큰 직경의 알루미늄 합금 단조 고리

대형 직경의 알루미늄 합금 단조 고리는 현대 산업에서 강력한 고성능 구조 성분이며, 강도, 강인, 신뢰성, 치수 안정성 및 경량에 대한 엄격한 요구 사항을 요구하는 필드에서 널리 사용되는. .이 고리는 수백 년간의 공세를 통해 수백 년간의 여러 등급으로 만들어진 다양한 등급으로 만들어졌습니다. 미터, 그리고 그에 따라 증가 된 벽 두께와 높이 . 단조 위조 위조는 우수한 기계적 특성, 매우 조밀 한 내부 구조 및 링의 둘레를 따라 최적화 된 곡물 흐름을 부여하여 극한의 작동 조건에서 우수한 성능을 가능하게합니다 ({3}}.

일반적인 알루미늄 합금 등급:

고 강성 시리즈 (e . g ., 2024, 7075, 7050): 주로 항공 우주, 군사 및 중량 대 무게 대 비율을 가진 기타 분야에서 주로 사용됩니다. .

부식 방지/용접 가능한 시리즈 (e . g {., 5052, 5083, 5a06): 해양 공학, 극저온 저장 탱크, 압력 용기 및 높은 부식성, 용접 성 및 극저온 강인성이 필요한 기타 영역에 널리 적용됩니다 .

일반 구조 시리즈 (e . g ., 6061, 6082): 일반 엔지니어링 구조, 균형 강도, 가공성 및 비용 .에 적합합니다.

큰 직경의 고리에 대한 프리미엄 단조 공정: 대형 직경의 알루미늄 합금 단조 링을 생산하는 것은 특히 내부 품질 및 미세 구조적 균일 성을 강조하는 기술 집약적이고 장비를 따르는 과정입니다.

용융 및 잉곳 준비:

고급 1 차 알루미늄 및 합금 요소가 선택됩니다 .

고급 용융, 정제, 필터링 및 탈기 기술 (e . g ., SNIF, 진공 탈기, 전자기 교반)가 초고록 청정 성을 보장하고 포함 및 가스 함량을 최소화하기 위해 사용됩니다 ({3}}}.

대형 직접 chill (DC) 캐스팅 시스템은 안정적인 치수와 균일 한 내부 구조를 가진 대형 직경의 잉곳을 생성하는 데 사용되며, 후속 대규모 위조 .에 대한 요구 사항을 충족합니다.

Ingot 균질화 처리:

큰 잉곳은 오랜 시간 (일반적으로 수십 시간), 다단계 균질화 어닐링 처리를 겪고, 매크로 로스 분리를 제거하고, 합금 요소의 균일 한 분포를 보장하고, 잉곳 연성을 개선하여 후속 대규모 위조 .를 준비합니다.

빌릿 준비 및 검사:

표면 결함을 제거하기위한 Ingot 표면 컨디셔닝 (스케일링 또는 밀링) .

잉곳이 품질 및 최종 제품 성능을 위조 할 수있는 내부 결함이 없는지 확인하기 위해 엄격한 100% 초음파 검사가 수행됩니다 (e . g {., 균열, 다공성, 큰 포함) .

예열 : 잉곳 또는 사전 양식은 정밀한 단조 온도 범위로 균일하게 가열되어 .을 형성하는 동안 최적의 연성 및 균일 한 변형을 보장합니다.

단조 시퀀스:

화를 내고 사전 포기: 잉곳은 대형 유압 프레스에서 다 방향, 다중 화가 및 그리기 작업을 수행하여 AS- 캐스트 구조를 분해하고 큰 곡물을 제거하며 적절한 사전 형태 (e . g ., 디스크 또는 팬케이크) .를 형성합니다.

꿰뚫는: 중앙 구멍은 펀치 또는 맨드 릴 위로 재료를 확장하여 예비 고리 구조를 생성함으로써 프레스에 형성됩니다. .이 과정은 재료를 더 압축하고 미세 구조 .을 개선합니다.

링 롤링 형성: 이것은 큰 직경 링을 형성하는 데 중요합니다. 큰 수직 또는 수평 링 롤링 머신에 .}가 메인 롤과 맨드 롤 롤에 의해 링 프리폼에 적용되며, 링의 직경을 지속적으로 증가시키면서 벽 두께와 높이를 감소시키는. 링 롤을 달성합니다. 원주, 원주 기계적 특성을 크게 개선하고 재료 밀도를 더욱 향상시킵니다 .

