3000 сериялы алюминий табақ пластина легирленген металл
Мен. Материалтану негіздері және қорытпаларды орналастыру
1.1 Қорытпаларды жіктеу және нығайту механизмдері
The 3000 сериялы алюминий қорытпасына жатады Алюминий-марганец (Әл-мн) жүйесіжәне ретінде жіктеледі термиялық өңделмейтін алюминий қорытпасыхалықаралық қорытпаларды белгілеу жүйелерінде. Оның негізгі күшейту тетіктері сүйенеді Қатты шешімді нығайтужәне Қатты қатаю (жұмысты шыңдау).
Бұл серияда, марганец (Mn) негізгі легирлеуші элемент ретінде қызмет етеді. Оның атомдық радиусы алюминийдікінен үлкен (Әл). Mn атомдары алюминий матрицасының бет-центрленген текше торында ерігенде, олар тордың бұрмалануын тудырады. Бұл бұрмалау тек дислокация қозғалысына кедергі келтірмейді, осылайша бөлме температурасында аққыштық пен созылу беріктігін айтарлықтай арттырады, сонымен қатар дәннің құрылымын нақтылау арқылы материалдың жалпы механикалық қасиеттерін одан әрі жақсартады.
1.2 Негізгі физикалық және химиялық қасиеттері
- Тығыздығы: Шамамен 2.73 г/см³ (қарағанда сәл жоғары 2.70 таза алюминий үшін г/см³).
- Балқу диапазоны: Шамамен 643°C – 654°C.
- Жылу өткізгіштік: Шамамен 192 W /(мом), жылуды диссипациялау қолданбаларында жақсы жұмыс істейді.
- Электрохимиялық қасиеттері: Марганецтің стандартты электродтық потенциалы болғандықтан (-1.18В) алюминийге салыстырмалы түрде жақын (-1.66В), олардың арасында түзілген қатты ерітінді электрохимиялық коррозия кезінде айтарлықтай потенциалдар айырмасын тудырмайды. Бұл береді 3000 сериялы алюминий қорытпалары жергілікті коррозияға тамаша микроқұрылымдық төзімділік (шұңқырлар мен жарықшақтардың коррозиясы сияқты).
Ii. Негізгі бағаларды терең талдау және параметрлерді салыстыру
The 3000 сериясы бірнеше туынды сорттарды қамтиды. Олардың өнімділік айырмашылығы ең алдымен микроэлементтердің пропорциясымен анықталады (мысалы, магний, мыс, және кремний). Төменде негізгі бағалардың терең талдауы және егжей-тегжейлі параметрлерді салыстыру берілген.
2.1 Негізгі сынып сипаттамаларын салыстыру
| Дәреже | Негізгі композициялық ерекшеліктері | Негізгі механикалық қасиеттер | Қолданбаның әдеттегі орналасуы |
|---|---|---|---|
| 3003 | Mn (1.0~1,5%) | Ең жақсы жалпы қалыптасу. Терең тартудың тамаша қатынасы мен икемділігіне ие. | Ыдыс, жылу алмастырғыштың қанаттары, жанармай цистерналары, жол белгілері, штампталған бөлшектер. |
| 3004 | Mn (1.0~1,5%) + Mg (0.8~1,3%) | Орташа-жоғары беріктік. Магнийдің қосылуы қатты ерітіндінің айтарлықтай нығаюын қамтамасыз етеді. | Сусынның денелері, жоғары сапалы ғимарат шатыры/қабырғалары, жарық шағылыстырғыш қақпақтары. |
| 3104 | Mn (0.8~1,4%) + Mg (0.8~1,3%) | Жоғары қалыптасу және беріктік тепе-теңдігі. Қабырғаларды үтіктеудің ауыр процестері үшін жиі қолданылады. | Негізінен консервілеу өнеркәсібінде қолданылады (мысалы, сусындардың денелері). |
| 3105 | Mn (0.3~0,8%) + Mg (0.2~0,8%) + Cu (0.05~0,25%) | Беткі жабынның тамаша адгезиясы. Жақсы формит, Орташа беріктігі. | Шатыр/қабырға жүйелерін салу, төбелер, жалюзи, бөтелке қақпақтары. |
| 3005 | Mn (1.0~1,5%) + Mg (0.2~0,6%) | Дәлелді коррозияға төзімділік. қарағанда біршама жоғары беріктік 3003, жақсы жабуға қабілетті. | Қабырғалардың сыртқы панельдерін салу, Айнымалы ток радиаторының кронштейндері, айналдырылған бөлшектер. |
2.2 Толық механикалық қасиет параметрлерін салыстыру кестесі
Ескерту: Келесі деректер типтік мәндер болып табылады; нақты өнімділікке өңдеу технологиясы және термиялық өңдеу жағдайы әсер етеді.
