6061 큰 직경 알루미늄 합금 단조 링

1. 자재 개요 및 제조 공정

6061 큰 직경의 알루미늄 합금 단조 링은 매우 다재다능한 열처리 가능한 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 (AL-MG-SI 시리즈)이며, 우수한 만능 성능 . inverness의 우수한 균형, 우수한 weldabent, 우수한 마커 웰러스와 결합 된 강도의 균형을 제공합니다. 두꺼운 벽으로 된 단조 반지는 단조 공정의 장점을 활용하여 밀도가 높은 내부 구조, 정제 된 입자 및 링의 둘레를 따라 최적화 된 곡물 흐름을 초래하여 다양한 산업 응용 분야에서 우수한 신뢰성과 긴 서비스 수명을 보장합니다. 비용, 가공 가능성 및 부식 저항이 모두 중요한 고려 사항 인 구성 요소 .

1 차 합금 요소:

마그네슘 (mg) : 0.8-1.2% (실리콘으로 강화, 강도 및 내식성 향상)

실리콘 (si) : 0.4-0.8% (마그네슘으로 강화하고 연령 강화 반응을 향상시킵니다)

구리 (Cu) : 0.15-0.40% (강도 증가)

Chromium (Cr) : 0.04-0.35% (재결정 화을 억제하고 강인함을 향상시킵니다)

기본 자료:

알루미늄 (AL) : 균형

통제 된 불순물:

철 (FE) : 0.7% 최대

망간 (MN) : 0.15% 최대

아연 (Zn) : 0.25% 최대

티타늄 (TI) : 0.15% 최대

기타 요소 : 각각 0.05% 최대, 총 0.15% 최대

프리미엄 단조 공정 (큰 직경 두꺼운 벽 링의 경우): 6061의 큰 직경 두꺼운 벽 알루미늄 합금 단조 고리를 생산하려면 재료가 원하는 포괄적 인 특성, 특히 두꺼운 섹션에서 균일 성을 달성 할 수 있도록 용융, 단조 및 열 처리 과정을 정확하게 제어해야합니다.

용융 및 잉곳 준비:

표준 호환 1 차 알루미늄 및 합금 요소가 선택됩니다 .

고급 용융, 정제 및 gassing 기술이 잘 녹은 청결을 보장하여 비금속 포함 및 가스 함량을 최소화하기 위해 사용됩니다 .

대형 직접 chill (DC) 캐스팅 시스템은 균일 한 미세 구조와 유의 한 분리가없는 큰 직경의 잉곳을 생성하는 데 사용됩니다 .

Ingot 균질화 처리:

잉곳은 매크로스 분리를 제거하고, 거친 2 차 단계를 용해시키고, 잉곳의 연성을 개선하여 후속 고 결정량 위조 .를 준비하기 위해 정확하게 제어 된 균질화 어닐링 (몇 시간 동안 550-580 정도)을 겪습니다.

빌릿 준비 및 검사:

모든 표면 결함을 제거하기위한 Ingot Surface Conditioning (Scalping 또는 Milling) .

100% 초음파 검사는 잉곳에 내부 결함이 없는지 확인하기 위해 수행됩니다 (E . g {., 균열, 다공성, 큰 포함), 일반적으로 업계 표준을 충족시키는 최종 성능에 영향을 줄 수 있습니다 .

예열 : 빌릿은 정확한 단조 온도 범위 (일반적으로 400-500도)로 균일하게 가열되어 초기 용융 .을 피하면서 최적의 연성을 보장합니다.

단조 시퀀스 (큰 직경 두꺼운 벽 링겨서):

대형 장비의 적용: 대형 유압 프레스와 링 롤링 머신은 무거운 빌릿에 충분한 변형력을 가해야하므로 두꺼운 벽 링의 코어가 전체 플라스틱 변형과 곡물 개선을 겪을 수 있습니다 .

화를 내고 사전 포기: 대형 유압 프레스에서 큰 잉곳은 다 방향, 다중 화가 및 그리기 작업을 거쳐 AS 캐스트 곡물을 분해하고 내부 다공성을 제거하며 적절한 사전 형태 .를 형성합니다.

꿰뚫는: 프레스에서 예비 고리 구조는 다이 또는 맨드 렐로 피어싱하여 형성됩니다. .이 과정은 재료를 더 압축하고 미세 구조 .을 개선합니다.

링 롤링 형성:이 임계 링 롤링 프로세스는 대형 수직 링 롤링 머신에서 수행됩니다 . 연속 방사형 및 축 방향 압축은 메인 롤과 맨드 릴 롤에 의해 링 프리폼에 적용되며, 벽 두께와 높이를 감소시키는 동시에 링의 직경을 지속적으로 증가시킵니다. 강도, 인성 및 피로 성능 . 두꺼운 벽 부분의 경우 전체 벽 두께 전체의 균일 한 곡물 흐름을 보장해야합니다. .

