Regulacja temperatury ogrzewaniastopu aluminiumZbyt wysoka temperatura może nie tylko powodować pęknięcia, ale również różne wady.Poniżej przedstawiono analizę technologii regulacji temperatury, mechanizm wpływu temperatury i środki zapobiegawcze:
I. Technologia precyzyjnego sterowania temperaturą ogrzewania
1Ustawienie progu temperatury na podstawie klasy stopów
|
Przykład: W przypadku wytwarzania 7075 powłok baterii firma stosuje segmentowaną kontrolę temperatury: w fazie przedgrzewania utrzymuje się ją w temperaturze 400°C przez 2h,a następnie podgrzewane do stałej temperatury 430°C±5°C w celu zapewnienia całkowitego rozpuszczenia fazy β (MgZn2), unikając jednocześnie topnienia przy niskiej temperaturze topnienia (475°C) na granicy fazy α+β.
2. Urządzenia grzewcze i system kontroli temperatury
Segmentacja temperatury pieca gazowego: stosowany jest piec ciągłego ogrzewania z trzema komorami (komora przedgrzewcza 400°C, komora grzewcza 450°C i komora wyrównawcza 430°C),z termometrem podczerwonym (dokładność ±3°C), a jednolitość temperatury pieca jest kontrolowana w zakresie ±10°C.
Precyzyjne sterowanie elektrycznym piecem grzewczym: piec z oporem próżniowym wykorzystuje inteligentny system sterowania temperaturą PID do podgrzewania do ustawionej temperatury z prędkością 5°C/min.a wahania w fazie izolacji wynoszą ≤ ± 5°C, który jest odpowiedni dla stopów wrażliwych, takich jak seria 7.
Kompensacja dynamiczna podgrzewania indukcyjnego: dla składników o złożonym kształcie (takich jak konstrukcje wielopogazowe powłok baterii),ciepłowanie indukcyjne średniej częstotliwości (częstotliwość 20-50 kHz) jest stosowane do lokalnej kompensacji temperatury poprzez efekt wiru prądu, tak aby różnica temperatury przekroju przekroju była mniejsza niż 15°C.
3Symulacja pola temperatury i monitorowanie w czasie rzeczywistym
Symulacja CAE przed kuciem: Deform-3D jest używana do symulacji procesu ogrzewania i przewidywania rozkładu temperatury węgla.symulacja pewnej kształtowej w kształcie litery L kształtowania uchwytu baterii pokazuje, że temperatura w rogu jest o 20°C niższa niż w płaszczyźnieW rzeczywistej produkcji jest on kompensowany przez cewki grzewcze.
Internetowy urządzenie do skanowania obrazu termicznego w podczerwieni: prędkość skanowania 100 klatek na sekundę, generowanie w czasie rzeczywistym mapy chmur temperatury, gdy wykrywa się lokalną nadtemperaturę (np. > wartość ustawiona 15°C),system automatycznie uruchamia urządzenie chłodzące powietrzem do chłodzenia.
II. Analiza mechanizmu pękania spowodowanego nadmierną temperaturą
1Wady konstrukcyjne spowodowane uszkodzeniami termicznymi
Trzy cechy nadpalenia:
Trójkąty utleniania pojawiają się na granicach ziarna (gdy temperatura jest wyższa niż euektyczny punkt stopienia, Mg2Si i inne fazy topią się);
Granice ziarna poszerzają się i tworzą sieć (np. gdy 6061stopu aluminiumjest podgrzewana w temperaturze 560°C przez 20 minut, stosunek fazy ciekłej na granicy ziarna osiąga 3%);
Pojawiają się między dendrytami kulki do ponownego topnienia (7075stopu aluminiumw temperaturze 480°C przez 1 godzinę, a faza Al-Zn-Mg pomiędzy dendrytami topi się).
Ziarna ziarniste i słabe: gdy temperatura przekracza górną granicę temperatury krystalizacji (np. 460°C dla 7075),wielkość ziarna szybko rośnie z 10-20 μm w stanie sztucznym do ponad 500 μm, plastyczność zmniejsza się o 40%, a w trakcie kształtowania pojawiają się pęknięcia wzdłuż granicy ziarna.
2Koncentracja stresu wywołuje pęknięcie.
Rozbijanie naprężenia różnicą temperatury: gdy szybkość ogrzewania jest zbyt szybka (np. > 15°C/min), różnica temperatury między powierzchnią a rdzeniem kucia wynosi > 50°C,wytwarzające naprężenie cieplne (σ=EαΔT)W przypadku σ> wytrzymałości materiału (np. 7075 przy 400°C σs=120MPa) występuje pęknięcie.
Superpozycja naprężenia przekształcenia fazowego: gdy stop aluminium z serii 2 jest podgrzany do temperatury 500 °C, szybkość rozpuszczania fazy θ (CuAl2) jest nierówna,i lokalne naprężenie transformacji fazowej jest nakładane na naprężenie kształtowania, powodując, że pęknięcie rozciąga się wzdłuż granicy ziarna.
