревательный стержень в форме поддерживает температуру стержня на ±3 °C,который подходит для сложных тонкостенных оболочек аккумуляторов (толщина стенки <3 мм).
3Предотвращение и выявление трещин
Обработка поверхности перед нагревом: удалить окислительную чешую на поверхности коробки (когда толщина > 0,2 мм, микротрещины под окислительным чешуем расширяются при высокой температуре),и использовать отчистки отстрела или щелочной стирки для предварительной обработки.
Контроль неразрушающего испытания: 100% ультразвуковое обнаружение ошибок (частота 2.5-5 МГц) после ковки для обнаружения ослабления границы зерна, вызванного перегоранием (амплитуда отражения ≥φ2 мм, эквивалент плоского дна отверстия).
Электронная почта:cast@ebcastings.com
Контроль температуры нагреваалюминиевый сплавИзбыточная температура может не только вызвать трещины, но и различные дефекты.Ниже приведен анализ технологии управления температурой, механизм воздействия температуры и профилактические меры:
I. Технология точного управления температурой нагрева
1Установка температурного порога на основе сорта сплава
|
Пример: при изготовлении 7075 оболочек аккумуляторов компания использует сегментированный контроль температуры: на стадии предварительного нагрева он сохраняется при температуре 400°C в течение 2 часов,и затем нагревают до постоянной температуры 430°C±5°C, чтобы обеспечить полное растворение β-фазы (MgZn2), избегая плавления при низкой температуре плавления (475°C) на границе фазы α+β.
2Оборудование для отопления и система контроля температуры
Газовая печь с сегментированным регулированием температуры: используется трехкамерная печь непрерывного нагрева (камера предварительного нагрева 400°C, камера нагрева 450°C и камера уравнивания 430°C),с инфракрасным термометром (точность ±3°C), а равномерность температуры печи контролируется в пределах ±10°C.
Точный контроль электрической нагревательной печи: вакуумная печь с сопротивлением использует интеллектуальную систему управления температурой PID для нагрева до установленной температуры со скоростью 5 °C/мин.и колебание стадии изоляции ≤±5°C, который подходит для чувствительных сплавов, таких как серия 7.
Динамическая компенсация индукционного нагрева: для сложнообразных кованых изделий (таких как многостворчатые конструкции оболочек аккумуляторов),Среднечастотный индукционный нагрев (частота 20-50 кГц) используется для локальной компенсации температуры посредством эффекта вихревого тока, так что разница температуры поперечного сечения меньше 15°C.
3Симуляция температурного поля и мониторинг в режиме реального времени
Симуляция CAE перед кованием: Deform-3D используется для моделирования процесса нагрева и прогнозирования распределения температуры козырька.Симуляция определенного L-образного ковки батареи подкрепления показывает, что температура в углу на 20°C ниже, чем на плоскостиВ фактическом производстве это компенсируется перегородными нагревательными катушками.
Онлайн-инфракрасный термокамер: скорость сканирования 100 кадров в секунду, генерация в режиме реального времени карты температурных облаков, когда обнаруживается местная превышение температуры (например, > установленное значение 15 °C),система автоматически запускает устройство охлаждения воздухом для охлаждения.
II. Анализ механизма трещин, вызванных чрезмерной температурой
1. дефекты конструкции, вызванные тепловыми повреждениями
Три характеристики перегорания:
Окислительные треугольники появляются на границах зерна (когда температура превышает эвтектическую точку плавления, Mg2Si и другие фазы тают);
Границы зерна расширяются и образуют сеть (например, когда 6061алюминиевый сплавнагревается при температуре 560°C в течение 20 минут, соотношение жидкой фазы на границе зерна достигает 3%);
Среди дендритов появляются переплавляющиеся шары (7075алюминиевый сплавсохраняется при 480°C в течение 1 часа, и фаза Al-Zn-Mg между дендритами тает).
Гранулированные и слабые зерна: когда температура превышает верхнюю границу температуры рекристаллизации (например, 460°C для 7075),размер зерна быстро увеличивается с 10-20 мкм в кованом состоянии до более 500 мкм, пластичность уменьшается на 40%, и трещины возникают вдоль границ зерна во время ковки.
2Концентрация напряжения вызывает трещины.
Разница температур в напряжении: при слишком быстрой скорости нагрева (например, > 15 °C/мин), разница температуры между поверхностью и ядром ковки > 50 °C,генерация теплового напряжения (σ=EαΔT)При σ> прочности материала (например, 7075 при 400°C σs=120MPa) происходит трещины.
Суперпозиция напряжения фазового преобразования: когда алюминиевый сплав 2-х серий нагревается до 500 °C, скорость растворения θ-фазы (CuAl2) неравномерна,и локальное фазовое преобразование напряжение накладывается на напряжение ковки, в результате чего трещина расширяется вдоль границы зерна.
III. Противопоказания к процессу крекинга
1Контроль нагрева и изоляции на склонах
Кривая отопления по ступенчатому типу:
Низкотемпературная секция (200-300°C): скорость нагрева 5°C/мин, устранение внутреннего напряжения корпуса;
Среднетемпературный участок (300-400°C): скорость 10°C/мин, способствует равномерному распределению второй фазы;
Высокотемпературная секция (400 - установленная температура): скорость 5°C/мин, обеспечение равномерной температуры.
Расчет времени изоляции: в соответствии с толщиной блока (мм) × 1,5-2 мин/мм, например, 7075 блока толщиной 100 мм, изоляция 430 °C в течение 2,5-3 ч, так что фаза укрепления полностью растворена.
2. предварительное нагревание и изотермическая ковка
Соответствие температуры формы: перед ковкой формы предварительно нагревают до 250-300 °C (6 серий) или 180-220 °C (7 серий) для уменьшения температурной разницы напряжения, вызванной быстрым охлаждением ковки.
Технология изотермической ковки: ковка с низкой скоростью 0,01-0,1 мм/с на сервопрессе, в то время как встроенный нагревательный стержень в форме поддерживает температуру стержня на ±3 °C,который подходит для сложных тонкостенных оболочек аккумуляторов (толщина стенки <3 мм).
3Предотвращение и выявление трещин
Обработка поверхности перед нагревом: удалить окислительную чешую на поверхности коробки (когда толщина > 0,2 мм, микротрещины под окислительным чешуем расширяются при высокой температуре),и использовать отчистки отстрела или щелочной стирки для предварительной обработки.
Контроль неразрушающего испытания: 100% ультразвуковое обнаружение ошибок (частота 2.5-5 МГц) после ковки для обнаружения ослабления границы зерна, вызванного перегоранием (амплитуда отражения ≥φ2 мм, эквивалент плоского дна отверстия).
Электронная почта:cast@ebcastings.com