최소 감소 비율: 일반적으로 AS- 캐스트 구조의 완전한 제거 및 최적화 된 입자 흐름의 형성 및 조밀 한 미세 구조 .의 형성을 보장하려면 3 : 1 이상이 필요합니다.

열처리:

솔루션 열처리: 단조는 대략 530-545 정도의 정밀한 용액으로 가열되고 합금 요소 (Mg, Si, Cu)를 알루미늄 매트릭스에 완전히 용해시켜 균일 한 고체 용액을 형성하기에 충분한 시간 동안 유지됩니다.

담금질: 용액화 온도 (일반적으로 물 담금질, 수온 및 냉각 속도가 두꺼운 벽 부품 요구 사항을 충족하는 보장)에서 빠른 냉각은 과포화 된 고체 용액 . 두꺼운 벽 부품의 경우 최종 특성에 대해 Quench 균일성이 중요합니다. .

노화 처리 (T6 성미): 표준 인공 노화 치료 (일반적으로 160-180 시간에 8-18} 시간) .이 처리는 mg₂si 및 일부 al₂cu와 같은 강화 단계의 강수량을 유발하여 최대 강도와 경도를 달성합니다 .

잔류 응력 완화 (T651/T652 TEMPERS): 큰 직경의 두꺼운 벽으로 된 링의 경우, 스트레칭 (T651) 또는 압축 (T652) 응력 완화는 잔류 응력을 크게 줄이고 가공 왜곡을 최소화하며 치수 안정성을 향상시키기 위해 켄칭 후 종종 수행됩니다. ..

마무리 및 검사:

디버링, 직선, 치수 검사, 표면 품질 검사 .

마지막으로 포괄적 인 비파괴 테스트 (e . g ., 초음파, 침투성) 및 미세 구조 분석이 수행되어 제품이 업계 표준 및 고객 요구 사항을 준수 할 수 있도록 .

6061의 큰 직경 두께의 알루미늄 합금 단조 고리의 기계적 특성은 특정 두께, 열처리 성질 및 단조 공정의 최적화 . T6 및 T651/T652의 최적화에 따라 달라집니다 6061.

속성 분배 및 이방성:

6061 단조 링은 링 롤링 공정을 통해 링의 둘레를 따라 곡물 흐름을 고도로 정렬하여 ., 원주 (접선) 특성은 전형적으로 최적의 . 방사형 및 축 특성은 비교적 낮지 만 여전히 대부분의 구조적 구성 요소 요구에 충분하다...

두께 효과 : 6061의 경우, 큰 직경의 두꺼운 벽으로 된 마초는 우수한 경화성 . 덕분에 코어에서 표면으로 특성의 균일 성을 유지합니다.

잔류 응력 : T651/T652 유혹은 스트레칭 또는 압축 응력 완화를 통해 Quenching 잔류 응력을 크게 줄이고, 가공 왜곡을 최소화하며, 치수 안정성을 향상시킵니다 .

6061의 큰 직경 두께의 알루미늄 합금 단조 링의 미세 구조는 좋은 전반적인 성능의 기초입니다 .

주요 미세 구조적 특징:

곡물 구조 및 입자 흐름:

단조 공정은 거친 캐스트 곡물을 분해하여 미세한 균일 한 재결정 곡물을 형성하고 단조 방향을 따라 정렬 된 미세한 재결정 곡물과 길쭉한 비 회전 된 곡물을 형성합니다 .

곡물 롤링 중에 곡물이 강렬하게 길어지고 링의 둘레를 따라 연속 섬유 구조를 형성합니다. .이 곡물 흐름은 링의 주요 응력 방향과 매우 일치하며, 두꺼운 벽이있는 고리에 대한 원주의 강도, 피로 수명 및 강인성을 크게 향상시킵니다.

분산증 : 크롬 (CR)에 의해 형성된 미세 분산증은 재결정 화 및 곡물 성장을 효과적으로 억제하여 미세 입자 미세 구조 .을 보장합니다.

고밀도 및 결함 제거:

단조 공정 중에 적용되는 막대한 압력은 기공, 수축 공동 및 가스 주머니와 같은 내부 결함을 완전히 닫아 주조 중에 발생할 수 있으며 재료의 밀도와 신뢰성을 크게 향상시킵니다 .

효과적으로 소량의 1 차 금속 간 화합물과 불순물 (e {. g ., Fe, Si Stase)을 효과적으로 분산시켜 .의 유해한 효과를 줄입니다.

