Régulation de la température de chauffagealliage d'aluminiumLa température excessive peut non seulement provoquer des fissures, mais aussi divers défauts.Ce qui suit est une analyse de la technologie de régulation de la température, mécanisme d'influence de la température et mesures préventives:
I. Technologie de contrôle précis de la température de chauffage
1. réglage du seuil de température basé sur la qualité des alliages
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Exemple: Lorsqu'une entreprise forge 7075 coquilles de batteries, elle utilise un contrôle de température segmenté: dans la phase de préchauffage, elle est maintenue à 400°C pendant 2h,et ensuite chauffé à une température constante de 430°C±5°C pour assurer la dissolution complète de la phase β (MgZn2), tout en évitant la fusion du point de fusion eutectique bas (475°C) à la limite de phase α+β.
2- équipement de chauffage et système de contrôle de température
régulation de la température segmentée par four à gaz: un four à chauffage continu à trois chambres (chambre de préchauffage à 400°C, chambre de chauffage à 450°C et chambre de compensation à 430°C) est utilisé,avec un thermomètre infrarouge (précision ±3°C), et l'uniformité de la température du four est contrôlée à ±10°C.
Contrôle précis du four de chauffage électrique: le four à résistance au vide utilise le système de régulation intelligente de la température PID pour chauffer jusqu'à la température réglée à une vitesse de 5°C/min.et la fluctuation de l'étape d'isolation est ≤ ± 5°C, qui convient aux alliages sensibles tels que la série 7.
Compensation dynamique du chauffage par induction: pour les pièces forgées de forme complexe (comme les structures à plusieurs cavités des coques de batteries),le chauffage par induction à moyenne fréquence (fréquence 20-50 kHz) est utilisé pour compenser localement la température par l'effet de courant tourbillonné, de sorte que la différence de température de la section transversale est inférieure à 15°C.
3Simulation du champ de température et surveillance en temps réel
Simulation CAE avant forgeage: Deform-3D est utilisé pour simuler le processus de chauffage et prédire la répartition de la température du billet.la simulation d'une certaine forge de support de batterie en forme de L montre que la température au coin est de 20°C inférieure à celle du planDans la production réelle, elle est compensée par des bobines de chauffage à cloisons.
Imagerie thermique infrarouge en ligne: vitesse de numérisation 100 images/seconde, génération en temps réel d'une carte des nuages de température, lorsque la surtempérature locale est détectée (par exemple > valeur définie 15°C),le système démarre automatiquement le dispositif de refroidissement à air pour refroidir.
II. Analyse du mécanisme de fissuration provoqué par une température excessive
1Défauts structurels causés par des dommages thermiques
Trois caractéristiques de la surconsommation:
Des triangles d'oxydation apparaissent aux bornes des grains (lorsque la température est supérieure au point de fusion eutectique, Mg2Si et les autres phases fondent);
Les limites des grains s'élargissent et forment un réseau (par exemple, lorsque 6061alliage d'aluminiumest chauffé à 560 °C pendant 20 min, le rapport de phase liquide aux limites des grains atteint 3%);
Des boules de fusion apparaissent entre les dendrites (7075alliage d'aluminiumest maintenue à 480°C pendant 1h, et la phase Al-Zn-Mg entre les dendrites fond).
Grains granulaires et faibles: lorsque la température dépasse la limite supérieure de la température de recristallisation (par exemple 460°C pour 7075),la taille du grain augmente rapidement de 10 à 20 μm à l'état forgé à plus de 500 μm, la plasticité diminue de 40% et des fissures se produisent le long des bordures des grains lors de la forge.
2La concentration de stress induit une fissuration.
Craquage par contrainte par différence de température: lorsque la vitesse de chauffage est trop rapide (par exemple > 15 °C/min), la différence de température entre la surface et le noyau de la forge est > 50 °C,la tension thermique générée (σ=EαΔT). Lorsque la résistance de rendement du matériau est supérieure à σ (p. ex. 7075 à 400°C), le fissurage se produit.