다이 단조 마감 (선택 사항):보다 복잡한 모양 또는 매우 높은 차원 정확도 요구 사항을 가진 링의 경우, 정확한 기하학적 치수와 우수한 표면 마감을 얻기 위해 큰 다이 단조 프레스에서 최종 성형을 수행 할 수 있습니다 .

열처리:

합금 등급 및 최종 성능 요구 사항에 따라, 용액 처리, 담금질 및 노화 처리 (열처리 가능한 합금의 경우) 또는 안정화 처리 (비열 처리 가능한 합금의 경우)가 수행됩니다 . 열 처리 과정은 미세 구조적 균일 성 및 대형 직경의 냉각 링의 스트레스 제어에 중요합니다. 응력 .

마무리 및 검사:

디버링, 직선, 치수 검사, 표면 품질 검사 등 .

마지막으로 포괄적 인 비파괴 테스트 (e . g ., 초음파, 침투제, 와전류)는 제품의 내부 및 표면 품질이 표준 및 고객 요구 사항을 완전히 준수하도록하기 위해 수행됩니다 (.

큰 직경의 알루미늄 합금 단조 고리의 기계적 특성은 선택된 합금 등급, 열처리 성질 및 단조 공정의 최적화 . 일반적으로 단조 고리가 다음과 같은 장점을 제공합니다.

일반적인 성능 범위 (합금 및 성미에 따라 다름):

궁극적 인 인장 강도 : 170 MPa - 600 MPA

항복 강도 (0.2%) : 60 MPa - 550 MPa

신장 : 7% - 28%

경도 : 40 HB - 180 HB

피로 강도 : 70 MPa - 200 MPA

골절 인성 (K1C) : 20 mpa√m - 45 mpa√m

큰 직경 알루미늄 합금 단조 고리의 미세 구조는 우수한 거시적 특성의 기본 보장입니다.

주요 미세 구조적 특징:

곡물 구조 및 입자 흐름:

단조 후, 특히 링 롤링, 거친 곡물 곡물이 깨지고 재배치되어 미세하고 등록 된 재결정 곡물 및/또는 기본 변형 방향 .에 정렬 된 길쭉한 비 회전 된 곡물을 형성합니다.

곡물 흐름은 윤곽과 응력 방향을 따라 소성 변형 동안 내부 금속 입자에 의해 형성된 섬유질 구조를 언급하는 독특한 특징이며 . 큰 직경의 단조 고리에서는 링의 둘레를 따라 균일하게 분포되어 우수한 주위 강도, 피로 저항성 및 인성..을 제공합니다.

합금 요소 (e . g ., al₃zr, almncr)에 의해 형성된 분산은 입자 성장 및 재결정 화을 효과적으로 억제하여 입자 정제를 유지합니다 .

고밀도 및 결함 제거:

단조 공정 중에 적용되는 엄청난 압력은 기공, 수축 공동 및 가스 주머니와 같은 내부 결함을 완전히 닫아 주조 중에 발생할 수있어 재료의 밀도를 크게 향상시킵니다 .

비금속 내포물 및 매크로스 분리를 감소시켜보다 균일 한 미세 구조 .을 초래합니다.

위상 분포 강화:

열처리 공정에 대한 정확한 제어는 강화 단계의 균일하고 미세 강수량 및 분포를 보장합니다 (5xxx 시리즈의 mgzn₂ in grain series에서 5xxx 시리즈의 mgzn₂)에서 grain 경계에서.}}}}}}}}.

입자 경계에서의 침전물의 형태 및 분포는 스트레스 부식 균열 저항을 최적화하기 위해 엄격하게 제어됩니다. .

대형 직경의 알루미늄 합금 단조 링의 크기 범위는 매우 넓고 고객 별 요구 사항에 따라 제조 될 수 있습니다 .

사용자 정의 기능:

다양한 크기, 모양 (e . g {., 비 회로, 원뿔)을 가진 맞춤형 단조 반지 및 자세한 고객 도면 및 기술 사양 .에 따라 공차 요구 사항을 생성 할 수 있습니다.

일반적으로 고객의 처리 비용과 시간을 줄이기 위해 거친 가공 또는 마감 상태로 제공됩니다 .

5. 성미 지정 및 열 처리 옵션

대형 직경의 알루미늄 합금 단조 고리는 합금 유형 및 최종 적용 요구 사항에 따라 다양한 열처리 성미에 공급 될 수 있습니다 .

성미 선택 지침:

강도 요구 사항: 7xxx 시리즈 T6 Temper는 가장 높은 강도를 제공하지만 SCC 감도는 .로 간주되어야합니다.

부식 저항: 5xxx 시리즈 (H116/H321) 및 7xxx 시리즈 T73/T74 Tempers는 최상의 선택입니다 .

