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单孔模挤压6082铝合金棒材粗晶问题的研究

更新时间:2009-03-28

0 前言

随着汽车工业的高速发展,产品不断更新换代,对配件的要求不断提高。铝合金以其质轻、比强度高、可强化、无低温脆性、耐腐蚀性能优秀等优点受到汽车配件市场的青睐,越来越多的铝制品被投入到汽车配件加工产业中,市场前景较好。由于汽车配件对质量要求较高,金属缺陷控制较严,以锻造产品为例,多数配件制造及加工企业对粗晶层等影响锻件质量的缺陷有明确限制。实际生产中影响因素众多,挤压过程情况复杂。周令德[1~2]等对挤压铝材粗晶环产生的机理进行了分析。李炜炜[3]发现减少Cr、Mn等元素含量可增大粗晶环厚度。曹振华[4]发现使用双孔模具进行挤压是解决粗晶问题的有效途径之一。而对使用单孔模解决粗晶问题的报道较少。本研究立足于上述前景,通过调整生产Al-Mg-Si-Cu棒材过程中的工艺参数,对挤压后棒材的低倍组织进行观察,力争从中找到各个工艺参数对Al-Mg-Si-Cu棒材粗晶厚度影响的规律,同时也对实验结果做了初步的分析与解释。

积极健康的人格是研究生个人生活和今后在职业生涯中能否得心应手的关键因素。其对内主要表现为自觉、自尊、自爱、自信;对外则主要是对他人的尊重、关心、同情、同理。

中小外贸企业转型跨境电商已经成为一种必然。学者们认为企业选择跨境电商转型有内部导引和外部动因,既有企业自身的需要也有市场环境的迫使。席波(2015)认为广交会等传统展会在“互联网+”的影响下已日渐式微,参展成本高、成效差。从而促使不少中小外贸企业把关注点转向跨境电商,尝试拓展发展新路径。李英禹和乌义汗(2016)提出传统外贸企业选择了转型跨境电商,目的是规避外贸行业的衰退风险,获得竞争新优势。

1 试验目的

本次试验分为如下2个方向:

(1)验证模具参数对6082铝合金棒材粗晶层厚度的影响。

挤压过程如下:

2 试验过程

2.1 试验准备

试验用工作带直径为60mm模具两套(12#和13#),其中12#模具导流孔直径为71mm,13#模具导流孔直径为81mm。规格为φ190mm×850mm的6082铝合金铸棒10支。采用半连续铸造法生产,铸造过程中采用泡沫陶瓷过滤,Al-Ti-B丝细化晶粒,经均匀化处理,以消除偏析,使成分更加均匀。试验在20MN卧式单动挤压机上进行(挤压筒直径φ205mm)。

2.2 试验过程

2.2.1 在线挤压过程

(2)验证热处理制度对6082铝合金棒材粗晶层厚度的影响。

 

→成品→淬火→宏观检验→时效→微观检验

将模具、挤压筒、铸棒加热后,采用20MN挤压机进行在线挤压,挤压参数如表1所示。

将6082铝合金铸棒及挤压棒沿挤压方向切割成为50mm长试样,淬火制度采用及530℃+-50×(0~180min)。按照GB/T 3246.2-2012处理试样后,观察其宏观组织。

 

表1 挤压工艺参数

  

挤压筒温度/℃500模具温度/℃500铸棒温度/℃510±10在线冷却方式水雾

全部试样测量后结果如表2所示。导流孔直径较小的12#模具粗晶层厚度为0~0.8mm,导流孔直径较大的13#模具粗晶层厚度为0mm。由测试结果可以看出:(1)提升变形均匀程度可减轻挤压棒粗晶程度。上文提到,12#及13#模具通过导流孔而未接触工作带时,挤压比分别为8.3和6.4,而压出后的挤压比为11.7。从而可以看出使用13#模具挤压,材料变形更加均匀。因此产品粗晶层厚度更小;(2)本次试验出现的粗晶并非由导流孔中废料流入制品内部或与制品焊合引起。由于引模棒出现粗晶组织,因此排除了前一支棒切压余后残留在导流孔内的含有粗晶组织的废料流入或焊合到挤压棒的可能。

3.调整肠道菌群。为预防大肠杆菌性下痢,可以使用活菌制剂调整仔猪肠道内的菌群。主要方法有:①乳康生,仔猪出生后每天早晚各口服1次,每头仔猪每次1片(0.5 g),连服2 d,以后每隔1周服用1次,可服用6周。②促菌生,用法同上。③调痢生,拌为稀糊状,用注射器筒注入仔猪口内,令其自行咽下,用量为500 mg/kg体重。

