挤压速度对Al-Mg-Si合金压溃性能的影响

【目的】铝合金吸能盒作为汽车防撞梁的关键部件,其压溃性能是产品重要的衡量指标,而挤压速度也是挤压工艺的重要参数,因此研究挤压速度对铝合金压溃性能的影响具有重要意义。【方法】课题组以6063铝合金为试验材料,重点研究了挤压速度对Al-Mg-Si吸能盒型材力学性能、布氏硬度、电导率、微观组织和压溃性能的影响。【结果】1)挤压速度越快,合金拉伸后屈服强度、抗拉强度和硬度越高,而延伸率逐渐下降,但电导率变化并不明显;2)型材挤压后均呈现粗晶层,随着挤压速度增加,再结晶晶粒逐步向型材内部扩散,这与变形金属和模具间摩擦力密切相关;3)挤压速度越快,经70%压溃试验后裂纹数量和尺寸越明显,这与型材再结晶程度相关,当挤压速度为3 mm/s时其压溃性能最好。

基于Jmat-Pro软件的铝合金成分及工艺设计

针对国标成分范围较宽,在生产过程存在选择合适需求的成分范围和工艺参数的难题,若进行大批量试验,则生产成本和生产周期过长而使企业无法接受,必须找一种具有预判性的方法。以6063为研究示例,借助于Jmat-Pro软件强大的计算能力,从铝合金成分开始延伸至生产关键工艺设计,最后通过实际大生产实践对Jmat-Pro软件计算设计成分和工艺进行了验证,结果表明:Jmat-Pro可以通过模拟不同合金成分下的性能,从而通过所需性能对合金成分进行选择设计,当主合金成分设计为Mg含量0.5,Si含量0.4时可满足客户性能要求。通过对设计合金成分进行铸棒均匀化热处理制度进行选择,该部分主要基于合金元素扩散机理,模拟结果表明均热制度为560±10℃保温3h可达到铸棒均匀化效果。针对实际挤压过程中的淬火温度和冷却速率也可以进行模拟计算,通过对设定成分进行固溶温度及冷却速率工艺进行设计分析,发现设计合金成分淬火温度应≥520℃,冷却速率应>1℃/s,结合生产实践,强风冷可满足要求。最后对设计合金成分最佳时效热处理制度进行计算,数据显示选择200℃/2 h时效可满足要求。最后通过实际生产实践结果,获得的型材抗拉强度>230 MPa,符合设计要求。

液氮通入量及挤压速度对6063铝合金型材表面质量的影响

以6063铝合金型材为试验材料,利用1400T挤压机进行挤压试验,挤压完成后对不同参数型材取样,通过金相显微镜、光泽度仪及粗糙度仪等设备进行表征,研究挤压过程中2个重要挤压参数(液氮通入量和挤压速度)对型材表面光泽度和粗糙度的影响,并分析挤压参数对型材粗糙度产生的原因。研究结果表明:挤压工艺参数中液氮通入量及挤压速度均对型材表面光泽度和粗糙度有着重大影响。随着液氮通入量逐渐增加,型材表面粗糙度Ra和Rz均明显下降,光泽度随之明显上升。这与液氮通入模具后弹性变形有关。挤压速度增加,型材表面粗糙度Ra和Rz也随之下降,光泽度随之上升。这主要与液氮通入后型材与模具工作带接触停留时间缩短,降低型材表面氧化夹杂颗粒产生几率。最后,通过对比不同挤压速度下型材微观组织,结合粗糙度及光泽度情况,表明影响型材表面粗糙度及光泽度的原因主要与模具工作带上形成的吸附颗粒有关,研究中并未发现光泽度与型材表层微观组织存在明显关系。

预处理对6082铝合金型材性能的影响

通过分析对比探究预处理(包含预时效及预拉伸)对6082铝合金时效后型材力学性能及导电率的影响,并阐明了预处理对时效后铝合金导电率和力学性能的影响机理。结果表明,离线固溶处理导致型材表层极易发生再结晶和晶粒长大。固溶态样品随即进行拉伸,应力-应变曲线观察到PLC(Portevin-Le Chatelier)现象。型材预处理(预变形+预时效)后导电率下降,时效前(预处理后停放6 h)导电率有所增加,时效后导电率显著增加。