1 Avant-propos
La tige en aluminium de la série 2 -2017 est le premier alliage d'aluminium dur dans l'industrie de l'alliage d'Al-Cu-Mg, sa composition est raisonnable, et la performance globale est meilleure. La trempe hors ligne est utilisée dans des conditions de vieillissement naturel. Cependant, le processus de trempe hors ligne est relativement encombrant et les exigences de performance de l'équipement de traitement thermique sont également relativement élevées, et la trempe hors ligne peut facilement provoquer un grossissement local du grain de la barre et la température de la solution hors ligne. peut facilement causer une dureté insuffisante. Dans cet article, la méthode d'extrusion inverse en ligne de trempe + traction + vieillissement artificiel est étudiée pour produire une barre d'alliage 2017 de haute précision et de haute dureté. L'effet de différents processus de traitement thermique et le taux de traitement de dessin sur la performance de la barre d'alliage de 2017 est discuté. Grâce à l'optimisation du processus de traitement thermique et de dessin, nous avons produit des produits qui répondent aux exigences des clients.
Exigences techniques de produit: catégorie d'alliage 2017, diamètre de produit φ27.1 ± 0.2mm, dureté ≥ Hv135, longueur de la livraison: 2500mm, degré de cintrage: ≤ 0.6mm / 2500mm.
2 Légende du design d'extrusion inversée
3 Processus de production
3.1
composition chimique
Grâce à la conception optimale de l'alliage, la composition chimique de la tige d'aluminium est contrôlée comme indiqué dans le tableau 1:
Tableau 1 Composition de l'alliage 2017
3.2
Procédé d'extrusion
Spécifications vierges de lingot: φ130 × 205mm, 1100 tonnes de machine d'extrusion inverse à simple effet en deux spécifications φ28.5mm et φ27.8mm. Les paramètres du procédé d'extrusion sont indiqués dans le tableau 2:
Tableau 2 Paramètres du processus d'extrusion
3,3
Traitement thermique
Les effets de la trempe en ligne + vieillissement naturel, vieillissement naturel + vieillissement artificiel, vieillissement naturel + dessin + vieillissement artificiel, et son effet sur la dureté et la flexion du produit ont été étudiés.
3,4
Taux de traitement du dessin
Les tiges d'aluminium φ28.5mm et φ27.8mm ont été étirées à des barres de φ27.1mm en utilisant différents taux d'usinage pour vérifier l'effet de différents taux de traitement sur la dureté et la flexion des produits.
4 Plan de test
Les tiges de φ28.5mm et φ27.8mm qui ont été soumises à une trempe en ligne par extrusion inverse sont étudiées expérimentalement de la manière suivante au cours du processus de production.
4.1 Les barres extrudées ont été vieillies pendant 2 h, 5 h, 10 h, 24 h, 36 h, 48 h, 72 h et 110 h et la dureté après vieillissement naturel a été mesurée.
4.2 Après un vieillissement naturel de 2,5 h et 36 h, un vieillissement artificiel a été effectué à nouveau pour examiner l'effet sur la dureté du vieillissement artificiel subséquent.
4.3 Le vieillissement naturel de la barre après le traitement thermique de déformation "traction + vieillissement artificiel", testant son impact sur la dureté;
4.4 L'effet de différents taux de traitement de dessin sur la dureté et la flexion des barres a été examiné.
5 Résultats expérimentaux et analyse
5.1 Test de vieillissement naturel après trempe par extrusion
Prendre 10 barres trempées de diamètre φ27.8 ± 0.10mm en ligne et les placer pendant 2h, 5h, 10h, 24h, 36h, 48h, 72h, et 110h pour le vieillissement naturel. Mesurer leur dureté, et dessiner la courbe de dureté de vieillissement naturel comme indiqué dans la figure 3.
Fig. 3 Courbe naturelle de durcissement du vieillissement de la tige en aluminium 2017
On peut voir sur la figure 3 qu'après la trempe en ligne de la barre extrudée en alliage 2017, le vieillissement naturel atteint la dureté maximale pendant 3 jours, et la dureté maximale peut atteindre environ HV120.
5.2 Le vieillissement artificiel après le vieillissement naturel
Prévoir une trempe refroidie à l'eau en ligne, un échantillon de barre de diamètre 27,8 ± 0,10 mm 20, le vieillissement naturel de 2,5h, 36h, puis (170 ° C x 8h) le vieillissement artificiel, la dureté mesurée dans le tableau 3.