2.2.3 微观组织检测

2.2.2 剖面图片与景观图片拍照。剖面图片拍照要求是,剖面上部必须处理平整,通过平头铲铲平;标尺集中放于剖面左侧,必须垂直设置;上端裸露少量空间,令剖面不会顶格全部画面,能够设置田间好;底部应到基岩或是最少1.2米左右;剖面处理一些毛面,但仅占剖面整个宽度的三分之一左右,要防止较大刀痕;拍摄时镜头应与剖面中心相垂直,防止各部分占比失调。景观图片拍摄需要其图片包含一定范围,并非是局部;可以体现监测点处于的地形环境和地貌特点;可以体现样地和周围土地使用状况以及农产品生长状况。

对处理后的铸棒及时效后的试样的沿挤压方向的横向断面,按照GB/T 3246.1方法进行显微组织观察,晶粒度评级结果如表3所示。铸棒晶粒度为3~4.5级,经12#及13#模具挤压后的第2及第7支棒晶粒度等级上升至6~6.5级和5.5~6级。由此可以看出:(1)在12#及13#模具作用下,铸棒在挤压过程中发生剧烈的剪切变形,晶粒破碎严重,得到细化;(2)挤压力较大、棒材粗晶程度较严重的12#模具,晶粒细化程度同样较高。

随着国家教育改革和院校招生政策调整,高职院校沦落成为高考失利考生最后的选择,还有近年来“中高职衔接”所造成的高职院校“3+2”类型的学生比重逐年提高,以上突出的二元化生源结构直接导致近年来高职院校入学新生学生外语水平整体严重下滑。目前社会流行的“知识功利化”思想也严重的影响高职院校外语教学工作的开展,过度强调外语语言学习的工具性和准确性,而忽视了其社会性和人文性的重要内涵,高职院校外语教学已经远离了语言教学的初衷,外语学习失真现象普遍存在。

将铸棒、淬火后的铸棒、挤压棒及淬火后的挤压棒按照GB/T 3246.1-2012方法处理试样,采用金相显微镜观察其显微组织,并对晶粒度评级。

3 试验结果与分析

3.1 模具因素

12#及13#模具挤压实时曲线如图1所示。曲线有效反映了实时挤压力随时间的变化情况。由曲线可知:平稳流出后,挤压过程中挤压力分布均匀,随挤压进行匀速降低。采用13#模具挤压,填充挤压阶段至平稳流出阶段,挤压压力均小于采用12#模具同阶段的压力,平稳流出阶段挤压压力逐渐相同。挤压完成前,挤压压力不再存在明显差值。分析认为是由于两次变形的挤压比不同导致。根据挤压比计算公式λ=A/A0可知[5~7],12#及 13#模具通过导流孔而未接触工作带时,挤压比分别为8.3和6.4。随着挤压比增加,模具对合金的剪切作用增大,导致合金的变形程度增大,所需挤压力增加[1,2]

  

图1 挤压实时曲线

3.1.1 宏观组织检测

将铸棒棒片及12#、13#模具挤压后的试样经540℃×60min制度淬火,宏观组织如图2所示。

 
  

图2 宏观组织

图2(b)为采用12#模具挤压棒材头端试样。侵蚀后的试样横截面,通过目视观察发现已形成明显的粗晶组织,其形貌为圆环状,厚度约为0.5mm。通过对侧表面的切削加工后观察,发现粗晶组织已沿轴向贯穿整个试样。图2(a)、(c)为未经挤压的铸棒棒片及采用13#模具挤压棒材相同位置截取试样。淬火后其横截面未发现粗晶组织及其他缺陷。由此可知,粗晶组织于挤压及淬火过程中形成。

2.2.2 宏观组织检测

 

表2 粗晶测量结果

  

备注根节号铸棒模具号-1234567891 0引模12粗晶层厚度/mm 0 0.5 0.4 0 0.8 0.5引模13 00000

3.1.2 微观组织检测

(4) 对任意的b1,L1, y1,R1,若在R中有x1R*x2,则y1(b1*x1)=y2(b2*x1)当且仅当y1(b1*x2)=y2(b2*x2);若在L中有a1L*a2,则(a1*y1)b1=(a1*y2)b2当且仅当(a2*y1)b1=(a2*y2)b2。

 

表3 晶粒度评级结果

  

