1. Novecošanas ietekmes pamatprincips
Termiski apstrādājami pastiprināti alumīnija profili, piemēram, 6061, 6063, 6005 un 6013 (galvenokārt Al-Mg-Si sērija) pēc ekstrūzijas, šķīduma termiskās apstrādes un rūdīšanas veido pārsātinātu cietu šķīdumu, jo leģējošie elementi Mg un Si tiek ātri iesprostoti alumīnija matricā. Šī mikrostruktūra ir termodinamiski nestabila. Istabas temperatūrā vai kontrolētos karsēšanas apstākļos izšķīdušo vielu atomi izkliedējas un spontāni agregējas, secīgi veidojot GP zonas, metastabilo fāzi, fāzi un, visbeidzot, līdzsvara Mg₂Si fāzi. Vienmērīgi izkliedētais nano izgulsnē tapas dislokācijas un graudu robežas, lai sacietētu materiālu un uzlabotu tā izturību. Šis nokrišņu evolūcijas process ir kolektīvi definēts kā novecošanās efekts, kas ir materiāla galvenā īpašība, kas stingri jākontrolē alumīnija profilu CNC apstrādē.
Novecošana ir sadalītadabiskā novecošana (novecošana istabas temperatūrā)unmākslīgā novecošana (novecošana paaugstinātā temperatūrā). Tas ietver arī trīs posmus: nepietiekama novecošanās, maksimālā novecošanās un pārmērīga novecošanās. Dažādi novecošanas stāvokļi tieši nosaka CNC griešanas veiktspēju, detaļu izmēru stabilitāti, mehāniskās īpašības un virsmas apstrādes kvalitāti.
Kopējās nozares T-tempera definīcijas: T4=Šķīduma termiskā apstrāde + dabiska novecošana; T5=Ekstrūzijas gaisa dzesēšana + mākslīgā novecošana; T6=Ūdens dzēšana pēc šķīduma apstrādes + maksimālā mākslīgā novecošana; T651 / T6511: ar iepriekšēju izstiepšanu stresa mazināšanai, īpaši piemērots augstas precizitātes CNC apstrādei.
2. Novecošanās efektu un to ietekmes uz CNC apstrādi klasifikācija
2.1. Dabiskā novecošanās efekts (novecošana istabas temperatūrā)
Pēc dzēšanas profili spontāni veido GP zonas apkārtējās vides temperatūrā. Cietība un tecēšanas robeža lēnām palielinās līdz ar uzglabāšanas laiku, savukārt elastība pakāpeniski samazinās. 6XXX sērijas sakausējumiem dabiskās novecošanās maksimums parasti tiek sasniegts no vairākām dienām līdz vairāk nekā desmit dienām, kam seko lēns augšanas ātrums.
Sāpju punkti CNC apstrādei:
Nestabils ienākošā materiāla stāvoklis: vienas partijas profiliem ar atšķirīgu uzglabāšanas laiku ir lielas cietības svārstības, nevienmērīga griešanas pretestība un instrumenta nodilums, kas izraisa sliktu izmēru konsekvenci masveida ražošanā.
Uzglabāšanas efekts (aizkavēta novecošana): ja mākslīgā novecošana tiek veikta pēc dabiskās novecošanas perioda, galīgā maksimālā izturība samazināsies, kā rezultātā ārējās tirdzniecības siltuma izlietņu un kontrolleru korpusu lielapjoma pasūtījumiem būs nekvalificēta izturība.
Dabiska novecošana pēc neapstrādātas apstrādes: rupjas frēzēšanas laikā tiek noņemts liels daudzums materiāla, tādējādi izjaucot sākotnējo sprieguma līdzsvaru. Lēna deformācija turpinās arī turpmākajās dienās, izraisot plakanumu un paralēlismu ārpus pielaides, kas ir pamanāms plānsienu apvalkos, garās vadotnes un ventilācijas režģos.