| Қорытпа дәрежесі | Температура | Созылу күші (МПа) | Өнімділік күші (МПа) | Үзіліс кезінде созылу (%) | Қаттылық (HB) |
|---|---|---|---|---|---|
| 3003 | О | 95 – 130 | ≥ 35 | ≥ 25 | 28 – 35 |
| H14 | 140 – 180 | ≥ 115 | ≥ 8 | 40 – 50 | |
| H18 | 185 – 220 | ≥ 165 | ≥ 4 | 55 – 65 | |
| 3004 | О | 150 – 200 | ≥ 60 | ≥ 17 | 45 – 55 |
| H34 | 220 – 270 | ≥ 170 | ≥ 8 | 65 – 75 | |
| H38 | 290 – 340 | ≥ 250 | ≥ 4 | 85 – 95 | |
| 3105 | О | 90 – 150 | ≥ 35 | ≥ 20 | 25 – 35 |
| H24 | 130 – 180 | ≥ 105 | ≥ 8 | 40 – 50 | |
| 5052 (Бақылау тобы) | H32 | 210 – 260 | ≥ 130 | ≥ 12 | 60 – 70 |
Iii. Микроқұрылым және жұмысты күшейту тәртібі
3.1 Жұмысты күшейту көрсеткіші (n-мәні) және Пластикалық деформация коэффициенті (r-мәні)
Қалыптастыру шегін бағалау кезінде екі негізгі материал параметрі шешуші болып табылады 3000 сериялы алюминий қорытпалары:
- Жұмысты күшейту көрсеткіші (n-мәні): 3000 сериясы (әсіресе 3003-О) салыстырмалы жоғары n мәнін көрсетеді, яғни пластикалық деформация өскен сайын, материалдың жергілікті созылу беріктігі тез көтеріледі. Бұл қасиет тиімді түрде алдын алады “мойынға” созылу кезінде және өте терең суретке жетудің кілті болып табылады.
- Пластикалық деформация коэффициенті (r-мәні): Материалдың қалыңдық бағытында деформацияға қарсы тұру қабілетін білдіреді. r-мәні 3003 алюминий қорытпасы әдетте үлкенірек 1, оның жазықтықтағы деформациялық қабілеті қалыңдық бағытында оның жіңішкеру қабілетінен жоғары екенін көрсетеді. Бұл сынбайтын күрделі штампталған бөлшектерді жасау үшін өте маңызды (ыдыстың төменгі доғасы сияқты).
3.2 Анизотропия және оның әсері
Домалау процесінде түйіршіктер илектеу бағыты бойынша созылып, текстуралар түзілуіне байланысты, 3000 сериялы алюминий плиталары айқын анизотропияны көрсетеді. Терең өңдеу кезінде (тостаған сынақтары сияқты), бұл анизотропия дайындаманың шеттерінде біркелкі емес биіктіктерді тудырады, ретінде белгілі “сырға.”
- Бақылау әдісі: Суық илемдеу алдында ыстықтай илемдеу процесінің параметрлерін реттеу арқылы (аяқтау температурасы сияқты) және аралық күйдіру процестері, кристалдану құрылымдарын тиімді түрде әлсіретуге болады, 3% ~ 5% шегінде табыс мөлшерлемесін бақылау, осылайша штамптау сынықтарын азайтады және кірістілік көрсеткіштерін жақсартады.