根节号铸棒铸棒2277位置芯部边部芯部边部芯部边部方向横向横向横向横向横向横向级别指数3 4.5 6.5 6 5.5 6

3.2 热处理方向

3.2.1 宏观组织检测

在线冷却后,采用不同制度淬火后的粗晶层厚度如图3所示。其中图3(a)为采用540℃保温30~180min后,12#及13#模具挤压料样(第4支及第7支)的粗晶层厚度。图3(b)为采用530℃保温30~180min后,12#模具所挤第2支棒的粗晶情况。由图3(a)可知,本次粗晶组织出现于淬火保温过程中。粗晶层厚度呈非线性,阶梯状出现:采用540℃、保温时间低于45min时,第4支棒截面无粗晶组织出现;保温时间为45~120min时,粗晶层厚度为0.8mm,保温时间为120~180min时,粗晶层厚度达到2mm。180min之内,第7支棒粗晶层厚度未超过1mm。由图3(b)可知,采用530℃×(0~180min)制度淬火时,粗晶层厚度同样遵循非线性阶梯状规律。淬火温度降低后,粗晶组织出现时间向后推移,淬火后粗晶层厚度无变化。结合上述宏观组织检测分析结果,可知粗晶组织出现需同时满足:(1)获得足够的变形量;(2)足够高的固溶温度及足够长的保温时间等条件。

  

图3 粗晶测量结果

3.2.2 微观组织检测

采用540℃×60min制度,淬火前后的铸棒及挤压棒晶粒度如表4所示。未进行淬火的铸棒边部及芯部晶粒度等级为3~4.5级,淬火后边部及芯部晶粒度一致,均匀程度提升。挤压棒淬火前后晶粒度无明显变化,晶粒未发生明显长大。

2、预算执行阶段绩效管理措施。预算执行(budget enforcement)是指经法定程序审查和批准的预算的具体实施过程,是把预算由计划变为现实的具体实施步骤。预算执行工作是实现预算收支任务的关键步骤,也是整个预算管理工作的中心环节。预算的有效实施和过程控制,是预算管理的主要环节。执行预算的过程,是组织与实施经费保障,以实现预期目标的过程。只有切实抓好预算执行工作,才能有力地实施计划管理,获得最佳的经费使用效益。

 

表4 晶粒度评级

  

根节号/状态铸棒铸棒2/T1 2/T1铸棒/T6铸棒/T6 2/T6 2/T6位置芯部边部芯部边部芯部边部芯部边部方向横向横向横向横向横向横向横向横向级别指数3 4.5 6.5 6.5 4.5 4.5 6.5 6

4 结论

(1)粗晶层厚度与变形程度密切相关。通过调整模具导流孔结构的方法,提高铝合金变形均匀程度,可减轻粗晶层厚度。

(2)6082铝合金粗晶层厚度与淬火制度密切相关。降低淬火温度至530℃或缩短保温时间至60min以内可减轻粗晶层厚度。

(3)粗晶组织出现后,厚度增长缓慢且呈非线性。

“问渠哪得清如许,为有源头活水来。”叶圣陶先生说过:“生活犹如源泉,文章犹如溪水,源泉丰盛而不枯竭,溪水自然活泼流个不停。”语文的外延等同于生活,因此,在农村学生的作文教学中,把乡土资源变成学生的写作素材,能使作文更好地贴近学生的生活实际。在作文教学的研究中,我们应该注重把学生的目光引向生活,引向自己熟悉的生活环境中,在生活中去寻找素材。

(4)变形均匀提高后所对应变形速率尚未测得,可通过研究挤压过程中变形速率对粗晶层厚度的影响,今后做进一步的探索。

参考文献

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[2]张胜华,覃业霞.铝合金挤压制品粗晶环形成机理研究[J].铝加工,2001(2):16-20

[3]李炜炜,张金虹.6系铝合金的挤压粗晶环[J].上海有色金属,2012,33(1)16-19

[4]曹振华,孙巍,荣伟,等.6082铝合金挤压棒粗晶环问题研究[J].热处理技术与装备,2014,35(5):37-39

[5]周天国,温景林,陈彦博,等.挤压比对6201铝合金半固态连续挤压成形组织和性能的影响[J].中国有色金属学报,2004,14(10):1683-1688

[6]侯理达.不同挤压比对Mg-Sn系合金组织与性能的影响[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2011

[7]张猛,胡亚民.金属塑性变形[M].重庆:重庆大学出版社,1983

 
李延军,陈念东,刘建生,远继才,佟春南
《铝加工》 2018年第02期
《铝加工》2018年第02期文献

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