Lietojumprogrammas scenāriji:Piemērots detaļām, kurām nepieciešama locīšana, caurumu paplašināšana un sekojoša plastmasas formēšana; parasti nav pieņemts augstas precizitātes pabeigtiem CNC komponentiem.
2.2. Mākslīgās novecošanas efekts (novecošana kontrolētā temperatūrā, galvenais T5/T6 process)
Profili tiek turēti nemainīgā 150–185 grādu temperatūrā novecošanas krāsnī, lai paātrinātu nokrišņu veidošanos un īsā laikā sasniegtu mērķa mehāniskās īpašības. Šī ir visplašāk izmantotā CNC alumīnija profilu novecošanas metode.
Nepilnīga novecošana: Nepietiekams turēšanas laiks; nogulsnes ir mazas un mazā daudzumā. Izturība un cietība ir salīdzinoši zema ar labu elastību. Griešana ir viegla, bet daļas stingrība ir nepietiekama, izraisot griešanas pļāpāšanu, iespīlēšanas deformāciju un atspērienu pēc apstrādes.
Maksimālā novecošanās: Optimāls procesa logs ar vislielāko nogulšņu daudzumu un vienmērīgu izmēru. Stiprums un cietība sasniedz maksimālo vērtību. To parasti izmanto konstrukciju daļām, siltuma izlietnēm un alumīnija korpusiem. Mehāniskā apstrāde ir stabila ar pietiekamu materiāla stingrību, savukārt elastība samazinās un mainās skaidu plīšanas īpašības. Nepieciešami īpaši alumīnija griešanas instrumenti un atbilstoši griešanas parametri.
Pārmērīga novecošana: Pārmērīgs turēšanas laiks vai augsta temperatūra izraisa nokrišņu rupjību un sferoidizāciju. Izturība un cietība samazinās, bet stingrība un izturība pret koroziju uzlabojas. Griešanas pretestība ir mazāka, un apstrādes spriegums ir mazāks ar labāku izmēru stabilitāti, ko piemēro precīzām sastāvdaļām, kurām nepieciešama ilgstoša stabilitāte. Trūkums ir tāds, ka izturība nevar atbilst nesošo konstrukcijas daļu prasībām.
2.3. Novecošana no stresa (novecošanās, kas mazina stresu, precīzo CNC detaļu pamatprocess)
To ir viegli sajauktnokrišņi stiprina novecošanosunstresa mazināšanas novecošanās. Ekstrūzijas, rūdīšanas un neapstrādātas apstrādes bloķē atlikušo spriegumu profilu iekšpusē. Stresa relaksācija un stresa atbrīvošanās notiek vienlaikus novecošanas laikā, kas pazīstama kānovecošanās stresa mazināšanas efekts.
Profilu rūpnīcas novecošana: novērš atlikušo spriegumu no ekstrūzijas un rūdīšanas.
Starpposma novecošana pēc neapstrādātas apstrādes (Rupja apstrāde → Novecošana → Apstrāde: CNC neapstrādātā frēzēšanā tiek noņemta liela pielaide un tiek izjaukts sākotnējais sprieguma lauks. Novecošana zemā temperatūrā vai uzglabāšana istabas temperatūrā jau iepriekš atbrīvo no stresa, tāpēc pēc apstrādes pabeigšanas izmēri netiks novirzīti. Šis ir standarta procesa ceļš augstas precizitātes CNC alumīnija detaļām, piemēram, rūpniecisko kontrolieru korpusiem, fotoelektriskajiem profiliem un precīzijas kronšteiniem.
Galvenā atšķirība: novecošanas galvenā funkcija ir nokrišņu stiprināšana; stresa relaksācija ir pavadošais efekts. T651 iepriekš izstieptie profili izmanto stiepšanu pirms novecošanas, lai kompensētu dzēšanas stresu un ievērojami samazinātu novecošanās deformācijas tendenci.