강화 단계 (침전물) 분포:

T6 노화 처리는 1 차 강화 상 Mg ₂SI의 침전을 유발하고, 일부 al₂cu 침전물 . 이러한 침전물은 곡물 내에 균일하게 분포되어 강화 .를 제공합니다.

곡물 경계에서의 침전물은 일반적으로 괜찮으며 쉽게 입자 간 부식으로 이어지지 않습니다 .

야금 청결:

표준 용융 및 주조 기술은 비금속 포함 함량이 낮고 일반 엔지니어링 응용 분야의 청결 요구 사항을 충족시킵니다 .

6061 큰 직경의 두께 알루미늄 합금 단조 고리의 크기 범위는 넓고 엔지니어링 요구 사항에 따라 맞춤 생산할 수 있습니다 .

사용자 정의 기능:

자세한 크기, 모양 및 공차 요구 사항을 가진 맞춤형 위조 링은 자세한 고객 도면 및 기술 사양 .에 따라 생성 될 수 있습니다.

일반적으로 거친 가공 또는 반제품 가공 조건으로 제공되어 후속 고객 가공을 용이하게합니다 .

6061 합금은 주로 열처리를 통해 기계적 특성을 달성합니다 .

성미 선택 지침:

T6 성미: 6061의 큰 직경 두꺼운 벽으로 된 단조 고리에 가장 일반적으로 사용되는 성미는 강도와 경도의 최상의 조합을 제공합니다 .

T651/T652 성미: 정밀한 가공 또는 엄격한 치수 안정성이 필요한 응용 분야의 경우, 담금질 잔류 응력을 효과적으로 제거하기 위해 T651 또는 T652 성사가 권장됩니다 .

6061 큰 직경의 두꺼운 벽 알루미늄 합금 단조 고리는 일반적으로 가공 가능성이 좋지만 큰 크기와 두꺼운 벽의 특성은 여전히 고려해야합니다 .

제작 지침:

가공 가능성: 6061은 가공 가능성이 우수하여 표준 알루미늄 합금 가공 도구 및 매개 변수를 사용할 수 있습니다 . 칩 관리에주의를 기울여 얽힘을 피하기 위해 ..

용접 성: 6061은 전통적으로 융합 용접 될 수있는 소수의 고강도 알루미늄 합금 중 하나입니다. . 용접 후 강도가 감소 할 수 있지만 적절한 필러 와이어 및 용접 공정을 선택하여 최적화 할 수 있습니다 ..

잔류 스트레스: 6061 개의 용서가 잔류 스트레스를받습니다. T651/T652 처리는이 .를 효과적으로 감소시킵니다 .는 왜곡을 최소화하기 위해 대칭 가공 및 멀티 패스 얕은 컷과 같은 전략을 사용해야합니다 ..

표면 처리:

양극화: 유형 II (황) 또는 타입 III (하드) 양극화는 내마모성, 부식성 및 미적 매력을 제공합니다 .

변환 코팅: 크로메이트 또는 크롬이없는 변환 코팅은 페인트의 프라이머 역할을합니다 .

코팅: 특정 보호 요구 사항에 적용 .

6061 합금은 특히 대기 및 해양 환경에서 우수한 부식 저항으로 유명합니다 .

부식 방지 전략:

합금 및 성미 선택: 6061- T6 TEMPERT 자체는 특히 SCC 및 각질 제거 부식에 대한 탁월한 내식 저항을 제공합니다 .

표면 처리:

양극화: 가장 일반적인 보호 방법은 부식과 내마모성을 향상시키는 밀집된 산화물 필름을 형성하는 가장 일반적인 보호 방법 .

화학 전환 코팅: 페인트 또는 접착제를위한 좋은 프라이머 역할 .

코팅 시스템: 고성능 코팅은 특히 가혹한 환경에서 적용될 수 있습니다 .

갈바니 부식 관리: 호환되지 않는 금속과 접촉 할 때 코팅 또는 개스킷과 같은 분리 조치를 사용해야합니다 .

6061 큰 직경의 두꺼운 벽 알루미늄 단조 고리의 물리적 특성은 큰 구조물의 설계에 중요합니다 .

설계 고려 사항:

강도 대 중량비: 6061은 우수한 강도 대 무게 비율을 제공하며, 경량을 필요로하는 구조에 적합하지만 극한 정도는 아닙니다 .

제조의 용이성: 좋은 가공성과 용접성은 제조 복잡성과 비용을 줄입니다 .

부식 저항: 탁월한 부식 저항은 다양한 실외 및 부식성 환경에 적합합니다 .

비용 효율성: 6061은 고강도 합금에 비해 비용 효율적입니다 .

작동 온도: 모든 알루미늄 합금과 마찬가지로 6061은 고온 저항성이 아닙니다. 권장 작동 온도는 150도 미만 .