Superposition des contraintes de transformation de phase: lorsque l'alliage d'aluminium de la série 2 est chauffé à 500 °C, le taux de dissolution de la phase θ (CuAl2) est irrégulier,et la contrainte de transformation de phase locale est superposée sur la contrainte de forgeage, provoquant l'extension de la fissure le long de la limite des grains.
III. Contre-mesures contre le craquage
1- Contrôle du chauffage et de l'isolation des gradients
courbe de chauffage par étape:
section à basse température (200-300°C): taux de chauffage 5°C/min, éliminer la contrainte interne du boîtier;
section à température moyenne (300-400°C): vitesse 10°C/min, favoriser une répartition uniforme de la deuxième phase;
Section à haute température (400 - température réglée): vitesse 5°C/min, pour assurer une température uniforme.
Calcul du temps d'isolation: en fonction de l'épaisseur du billet (mm) × 1,5-2 min/mm, par exemple, billet 7075 d'une épaisseur de 100 mm, isolation à 430 °C pendant 2,5-3h, de sorte que la phase de renforcement soit complètement dissoute.
2. Préchauffage sous pression et forgeage isotherme
Adaptation de la température du moule: avant la forge, le moule est préchauffé à 250 à 300 °C (6 séries) ou 180 à 220 °C (7 séries) pour réduire la contrainte de différence de température causée par le refroidissement rapide du moule.
Technologie de forgeage isotherme: forgeage à une vitesse basse de 0,01-0,1 mm/s sur une servopresse, tandis que la tige de chauffage intégrée dans le moule maintient la température de billet à ±3°C,qui convient pour les coques de batteries à paroi mince complexes (épaisseur de paroi <3 mm).
3Prévention et détection du crack
Traitement de surface avant chauffage: enlever l'écaille d'oxyde de la surface du billet (lorsque l'épaisseur est supérieure à 0,2 mm, les microrécations sous l'écaille d'oxyde se dilatent à haute température),et utilisez le décapage ou le lavage alcalin pour le prétraitement.
Contrôle des essais non destructifs: détection des défauts par ultrasons à 100% (fréquence 2.5-5MHz) après forgeage pour détecter le relâchement de la bordure du grain causé par la surcombustion (amplitude de réflexion ≥φ2 mm équivalent trou de fond plat).
E-mail: cast@ebcastings.com Vous pouvez nous contacter ici
Régulation de la température de chauffagealliage d'aluminiumLa température excessive peut non seulement provoquer des fissures, mais aussi divers défauts.Ce qui suit est une analyse de la technologie de régulation de la température, mécanisme d'influence de la température et mesures préventives:
I. Technologie de contrôle précis de la température de chauffage
1. réglage du seuil de température basé sur la qualité des alliages
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Exemple: Lorsqu'une entreprise forge 7075 coquilles de batteries, elle utilise un contrôle de température segmenté: dans la phase de préchauffage, elle est maintenue à 400°C pendant 2h,et ensuite chauffé à une température constante de 430°C±5°C pour assurer la dissolution complète de la phase β (MgZn2), tout en évitant la fusion du point de fusion eutectique bas (475°C) à la limite de phase α+β.
2- équipement de chauffage et système de contrôle de température
régulation de la température segmentée par four à gaz: un four à chauffage continu à trois chambres (chambre de préchauffage à 400°C, chambre de chauffage à 450°C et chambre de compensation à 430°C) est utilisé,avec un thermomètre infrarouge (précision ±3°C), et l'uniformité de la température du four est contrôlée à ±10°C.
Contrôle précis du four de chauffage électrique: le four à résistance au vide utilise le système de régulation intelligente de la température PID pour chauffer jusqu'à la température réglée à une vitesse de 5°C/min.et la fluctuation de l'étape d'isolation est ≤ ± 5°C, qui convient aux alliages sensibles tels que la série 7.