Tableau 3 Dureté du vieillissement artificiel après 2017 Vieillissement
D'après les données du tableau 3, on peut voir que la dureté finale obtenue par vieillissement artificiel pendant 2,5 heures ou 36 heures après le vieillissement naturel est fondamentalement la même que la dureté maximale atteinte par le vieillissement naturel.
5.3 Vieillissement naturel après tirage et test de vieillissement artificiel
Trente-six échantillons d'un diamètre de φ27,8 ± 0,10 mm ont été échantillonnés dans de l'eau refroidie et trempée en ligne, puis le vieillissement naturel a été effectué pendant 2h, 18h et 42h respectivement. Après étirage, la barre a été réalisée en une jauge φ27.1mm, et le vieillissement artificiel a été effectué à (170 ° C x 8h). La dureté mesurée est indiquée dans le tableau 4.
Tableau 4 Dureté de la tige en aluminium 2017 après le vieillissement naturel
A partir du tableau 4, on constate que lorsque le taux de traitement du dessin n'est pas modifié, le temps de vieillissement naturel peut augmenter la dureté de la barre après "tirant + vieillissement artificiel" et après 18 heures le vieillissement naturel, la dureté "dessin + vieillissement artificiel" est effectuée. Les valeurs peuvent répondre aux spécifications du produit.
5.4 Effet du débit de dessin sur la dureté des barres
Prendre 10 tiges de diamètre φ28.5mm et φ27.8mm, le vieillissement naturel 18h après avoir dessiné dans φ27.1mm, le taux de traitement était de 15,3%, 8,2%, puis le vieillissement artificiel (170 ° C × 8h), respectivement, mesurée La moyenne la dureté est représentée sur la figure 4.
Figure 4 Effet de différentes vitesses de traçage sur la dureté finale des tiges d'aluminium 2017
5.5 Expérience sur l'effet du taux de tirage sur le taux de flexion
Lorsque la barre de φ28.5mm a été tirée une fois vers un produit de φ27.1 ± 0.2mm, le taux de traitement était de 15.3%. En raison du taux de traitement excessif, la contrainte résiduelle du produit est importante, la surface du produit est facilement rayée et le produit est fortement plié. Après un redressage répété, l'exigence de flexion ne peut pas être satisfaite.
Après le passage au processus de dessin à trois passes: le premier passage de φ28.5mm tiré dans φ27.9mm, le second passage de φ27.9mm dessin φ27.4mm, le troisième passage de φ27.4mm tiré dans φ27. 1 ± 0,2 mm, le taux de traitement était de 6,7%, 5,8% et 3,6%, respectivement. Bien que l'éraflure sur la surface du produit ait été réduite et que la flexion ait été améliorée dans une certaine mesure, le taux de réussite du produit était encore très faible, seulement 35,6. %qualifié.
Tout en prenant 27 morceaux de barres de 27,8 mm de diamètre dans un produit φ27,1 ± 0,2 mm à la fois, le taux de traitement était de 8,2%. Après redressage, le produit fini a été scié en 2500 mm. Tous les tests de flexion ont été qualifiés. Les résultats sont présentés dans le tableau 5.
Tableau 5 résultats d'essai de cintrage de tige d'aluminium de 2017
6 en conclusion
Du point de vue de la simplification du processus de production et de l'optimisation du processus de production, cet article se concentre sur les méthodes de production de barres d'alliage 2017 de haute et haute dureté sous différents traitements thermiques et différents taux de traitement.
6.1 Dans les conditions du procédé d'extrusion ci-dessus, la valeur de dureté maximale des alliages naturels après trempe en ligne désactivée par les alliages de 2017 ne peut atteindre environ Hv120 qu'après 3 jours. Le vieillissement artificiel après le vieillissement naturel n'a pas d'effet évident sur la dureté.
6.2 Étendre le temps de vieillissement naturel avant le tréfilage, peut augmenter la dureté du vieillissement artificiel après le dessin.
6.3 L'augmentation du taux de traitement du dessin peut augmenter la dureté du produit après vieillissement artificiel.
6.4 Dans les mêmes conditions de dessin, le taux de traitement du dessin a un effet sur la flexion du produit. Plus le taux de traitement est élevé, plus la flexion est importante;
6.5 Sortie d'extrusion à température contrôlée φ27.8mm billette qui est trempée en ligne au-dessus de 470 ° C, après vieillissement naturel pendant plus de 18h, une fois tirée en φ27.1 ± 0.02mm bar, puis vieillissement artificiel (170 ° C × 8h), Peut atteindre HV ≥ 135, rectitude ≤ 0.6mm / 2500mm exigences techniques.
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