การวิเคราะห์จุดหลอมเหลวของแท่งอลูมิเนียม
1. คำจำกัดความหลักและปัจจัยที่มีอิทธิพลของจุดหลอมเหลวของแท่งอลูมิเนียม
คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐาน
จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมบริสุทธิ์: 660.3 องศา (ISO 209: 2007 มูลค่ามาตรฐานขององค์กรระหว่างประเทศเพื่อมาตรฐาน) อัตราการขยายปริมาณอยู่ที่ประมาณ 6.6% เมื่อมันเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว;
จุดหลอมเหลวของแท่งอลูมิเนียมอัลลอยด์: แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญกับองค์ประกอบโลหะผสมตัวอย่างเช่น:
องค์ประกอบการโลหะผสมหลักของโลหะผสม (WT%) ช่วงจุดหลอมเหลว (องศา)
1060 อัลมากกว่าหรือเท่ากับ 99.6% 657-660
6 0 61 mg 1. 0, si 0. 6 582-652
7075 Zn 5.6, Cu 1. 6 477-635
ความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบและไดอะแกรมเฟส
การเพิ่มองค์ประกอบการผสม (เช่น Cu, Zn, Mg) จะสร้างเฟส Eutectic จุดหลอมเหลวต่ำ:
Al-Cu Eutectic Point 548 องศา (เนื้อหา Cu 33.2%);
จุด Eutectic al-Si 577 องศา (เนื้อหา SI 12.6%);
ในระหว่างกระบวนการแข็งตัวที่ไม่สมดุลของแท่งโลหะผสมอลูมิเนียมทั่วไป (เช่น 6061) จุดหลอมเหลวที่แท้จริงคือ 30-50 ระดับต่ำกว่าค่าทางทฤษฎี
2. อิทธิพลสำคัญของจุดหลอมเหลวต่อเทคโนโลยีการประมวลผล
การควบคุมกระบวนการควบคุม
การตั้งค่าอุณหภูมิละลาย : 50-100 องศาสูงกว่า Liquidus (เช่น 6061 โลหะผสมจะต้องได้รับความร้อนถึง 680-710 องศา);
การ จำกัด อุณหภูมิที่ จำกัด : หลีกเลี่ยงเกิน 750 องศา (เพื่อป้องกันไม่ให้เมล็ดหยาบและทำให้เกิดความแข็งแรงลดลงมากกว่าหรือเท่ากับ 15%)
การจัดการหน้าต่างการรักษาที่ร้อน
การรักษาด้วยวิธีแก้ปัญหา (ก่อนอายุ T6 อายุ) ช่วงอุณหภูมิ: 530-550 องศา (ใกล้กับจุดหลอมเหลว แต่ไม่เกินโซลิด);
จุดวิกฤตความเสี่ยงที่เกิดขึ้นมากเกินไป: เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าหรือเท่ากับ Solidus + 10 องศาขอบเขตของเมล็ดจะละลาย (Eutectic ทรงกลมปรากฏในโครงสร้างจุลภาค)
การควบคุมอินพุตความร้อน
อุณหภูมิสระว่ายน้ำหลอมเหลว MIG สามารถสูงถึง 1,000 องศา (สูงกว่าจุดหลอมเหลวมีแนวโน้มที่จะยุบ) และการเชื่อมพัลส์ (ความถี่ 50-200 Hz) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดการสะสมความร้อน
เมื่อความหนาแน่นของพลังงานการเชื่อมด้วยเลเซอร์มากกว่า 10^6 W\/cm²อุณหภูมิการระเหยจะมากกว่า 2,500 องศาซึ่งทำให้เกิดข้อบกพร่องของรูขุมขน
3. สถานการณ์การใช้งานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดการต้านทานอุณหภูมิ
การเลือกวัสดุสำหรับสิ่งแวดล้อมการบริการอุณหภูมิสูง
ลูกสูบรถยนต์ (อุณหภูมิการทำงานน้อยกว่าหรือเท่ากับ 300 องศา): โลหะผสมอลูมิเนียม 4032 (มี Si 12%, จุดหลอมเหลว 570 องศา) เป็นที่ต้องการ;
วงเล็บเครื่องยนต์และอวกาศ: 2618 โลหะผสม (มี Cu 2.3%, อุณหภูมิโซลิตัส 540 องศา)
ข้อควรระวังสำหรับการประมวลผลอุณหภูมิต่ำ
แถบอลูมิเนียมจะต้องอุ่นไปที่ 200-250 ระดับสำหรับการอัดขึ้นรูปเย็น (เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวเนื่องจากการแข็งตัวของการทำงาน);
Ultra-low temperature applications (such as liquid nitrogen containers): select 5083 alloy (tensile strength retention rate at -196℃>90%).
4. วิธีการกำหนดจุดหลอมละลายและการควบคุมความแม่นยำ
การทดสอบระดับ laboratory
ความแตกต่างของการสแกน calorimetry (DSC): ตรวจสอบอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสอย่างถูกต้อง (ข้อผิดพลาด± 0. 5 องศา) ต้องมีน้ำหนักตัวอย่างของ 5-20 mg;
การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ : สังเกตกระบวนการหลอมละลายโดยตรงเหมาะสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์การแยก
การทดสอบอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรม
วิธีที่มีศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริก : การตรวจสอบอุณหภูมิพื้นผิวแบบเรียลไทม์ของแถบอลูมิเนียมผ่านเทอร์โมคัปเปิล (เวลาตอบสนอง<1 second);
imager imager imprared ความร้อน imprared: การวัดการกระจายอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสในเตาหลอม (ความแม่นยำ± 2 องศา)
บทสรุป
จุดหลอมเหลวของแท่งอลูมิเนียมไม่เพียง แต่เป็นพารามิเตอร์มาตรฐานสำหรับการเลือกวัสดุ แต่ยังเป็นจุดควบคุมหลักสำหรับการออกแบบกระบวนการ สำหรับโลหะผสมกระแสหลักเช่น 6061 และ 7075 จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพของเส้นโค้งอุณหภูมิของกระบวนการทั้งหมดของการรักษาด้วยการหลอมละลายในการหลอมรวมร่วมกับข้อมูลการวิเคราะห์ความร้อนที่แตกต่างกัน ในสาขาการผลิตอุปกรณ์ระดับสูง (เช่นชิ้นส่วนโครงสร้างการบินและอวกาศ) ขอแนะนำให้ใช้การหลอมสุญญากาศ + กระบวนการกวนแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิหลอมเหลวภายใน± 5 องศาเพื่อให้แน่ใจว่าเสถียรภาพของคุณสมบัติของวัสดุและโครงสร้างจุลภาค