2.4. Reversija un atkārtota novecošana (RRA, augstas kvalitātes augstas stiprības alumīnija profili)
Galvenokārt piemēro 7. sērijas augstas stiprības alumīnija sakausējumiem. Process ietver maksimālo novecošanu, īslaicīgu augstas temperatūras reversiju un sekundāru novecošanu zemā temperatūrā, līdzsvarojot augstu izturību un izturību pret koroziju. To izmanto augstākās klases CNC konstrukciju daļās, bet reti tiek izmantots parastajiem 6. sērijas alumīnija profiliem augsto izmaksu un šaurā procesa loga dēļ.
3. Piecas galvenās rūpnieciskās ietekmes, ko radījusi novecošanās ietekme (CNC apstrādes puse)
3.1. Savienojuma efekts starp mehāniskajām īpašībām un apstrādājamību
Novecošanās stāvoklis tieši maina alumīnija sakausējumu ražības un stiepes attiecību un pagarinājumu. Nepilngadīgs alumīnijs ir mīksts un pakļauts nogulsnētai malai un instrumenta saķerei; pīķa vecumā materiāls nodrošina stabilu griešanu un labu skaidu sadalīšanu; novecojušam materiālam pēc apdares ir labāka elastība un izcila virsmas apdare. Ja vienu un to pašu CNC programmu izmanto dažādu novecošanas partiju profiliem, radīsies nekonsekventas instrumentu pēdas, urbumi, izmēru novirze un instrumenta kalpošanas laiks. OEM alumīnija profilu pasūtījumiem ārzemju klientiem rasējumos skaidri norādīts T5 / T6 temperaments, kas būtībā bloķē griešanas veiktspējas un mehānisko īpašību robežu, ko nosaka novecošanās.
3.2. Novecošanas deformācijas efekts (partijas lūžņu galvenais cēlonis)
Novecošanās deformācijas iedala divās kategorijās: ① Deformācija novecošanas termiskās apstrādes laikā: Asimetrisks profilu šķērsgriezums vai liela sienu biezuma atšķirība izraisa nevienmērīgu spriedzes atbrīvošanos karsēšanas laikā, kā rezultātā rodas lieces un vērpšanās, kā arī neprecīzas atsauces virsmas uz CNC ķermeņiem. ② Šļūdes deformācija pēc apstrādes: detaļu izmēri ir kvalificēti mašīnā, taču tās deformējas lēni dažu stundu vai nedēļu laikā pēc bezsaistes nepārtrauktas novecošanas un pakāpeniskas spriedzes atbrīvošanas dēļ. Gari alumīnija atbalsta stieņi, garas sliedes un plānas dekoratīvās sloksnes ir augsta riska produkti.
Kontroles risinājumi: prioritāri noteikt profilus ar simetriskiem šķērsgriezumiem; pieņemt starpnovecošanu pēc neapstrādātas apstrādes ar apdares pielaidi; apdarē izmantojiet mazu griešanas dziļumu un izvairieties no smagas vienpusējas frēzēšanas.
3.3. Novecošanās ietekme uz elektrisko vadītspēju un anodēšanas virsmu
Mg₂Si nokrišņi maina matricas vadītspēju. Elektriskā vadītspēja palielinās līdz ar novecošanas progresu. Siltuma izlietnes profiliem pilnībā novecots materiāls nodrošina augstāku siltumvadītspēju un labāku siltuma izkliedes veiktspēju. Tikmēr novecošanās statuss ietekmē anodēšanas rezultātus: nepilngadīgiem profiliem mēdz būt krāsu atšķirības un nevienmērīgs pārklājums; Maksimāli novecojošie profili rada viendabīgas un stabilas oksīda plēves, kas ir standarta izvēle alumīnija korpusiem un dekoratīviem komponentiem.