I. Негізгі өндіріс процестері және микроқұрылымды бақылау
4.1 Құю және гомогенизация күйдіру
- Тікелей салқындату (Б): Жоғары сапалы ыстықтай илектелген дайындамаларды өндіру үшін қолданылады. Кастингтен кейін, жоғары температурада гомогенизациялау жасытуды орындау керек (әдетте 560°C-620°C аралығында) дендритті сегрегацияны жою, тепе-теңдіксіз фазаларды сфероидизациялау (Al₆Mn сияқты), және кейіннен илектеу кезінде жолақ құрылымдарды болдырмау үшін оларды біркелкі таратыңыз.
- Үздіксіз құю прокат (CC): Балқытылған металл сумен салқындатылған роликтер арасындағы 6-10 мм дайындамаларға тікелей қатып қалады. Бұл әдіс өте жылдам салқындату жылдамдығына ие (ондаған °C/сек дейін), нәтижесінде өте майда интерметалдық қосылыстар пайда болады, бірақ ол айтарлықтай ішкі күйзеліс пен композициялық сегрегациядан зардап шегеді. Ол көбінесе бетті өңдеуге және терең сызуға төмен талаптары бар жалпы тақталар үшін қолданылады.
4.2 Суық илемдеу және аралық күйдіру
үшін жалпы суық прокаттың қысқару жылдамдығы 3000 сериялы қорытпалар әдетте жетуі мүмкін 70%-90%. Аралық күйдіру болса (мысалы, 300°C-400°C) көп өтпелі суық илемдеу кезінде орындалады, жұмыста шыңдалған материал қайта кристалдануы мүмкін, пластикалық пен n-мәнін қалпына келтіру. Бұл айтарлықтай деформацияны қажет ететін терең сызу материалдары үшін өте маңызды (қорлар сияқты).
В. Ұқсату, Қалыптастыру, және Қосылу нұсқаулары
5.1 Қалыптастыру процесі параметрінің ұсыныстары
| Процесс түрі | Ұсынылған қорытпа & Температура | Негізгі процесс нүктелері |
|---|---|---|
| Терең сурет | 3003-О, 3104-О | Қалыптың клиренсі орнатылған 1.1-1.2 парақ қалыңдығынан есе; бос ұстағыштың күші мыжылуды болдырмау үшін дәл бақылауды қажет етеді; жоғары тұтқыр май ұсынылады. |
| Ауа иілу | 3003-H14, 3004-H34 | Ең аз салыстырмалы иілу радиусы (Р/т) арасында бақылау ұсынылады 1.5-2.0. H-температуралары иілу кезінде серпілуді көрсетеді; компенсация бұрышы (әдетте 2°-5°) резервте болуы керек. |
| Айналдыру | 3003-О | Шамдар және жалындаған ұштар сияқты айналмалы дене бөліктерін өндіру үшін қолайлы. Жергілікті қызып кетуден туындаған бетінің кедір-бұдырын болдырмау үшін беру жылдамдығы тым жылдам болмауы керек. |
5.2 Дәнекерлеу процесінің техникалық сипаттамалары
3000 сериялы алюминий қорытпалары жақсы дәнекерленген және ыстық крекингке бейім емес.
- TIG дәнекерлеу (Газды вольфрамды доғалық дәнекерлеу): Айнымалы ток қуат көзі ұсынылады. Толтырғыш сым негізгі металдың құрамына сәйкес келуі үшін таңдалуы керек, ER3003 немесе ER4043 сияқты (кремний мөлшері жоғары, Жақсы араласу, күшті жарыққа төзімділік). Пісіруден бұрын ойықтағы және екі жағындағы оксидті пленкаларды мұқият алып тастау керек (тот баспайтын болаттан жасалған сым щеткаларды пайдалануға болады).
- MIG дәнекерлеу (Газды металды доғалық дәнекерлеу): Орташа қалыңдықтағы пластиналарды автоматтандырылған дәнекерлеуге жарамды. Алюминийдің жоғары жылу өткізгіштігіне байланысты, алдын ала қыздыру (60°C-100°C) қалың тақталар үшін қажет (>6мм).
- Қарсылық дәнекерлеу (Нүктелік дәнекерлеу/тігісті дәнекерлеу): Бетінде жоғары төзімді оксидті пленка бар, ол болуы керек “жарылған” электрод қысымында жоғары ток арқылы тазалаңыз. Сфералық ұштары бар мыс қорытпасы электродтары ұсынылады, жоғары электрод қысымын қолдану (артады 30%-50% болатпен салыстырғанда).