용접 성: 5xxx 및 6xxx 시리즈 합금은 탁월한 용접 성이 있습니다 . 기존 퓨전 용접은 일반적으로 2xxx 및 7xxx 시리즈 .에 권장되지 않습니다.

서비스 환경: 해양 환경, 극저온 환경, 압력 용기 등에 대한 특정 요구 사항 .

대형 직경의 알루미늄 합금 단조 링의 가공에는 일반적으로 대형 고조력 공작 기계와 특수 가공 전략이 필요합니다 .

제조 지침:

가공 가능성: 알루미늄 합금은 일반적으로 가공 가능성이 좋지만 끈적 거림과 칩 랩핑은 일반적인 문제입니다. . 큰 갈퀴 각도, 높은 나선형, 효율적인 냉각 윤활제 및 우수한 칩 대피 시스템과 결합 된 날카로운 도구 .이 필요합니다.

잔류 응력 관리: 대형 용서는 담금질 및 가공 중에 상당한 잔류 응력이 발생하기 쉽습니다.

표면 처리: 서비스 환경 및 미학적 요구 사항에 따라 양극화, 페인팅 또는 전환 코팅 처리를 적용 할 수 있습니다 .

대형 직경 알루미늄 합금 단조 고리의 부식 저항은 가혹한 환경에서의 적용에 중요한 이점입니다 .

보호 시스템:

합금 및 성미 선택: 본질적으로 우수한 부식 저항을 가진 합금 등급 및 열처리 성미를 선택하십시오 (e . g ., 5xxx 시리즈 H116/H321 또는 7xxx 시리즈 T73/T74) .

표면 처리:

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

화학 전환 코팅: 페인트 또는 접착제를위한 우수한 프라이머 역할을하여 기본 보호를 제공합니다 .

페인팅/코팅 시스템: 고성능 에폭시 프라이머 및 폴리 우레탄 탑 코트는 해양 및 산업 환경에서 장기적인 보호를 제공합니다 .

설계 고려 사항: 물 포획 및 틈새 부식을 피하십시오. 이종 금속과 접촉 할 때 갈바니 분리를 적용하십시오 .

설계 고려 사항:

가벼운: 알루미늄 합금의 저밀도는 큰 직경의 고리가 상당한 중량 감소를 가능하게하여 항공 우주, 철도 운송 및 해양 응용 분야에서 실질적인 경제 및 성능 이점을 제공합니다 .

작동 온도 범위: 성능 저하로 이어질 수있는 고온에서 장기 서비스를 피하면서 합금 유형 및 응용 환경에 따라 결정해야합니다. .

강도와 강성 균형: 합리적인 섹션 설계 및 합금 선택을 통해 강도 요구 사항을 충족하는 동안 과도한 변형을 방지하기에 충분한 강성을 보장하십시오 .

환경 적응성: 부식, 온도 범위, 진동 및 작업 환경의 충격 하중과 같은 요소를 고려하십시오 .

대형 직경 알루미늄 합금 단조 고리에 대한 품질 관리는 원료에서 완제품 전달에 이르기까지 모든 단계에 걸쳐 매우 엄격합니다. .

표준 테스트 절차:

원료 인증: 잉곳의 추적 성, 화학 성분 검증, 열 수, 생산 날짜 등 .

용융 및 잉적인 품질 관리: 온라인 원소 분석, 수소 함량 측정, 필터 효율 모니터링, 초음파 결함 탐지 .

공정 모니터링 단조: 온도 프로파일, 변형 금액, 압력, 다이 조건 등의 실시간 모니터링 .

열처리 공정 모니터링: 용광로 온도 균일 성, 시간, 냉각 속도, 담금질 매체 온도 등 .

치수 및 기하학적 정확도 검사: 외부 및 내부 직경, 벽 두께, 높이, 평평성, 동심성 등의 포괄적 인 검사, 고정밀 좌표 측정 머신 (CMM), 레이저 스캐너 등을 사용하여 .을 사용합니다.

기계적 특성 테스트:

견본 추출: 샘플은 위조 치수 및 테스트를위한 표준 요구 사항에 따라 임계 위치 (일반적으로 링의 원주 및 방사형 방향)에서 가져옵니다 .

테스트: 인장 (uts, ys, el), 경도, 충격 강인함, 피로, 골절 강인함, 응력 부식 균열 (SCC) .

비파괴 테스트 (NDT):

초음파 테스트: 전체 링의 100% 부피 검사, 내부 결함을 감지하는 가장 효과적인 방법 (e {. g {., 포함, 다공성, 균열, 변형 부식), 항공 우주 표준 (E. g., AMS 2630 Class AA) .를 충족시키는 데 필요한 경우가 종종 있습니다.