III. Środki przeciwdziałające krakingowi
1. Gradient ogrzewania i izolacji kontroli
Krzywa ogrzewania typu stopniowego:
Sekcja niskotemperaturowa (200-300°C): szybkość ogrzewania 5°C/min, wyeliminowanie wewnętrznego naprężenia wnętrza;
Sekcja o średniej temperaturze (300-400°C): prędkość 10°C/min, promowanie jednolitego rozkładu drugiej fazy;
Sekcja o wysokiej temperaturze (400 - temperatura ustawiona): prędkość 5°C/min, zapewnienie jednolitej temperatury.
Obliczenie czasu izolacji: według grubości śrubki (mm) × 1,5-2 min/mm, na przykład śrubki 7075 o grubości 100 mm, izolacja w temperaturze 430 °C przez 2,5-3h, tak aby faza wzmocnienia została całkowicie rozpuszczona.
2. podgrzewanie i kształtowanie izotermiczne
Dopasowanie temperatury pleśni: przed kształtowaniem pleśń jest podgrzewana do 250-300 °C (6 serii) lub 180-220 °C (7 serii) w celu zmniejszenia naprężenia różnicy temperatury spowodowanego szybkim chłodzeniem pleśni.
Technologia kształtowania izotermicznego: kształtowanie z niską prędkością 0,01-0,1 mm/s na serwopresie, podczas gdy wbudowana w formę pręta grzewcza utrzymuje temperaturę kształtu w ±3 °C,który jest odpowiedni do złożonych, cienkie ściankowych powłok baterii (tylko grubość ściany <3 mm).
3Zapobieganie i wykrywanie kraku
Obsługa powierzchni przed podgrzaniem: usunięcie łuski tlenkowej na powierzchni łuski (gdy grubość wynosi > 0,2 mm, mikropęknięcia pod łuską tlenkową rozszerzają się przy wysokiej temperaturze),i użyć wyprania strzałów lub prania alkalicznego do wstępnej obróbki.
Kontrola badań nieniszczących: 100% wykrywanie błędów ultradźwiękowych (częstotliwość 2.5-5MHz) po wykucie w celu wykrycia rozluźnienia granicy ziarna spowodowanego nadpaleniem (amplituda odbicia ≥φ2 mm równowartość płaskiego otworu dolnego).
Email:cast@ebcastings.com
Regulacja temperatury ogrzewaniastopu aluminiumZbyt wysoka temperatura może nie tylko powodować pęknięcia, ale również różne wady.Poniżej przedstawiono analizę technologii regulacji temperatury, mechanizm wpływu temperatury i środki zapobiegawcze:
I. Technologia precyzyjnego sterowania temperaturą ogrzewania
1Ustawienie progu temperatury na podstawie klasy stopów
|
Przykład: W przypadku wytwarzania 7075 powłok baterii firma stosuje segmentowaną kontrolę temperatury: w fazie przedgrzewania utrzymuje się ją w temperaturze 400°C przez 2h,a następnie podgrzewane do stałej temperatury 430°C±5°C w celu zapewnienia całkowitego rozpuszczenia fazy β (MgZn2), unikając jednocześnie topnienia przy niskiej temperaturze topnienia (475°C) na granicy fazy α+β.
2. Urządzenia grzewcze i system kontroli temperatury
Segmentacja temperatury pieca gazowego: stosowany jest piec ciągłego ogrzewania z trzema komorami (komora przedgrzewcza 400°C, komora grzewcza 450°C i komora wyrównawcza 430°C),z termometrem podczerwonym (dokładność ±3°C), a jednolitość temperatury pieca jest kontrolowana w zakresie ±10°C.
Precyzyjne sterowanie elektrycznym piecem grzewczym: piec z oporem próżniowym wykorzystuje inteligentny system sterowania temperaturą PID do podgrzewania do ustawionej temperatury z prędkością 5°C/min.a wahania w fazie izolacji wynoszą ≤ ± 5°C, który jest odpowiedni dla stopów wrażliwych, takich jak seria 7.
Kompensacja dynamiczna podgrzewania indukcyjnego: dla składników o złożonym kształcie (takich jak konstrukcje wielopogazowe powłok baterii),ciepłowanie indukcyjne średniej częstotliwości (częstotliwość 20-50 kHz) jest stosowane do lokalnej kompensacji temperatury poprzez efekt wiru prądu, tak aby różnica temperatury przekroju przekroju była mniejsza niż 15°C.
3Symulacja pola temperatury i monitorowanie w czasie rzeczywistym
Symulacja CAE przed kuciem: Deform-3D jest używana do symulacji procesu ogrzewania i przewidywania rozkładu temperatury węgla.symulacja pewnej kształtowej w kształcie litery L kształtowania uchwytu baterii pokazuje, że temperatura w rogu jest o 20°C niższa niż w płaszczyźnieW rzeczywistej produkcji jest on kompensowany przez cewki grzewcze.