Vi. Жалпы өндіріс ақаулары және сәтсіздіктерді талдау
Нақты өңдеу және пайдалану кезінде, 3000 сериялы алюминий тақталар келесі мәселелерге және шешімдерге тап болуы мүмкін:
- Зембіл штаммдары / Людер сызықтары
- Құбылыс: Таяз сызудан немесе майыстырғаннан кейін парақ бетінде көрінетін өрескел диагональды сызықтар пайда болады.
- Себеп: Теріні аздап қысқарту арқылы прокаттау кезінде материал Людерс жолақтарын жасады.
- Шешім: Алдын ала созылған тақталарды таңдаңыз, немесе орындаңыз 1%-2% микро-салқын прокат (екіншілік суық прокат) кірістілік нүктесі үстіртін жою үшін штамптау алдында.
- Апельсин қабығы
- Құбылыс: Терең тартылған бөліктің беті апельсин қабығына ұқсас өрескел құрылымды көрсетеді.
- Себеп: Шикізат дәндері тым ірі, немесе екінші фазалық бөлшектер біркелкі таралмаған, үйлестірілмеген деформацияға әкеледі.
- Шешім: Жеткізушіден ұсақ түйіршікті материалдарды беруді талап етіңіз (Астма 1-3 дәреже) және қолайлы диапазондағы штамптау деформациясын бақылау.
- Кернеу коррозиясының крекингі (SCC)
- Құбылыс: Созылу кернеуі мен арнайы коррозиялық ортаның бірлескен әсерінен сынғыш сыну.
- Себеп: Суық жұмыстан кейінгі қалдық стресс жойылмады.
- Шешім: Суық өңделген бөлшектерде төмен температурадағы кернеуді жеңілдететін күйдіруді орындаңыз (120°C-150°C, үшін ұстау 1-2 сағат).
Vii. Беттік өңдеу және коррозияға қарсы технология
7.1 Химиялық конверсиялық өңдеу (Хромдау / Пассивация)
Бояу алдында, 3000 сериялы алюминий пластиналары наноөлшемді түрлендіру пленкасын жасау үшін әдетте хроматты немесе хромсыз пассивация процестерін қажет етеді.. Бұл пленка субстрат пен органикалық жабындар арасындағы байланыстыру күшін жақсартып қана қоймайды (PVDF фторкөміртекті бояу сияқты) стандартты деңгейге жету 0 сонымен қатар катодтық фазаларға тосқауыл ретінде әрекет етеді, гальваникалық коррозияны бәсеңдетеді.
7.2 Анодтау
Дегенмен 3000 сериясы біркелкі шығармайды, жылтыр анодты пленкалар сияқты оңай 1000 немесе 6000 сериясы, арнайы электролиттік құрамдар арқылы (органикалық қышқылдар қосылған күкірт қышқылы ерітінділері сияқты) және айнымалы ток/тұрақты ток қосылған қуат көздері, 3004 қорытпаларды тозуға төзімді өндіру үшін де пайдалануға болады, оқшаулағыш оксидті жабындар, әдетте 5-20 мкм қалыңдықта бақыланады.
Viii. Тұрақты даму және шекаралық қолдану тенденциялары
8.1 Жабық циклды қайта өңдеу және өмірлік циклді бағалау (LCA)
3000 сериялы алюминий қорытпалары өте жақсы қайта өңдеуге қабілетті. Сығылған кезде 3000 сериялы алюминий қайта балқытылады, оған тән легирленген элементтер (әсіресе марганец) күйіп қана қоймайды, сонымен қатар тотықсыздандырғыштар мен легірлеуші агенттер ретінде әрекет етеді. Алғашқы алюминий өндірісімен салыстырғанда, қайта балқыту үшін алюминий сынықтарын пайдалану энергияны тұтынуды дейін азайтады 95%, жасау 3000 тәжірибеге арналған эталондық материал сериясы “көміртегі бейтараптығы” Мақсаттары.