6061 대량의 두꺼운 벽 알루미늄 단조 고리에 대한 품질 관리는 성능과 신뢰성을 보장하는 중요한 측면 .입니다.

표준 테스트 절차:

원료 인증: AMS, ASTM 등을 준수하기위한 화학 조성 분석 . 및 추적 성 .

용융 및 단조 공정 제어: 모니터링 온도, 균일하고 조밀 한 내부 구조를 보장하기위한 변형 .

열처리 공정 모니터링: 용광로 온도 균일 성, 용액 담금질, 노화 곡선 등 .

화학 성분 분석: 합금 요소의 검증 및 불순물 내용 .

기계적 특성 테스트:

인장 테스트: 방사형, 접선/원주 및 축 방향으로 채취하여 UTS, ys, el .을 테스트하기위한 샘플

경도 테스트: 균일 성을 평가하기위한 다중 점 측정 .

충격 테스트: 필요한 경우 .

비파괴 테스트 (NDT):

초음파 테스트: 내부 결함을 감지하기 위해 전체 링의 체적 검사 .

침투성 테스트: 표면 위반 결함 감지 .

에디 현재 테스트: 표면과 표면 근처 결함을 감지 .

미세 구조 분석: 입자 크기, 입자 흐름, 재결정 공간, 침전물 분포, 결함 유형 등을 평가하기위한 금속 학적 검사 .

치수 및 표면 품질 검사: cmm, profilometer 등을 사용한 정확한 측정 .

표준 및 인증:

ASTM B247 (알루미늄 합금 용서), AMS 4117 (6061- T6 Forgings), ISO, EN, GB/T 및 기타 산업 표준을 준수합니다. .

품질 관리 시스템 인증 : iso 9001.

EN 10204 Type 3 . 1 재료 테스트 보고서를 제공 할 수 있습니다.

6061 큰 직경의 두꺼운 벽 알루미늄 단조 링은 훌륭한 전반적인 성능과 비용 효율성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다 .

기본 응용 프로그램 영역:

항공 우주 보조 구조: 비 임계 항공기 구조 구성 요소, 엔진 주변 장치 링, 항공 우주 지상지지 장비 .

해양 및 해외 공학: 대형 선박 데크 장비, 해외 플랫폼, 해양 밸브 바디, 파이프 플랜지 등을위한 비로드 베어링 구조 ., 해수 부식 저항의 혜택 .

일반 기계 및 장비: 대형 펌프 바디, 압축기 케이싱, 모터 마운트, 플랜지, 커넥터, 하중 기름기 프레임 등 .

철도 대중 교통: 기차 바디 연결 구성 요소, 비 임계 대지 부품, 레일 장비 .

자동차 산업: 중량 감소를위한 대형 구성 요소, 트럭 휠, 섀시 부품 등 . .

건축 및 구조 공학: 대형 트러스 커넥터, 장식 구조, 브리지 구성 요소 .

디자인 장점:

좋은 강도 대 중량 비율: 경량을 달성하면서 대부분의 구조적 응용 분야에 충분한 강도를 제공합니다. .

탁월한 부식 저항: 대기 및 해양 환경에서 잘 수행되며 특히 SCC .에 민감하지 않습니다.

우수한 용접 가능성 및 가공성: 제조 복잡성과 비용을 크게 줄여 후속 처리 및 어셈블리 .

높은 인성: 실온에서의 좋은 인성, 부서지기 쉬운 골절 .

비용 효율성: 고성능 합금 .에 비해 원료 및 가공 비용이 낮아집니다.

치수 안정성: T651/T652 TEMPERS는 가공 왜곡을 효과적으로 제어합니다 .

설계 제한:

강도 제한: 그 강도는 2xxx 또는 7xxx 시리즈와 같은 초 고성장 합금과 비교할 수 없으므로 궁극적 인 강도가 필요한 임계 하중 구조에 부적합합니다. ..

고온 성능: 알루미늄 합금의 공통 제한; 장기 작동 온도는 150도 이하로 제한됩니다 .

피로 강도: 7xxx 시리즈에 비해 피로 강도가 낮으며 극도의 순환 하중 환경에 적합하지 않습니다 .

경제 및 지속 가능성 고려 사항:

총 수명주기 비용: 초기 비용이 낮고 유지 보수 성능이 우수합니다. 많은 응용 분야에서 비용 효율적입니다 .

재료 활용: 단조 과정은 재료 활용을 개선하는 데 도움이됩니다 .

환경 친화 성: 알루미늄은 지속 가능한 개발 원칙과 일치하는 고도로 재활용 가능한 재료입니다. 경량은 또한 에너지 소비 감소에 기여합니다 .

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