Internetowy urządzenie do skanowania obrazu termicznego w podczerwieni: prędkość skanowania 100 klatek na sekundę, generowanie w czasie rzeczywistym mapy chmur temperatury, gdy wykrywa się lokalną nadtemperaturę (np. > wartość ustawiona 15°C),system automatycznie uruchamia urządzenie chłodzące powietrzem do chłodzenia.
II. Analiza mechanizmu pękania spowodowanego nadmierną temperaturą
1Wady konstrukcyjne spowodowane uszkodzeniami termicznymi
Trzy cechy nadpalenia:
Trójkąty utleniania pojawiają się na granicach ziarna (gdy temperatura jest wyższa niż euektyczny punkt stopienia, Mg2Si i inne fazy topią się);
Granice ziarna poszerzają się i tworzą sieć (np. gdy 6061stopu aluminiumjest podgrzewana w temperaturze 560°C przez 20 minut, stosunek fazy ciekłej na granicy ziarna osiąga 3%);
Pojawiają się między dendrytami kulki do ponownego topnienia (7075stopu aluminiumw temperaturze 480°C przez 1 godzinę, a faza Al-Zn-Mg pomiędzy dendrytami topi się).
Ziarna ziarniste i słabe: gdy temperatura przekracza górną granicę temperatury krystalizacji (np. 460°C dla 7075),wielkość ziarna szybko rośnie z 10-20 μm w stanie sztucznym do ponad 500 μm, plastyczność zmniejsza się o 40%, a w trakcie kształtowania pojawiają się pęknięcia wzdłuż granicy ziarna.
2Koncentracja stresu wywołuje pęknięcie.
Rozbijanie naprężenia różnicą temperatury: gdy szybkość ogrzewania jest zbyt szybka (np. > 15°C/min), różnica temperatury między powierzchnią a rdzeniem kucia wynosi > 50°C,wytwarzające naprężenie cieplne (σ=EαΔT)W przypadku σ> wytrzymałości materiału (np. 7075 przy 400°C σs=120MPa) występuje pęknięcie.
Superpozycja naprężenia przekształcenia fazowego: gdy stop aluminium z serii 2 jest podgrzany do temperatury 500 °C, szybkość rozpuszczania fazy θ (CuAl2) jest nierówna,i lokalne naprężenie transformacji fazowej jest nakładane na naprężenie kształtowania, powodując, że pęknięcie rozciąga się wzdłuż granicy ziarna.
III. Środki przeciwdziałające krakingowi
1. Gradient ogrzewania i izolacji kontroli
Krzywa ogrzewania typu stopniowego:
Sekcja niskotemperaturowa (200-300°C): szybkość ogrzewania 5°C/min, wyeliminowanie wewnętrznego naprężenia wnętrza;
Sekcja o średniej temperaturze (300-400°C): prędkość 10°C/min, promowanie jednolitego rozkładu drugiej fazy;
Sekcja o wysokiej temperaturze (400 - temperatura ustawiona): prędkość 5°C/min, zapewnienie jednolitej temperatury.
Obliczenie czasu izolacji: według grubości śrubki (mm) × 1,5-2 min/mm, na przykład śrubki 7075 o grubości 100 mm, izolacja w temperaturze 430 °C przez 2,5-3h, tak aby faza wzmocnienia została całkowicie rozpuszczona.
2. podgrzewanie i kształtowanie izotermiczne
Dopasowanie temperatury pleśni: przed kształtowaniem pleśń jest podgrzewana do 250-300 °C (6 serii) lub 180-220 °C (7 serii) w celu zmniejszenia naprężenia różnicy temperatury spowodowanego szybkim chłodzeniem pleśni.
Technologia kształtowania izotermicznego: kształtowanie z niską prędkością 0,01-0,1 mm/s na serwopresie, podczas gdy wbudowana w formę pręta grzewcza utrzymuje temperaturę kształtu w ±3 °C,który jest odpowiedni do złożonych, cienkie ściankowych powłok baterii (tylko grubość ściany <3 mm).
3Zapobieganie i wykrywanie kraku
Obsługa powierzchni przed podgrzaniem: usunięcie łuski tlenkowej na powierzchni łuski (gdy grubość wynosi > 0,2 mm, mikropęknięcia pod łuską tlenkową rozszerzają się przy wysokiej temperaturze),i użyć wyprania strzałów lub prania alkalicznego do wstępnej obróbki.
Kontrola badań nieniszczących: 100% wykrywanie błędów ultradźwiękowych (częstotliwość 2.5-5MHz) po wykucie w celu wykrycia rozluźnienia granicy ziarna spowodowanego nadpaleniem (amplituda odbicia ≥φ2 mm równowartość płaskiego otworu dolnego).
Email:cast@ebcastings.com