8.2 Жаңа энергетикалық көліктер және аккумуляторлық технология
Қуат батареясының энергия тығыздығының ұлғаюымен, жылуды таратуға және батарея корпустарының қауіпсіздігіне қойылатын талаптар барған сайын қатаң бола түсуде. Оның жақсы жылу өткізгіштігін пайдалану, Орташа беріктігі, және жетілген тереңдету процесі, 3003 алюминий қорытпасы бірте-бірте кейбір дәстүрлі болаттарды ауыстырып, төртбұрышты қуат батареяларының қабықтары мен сұйық салқындату жылуды басқару жүйелері үшін негізгі материалға айналады..
8.3 Жоғары өнімділікпен қапталған алюминий тақталар
Композиттік илемдеу технологиясы арқылы, 3003 негізгі қабат ретінде алюминий қорытпасы қолданылады, екі жағы таза алюминиймен қапталған (1070) немесе үш қабатты композиттік пластиналарды жасау үшін құрбандық мырыш анодты материалы. Бұл материал теңіз суын тұщыту жабдығында және арнайы химиялық сақтау резервуарларында тамаша электрохимиялық қорғау өнімділігін және құрылымдық беріктігін көрсетеді..
Ix. Жиі қойылатын сұрақтар (Жиі қойылатын сұрақтар)
Q1: арасында қалай таңдауға болады 3003 және 3004 алюминий парақтары?
- А: Бұл негізінен күш пен қолдануға байланысты. Жасап жатсаңыз штампталған бөлшектер, жанармай цистерналары, немесе ыдыс-аяқжоғары механикалық беріктікті қажет етпейді, таңдау 3003 (жоғары шығындар өнімділігі, тамаша қалыптасу мүмкіндігі). Жасау керек болса Құрылыс қасбеттері, сусындарға арналған банкалар, немесе белгілі бір қысымға төтеп беруді қажет ететін құрылымдық бөліктер, таңдау 3004 (құрамында магний бар, жоғары күш, жел қысымына жақсы төзімділік).
Q2: Неге менің 3003 иілуден кейінгі алюминий пластинасының жарылуы?
- А: Әдетте үш себепке байланысты: ① Қате мінез таңдалды: Егер сіз H18 сатып алсаңыз (толық қатал мінез), ұзаруы өте төмен, және мәжбүрлі иілу сөзсіз крекинг тудырады. H14 немесе O temper режиміне ауысыңыз. ② Астық бағыты: Алюминий пластиналарының айналу бағыты бар; домалау бағытына перпендикуляр иілу крекингке бейім. Дәнге параллель иілуге тырысыңыз. ③ Шамадан тыс қоспалар: Төменгі алюминий пластиналарында сынғыштықты арттыратын тым көп қоспалар болуы мүмкін.
Q3: мүмкін 3000 сериялы алюминий плиталары теңіз суында қолданылады?
- А: Ұзақ мерзімді суға батыру ұсынылмайды. Дегенлген 3000 қарағанда, сериясы коррозияға төзімді 1000 сериясы, оның коррозияға төзімділігі әлдеқайда төмен 5000 сериясы (Al-mg) хлорид-ионға бай теңіз суы ортасындағы қорытпалар. Қажет болса, ауыр эпоксидті жабындарнемесе құрбандық анодты қорғауқолданылуы керек.
Q4: Алюминий пластинаның бетінде көп май бар. Қолданар алдында оны тазалау керек пе??
- А: Тазалау міндетті болып табылады. Прокат майлары және штамптау майлары, жойылмаса, дәнекерлеу кеуектілігін тудырады, Қаптау пиллинг, немесе анодтау дақтары. арнайы пайдалану ұсынылады алюминий тазалағышнемесе сүртуге арналған ацетон. Беттік коррозияны болдырмау үшін күшті сілтілі тазартқыштарды қолданбаңыз.
С5: Қалай тез ажыратуға болады 3003 және 5052 Алюминий тақталары?
- А: Ең интуитивті әдіс қаттылық. 5052-H32 әдетте өте қиын және қолмен бүгу қиын, елеулі серпіліспен; 3003-H14 салыстырмалы түрде жұмсақ және күш әсерінен айқын пластикалық деформацияны көрсетеді, кішірек серпінді. Қосымша, 5052 ұнтақтау кезінде қою қызыл түсті ұшқындарды азайтады, кезінде 3003 ұшқындар салыстырмалы түрде ашық ақ түсті (тек көмекші шешім үшін; нақты ажырату спектрлік талдауды қажет етеді).