침투성 테스트: 표면과 표면 근처 결함을 감지 .

에디 현재 테스트: 특히 전도성 재료 .에 대한 표면 및 표면 결함을 감지합니다.

방사선 테스트 (RT): 특정 임계 영역에서 내부 결함 재입고에 사용 .

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

표면 거칠기 측정.

표준 및 인증:

ASTM B247, AMS (항공 우주 재료 사양), EN (유럽 표준), GB/T (중국 국가 표준) 등을 준수합니다 .

품질 시스템 인증 : ISO 9001, AS9100 (항공 우주) .

EN 10204 Type 3 . 1 또는 3.2 재료 테스트 보고서가 제공 될 수 있으며 고객 요청에 따라 타사 인증을 정리할 수 있습니다.

대형 직경의 알루미늄 합금 단조 링은 전체적인 전반적인 성능 .로 인해 다양한 첨단 및 중공업 부문에서 중요한 역할을합니다.

기본 응용 프로그램 영역:

항공 우주: 항공기 엔진 케이싱, 터빈 구성 요소 링, 랜딩 기어로드 베어링 링, 로켓 연료 탱크 연결 고리, 우주선 구조 링 등 .

에너지 산업: 원자력 발전소 장비 링, 풍력 터빈 주 샤프트 플랜지, 대형 압력 용기 플랜지, 수소 연료 탱크 링 등 .

해양 및 해외 공학: 대형 선박 선체 구조 연결 고리, 해외 시추 플랫폼을위한 중요한지지 링, 심해 수중 압력 선체 연결 고리, LNG 캐리어 탱크 링 등 .

철도 대중 교통: 고속 열차 바디 연결 고리, 중요한 가짜 용서, 대형 기차 제동 시스템 링 등 .

군대: 대형 포병 총 마운트, 장갑차로드 베어링 링, 미사일 발사기 링 등 .

중장기: 대형 베어링 레이스, 기어 블랭크, 터널 보링 머신의 메인 베어링 링 등 .

디자인 장점:

가벼운: 단조 공정과 결합 된 알루미늄 합금의 저밀도는 대규모 구조 성분의 중량 감소를 가능하게하여 효율성을 향상시키고 운영 비용을 줄이고 .

높은 신뢰성과 안전: 단조로 제공되는 고강도, 높은 인성, 우수한 피로 저항 및 조밀 한 내부 미세 구조는 극심한 하중 및 복잡한 환경에서 구성 요소의 장기 신뢰성을 보장합니다 .

치수 안정성: 엄격한 열처리 및 응력 완화 후, 큰 직경의 단조 링은 후속 가공 및 장기 서비스 중 좋은 차원 안정성을 나타냅니다 .

부식 저항: 특히 5xxx 시리즈 합금은 해양 및 산업 환경에서 탁월한 부식 저항을 보여줍니다 .

설계 유연성: 다양한 합금, 열처리 성미 및 맞춤형 위조 공정을 선택하면 다양한 복잡하고 까다로운 설계 요구 사항이 충족 될 수 있습니다. .

설계 제한:

비용: 대형 직경 위조 링의 생산에는 고가의 특수 장비와 복잡한 프로세스가 필요하므로 초기 비용이 더 높아 .

온도 감도: 일부 고강도 알루미늄 합금은 장기 고온 환경에서 성능 저하를 경험할 수 있으며, 작동 온도 한계를 고려해야합니다 .

용접 성: 일부 고강도 합금은 용접 성이 좋지 않으므로 용접을 피하기 위해 특수 용접 기술이나 설계가 필요할 수 있습니다 .

잔류 스트레스: 대형 단조를위한 담금질 과정은 상당한 잔류 응력을 생성 할 수 있으며, 적절한 스트레스 완화 치료가 필요합니다 .

경제 및 지속 가능성 고려 사항:

수명주기 가치: 초기 투자는 높지만, 단조 반지의 우수한 성능과 긴 수명은 유지 보수 및 교체 비용을 줄여 장기적으로 경제적 가치가 높아져 .

재료 활용: Forging은 Net Net Shape 공정으로 전통적인 가공에 비해 원료 폐기물을 효과적으로 줄입니다 .

환경 친화 성: 알루미늄 합금은 녹색 제조 원리와 일치하는 완전히 재활용 가능한 재료입니다. 제품 경량은 또한 최종 제품의 에너지 소비 및 탄소 배출을 줄이는 데 기여합니다 .

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