3.4. Novecošanās jutība un sakausējumu atšķirības efekts
6063 ir plašs novecošanas logs, un tas ir piemērots T5 novecošanai ar gaisa dzesēšanu durvīm, logiem un dekoratīvām sloksnēm. 6061 ir augstāka rūdīšanas jutība, un vēlams, T6 ir ūdens rūdīšana CNC konstrukciju daļām. 7075, un citi augstas stiprības alumīnija sakausējumi ir ļoti jutīgi pret novecošanos. Dabiskā novecošanās uzglabāšana būtiski mainīs turpmākos mākslīgās novecošanas rezultātus, tāpēc ienākošo materiālu nevar uzglabāt nejauši pirms termiskās apstrādes.
3.5. Novecošanās aizkavēta ietekme (procesa riska punkts)
Aizkavēta novecošana pēc rūdīšanas: ja intervāls starp rūdīšanu un novecošanu krāsnī ir pārāk garš, dabiskās novecošanas laikā istabas temperatūrā veidojas bagātīgas GP zonas un nomāc fāzes nokrišņus turpmākajā mākslīgajā novecošanā, tāpēc galīgā izturība neatbilst rasēšanas prasībām. Šī ir visizplatītākā slēptā kvalitātes kļūme termiskās apstrādes iekārtās un CNC darbnīcās. Šis iemesls galvenokārt ir saistīts ar nekvalificētu stiepes izturības un cietības paraugu ņemšanu eksporta pasūtījumos.
4. Novecošanas kontroles risinājumi CNC apstrādes rūpniecībai (praktisks process)
Ienākošo materiālu kontrole: Uzglabājiet materiālus pēc T temperatūras un ierakstiet dzēšanas datumu un uzglabāšanas ilgumu. Augstas precizitātes detaļām izvēlieties T651 nospriegotus profilus.
Iekļaujiet novecošanos procesa plūsmā: Standarta procedūra augstas precizitātes detaļām: ekstrūzija un šķīduma termiskā apstrāde → rūpnīcas novecošana → neapstrādāta apstrāde → zemas temperatūras spriedzes samazināšana / uzglabāšana istabas temperatūrā 24–72 h → pusapstrāde → apstrādes pabeigšana.
Saskaņošanas apstrādes process: Izmantojiet ātrgaitas, augstas padeves asus karbīda vai PCD griezējus alumīnijam uz smailes novecošanas profiliem; Samaziniet griešanas temperatūru nepilngadīgiem profiliem, lai nomāktu nogulsnēšanos.
Bloķēt novecošanas parametrus: nosakiet novecošanas temperatūru un turēšanas laiku atbilstoši sakausējuma pakāpei un sekcijas biezumam. Pagariniet biezu sienu profilu turēšanas laiku, lai izvairītos no nekonsekventas novecošanas no virsmas līdz serdei.
Gatavās produkcijas pārbaude: Izmēru pārbaudi nevar veikt tikai mašīnai precīzām daļām. Atkārtoti pārbaudiet pēc novecošanas uzglabāšanas, lai pārbaudītu izmēru ilgtermiņa stabilitāti.
5. Kopsavilkums
CNC apstrādāto alumīnija profilu novecošanas efekts ir daudz vairāk nekā vienkārša sacietēšana. Tās ir visaptverošas izmaiņas, kas apvienotas ar mikroskopiskiem nokrišņiem, stresa relaksāciju, mehāniskajām īpašībām, griešanas īpašībām, izmēru stabilitāti, termisko un elektrisko veiktspēju. Alumīnija profila CNC procesoriem, pasūtījuma ekstrūzijas ražotājiem un ārējās tirdzniecības OEM uzņēmumiem novecošana darbojas kā galvenais mezgls, kas savieno ekstrūzijas, termiskās apstrādes, CNC frēzēšanas un virsmas apstrādi. Daudzas kļūmes, piemēram, slikta precizitāte, nepietiekama izturība, anodēšanas krāsu atšķirības un pēcražošanas deformācijas, galvenokārt ir saistītas ar nepareizu novecošanas kontroli. Racionāli izmantojot novecošanas efektus un atbilstošus CNC procesus, var nodrošināt stabilu siltuma izlietņu, rūpniecisko korpusu, strukturālo kronšteinu un dekoratīvo profilu piegādi.