Compensation dynamique du chauffage par induction: pour les pièces forgées de forme complexe (comme les structures à plusieurs cavités des coques de batteries),le chauffage par induction à moyenne fréquence (fréquence 20-50 kHz) est utilisé pour compenser localement la température par l'effet de courant tourbillonné, de sorte que la différence de température de la section transversale est inférieure à 15°C.
3Simulation du champ de température et surveillance en temps réel
Simulation CAE avant forgeage: Deform-3D est utilisé pour simuler le processus de chauffage et prédire la répartition de la température du billet.la simulation d'une certaine forge de support de batterie en forme de L montre que la température au coin est de 20°C inférieure à celle du planDans la production réelle, elle est compensée par des bobines de chauffage à cloisons.
Imagerie thermique infrarouge en ligne: vitesse de numérisation 100 images/seconde, génération en temps réel d'une carte des nuages de température, lorsque la surtempérature locale est détectée (par exemple > valeur définie 15°C),le système démarre automatiquement le dispositif de refroidissement à air pour refroidir.
II. Analyse du mécanisme de fissuration provoqué par une température excessive
1Défauts structurels causés par des dommages thermiques
Trois caractéristiques de la surconsommation:
Des triangles d'oxydation apparaissent aux bornes des grains (lorsque la température est supérieure au point de fusion eutectique, Mg2Si et les autres phases fondent);
Les limites des grains s'élargissent et forment un réseau (par exemple, lorsque 6061alliage d'aluminiumest chauffé à 560 °C pendant 20 min, le rapport de phase liquide aux limites des grains atteint 3%);
Des boules de fusion apparaissent entre les dendrites (7075alliage d'aluminiumest maintenue à 480°C pendant 1h, et la phase Al-Zn-Mg entre les dendrites fond).
Grains granulaires et faibles: lorsque la température dépasse la limite supérieure de la température de recristallisation (par exemple 460°C pour 7075),la taille du grain augmente rapidement de 10 à 20 μm à l'état forgé à plus de 500 μm, la plasticité diminue de 40% et des fissures se produisent le long des bordures des grains lors de la forge.
2La concentration de stress induit une fissuration.
Craquage par contrainte par différence de température: lorsque la vitesse de chauffage est trop rapide (par exemple > 15 °C/min), la différence de température entre la surface et le noyau de la forge est > 50 °C,la tension thermique générée (σ=EαΔT). Lorsque la résistance de rendement du matériau est supérieure à σ (p. ex. 7075 à 400°C), le fissurage se produit.
Superposition des contraintes de transformation de phase: lorsque l'alliage d'aluminium de la série 2 est chauffé à 500 °C, le taux de dissolution de la phase θ (CuAl2) est irrégulier,et la contrainte de transformation de phase locale est superposée sur la contrainte de forgeage, provoquant l'extension de la fissure le long de la limite des grains.
III. Contre-mesures contre le craquage
1- Contrôle du chauffage et de l'isolation des gradients
courbe de chauffage par étape:
section à basse température (200-300°C): taux de chauffage 5°C/min, éliminer la contrainte interne du boîtier;
section à température moyenne (300-400°C): vitesse 10°C/min, favoriser une répartition uniforme de la deuxième phase;
Section à haute température (400 - température réglée): vitesse 5°C/min, pour assurer une température uniforme.
Calcul du temps d'isolation: en fonction de l'épaisseur du billet (mm) × 1,5-2 min/mm, par exemple, billet 7075 d'une épaisseur de 100 mm, isolation à 430 °C pendant 2,5-3h, de sorte que la phase de renforcement soit complètement dissoute.
2. Préchauffage sous pression et forgeage isotherme
Adaptation de la température du moule: avant la forge, le moule est préchauffé à 250 à 300 °C (6 séries) ou 180 à 220 °C (7 séries) pour réduire la contrainte de différence de température causée par le refroidissement rapide du moule.
Technologie de forgeage isotherme: forgeage à une vitesse basse de 0,01-0,1 mm/s sur une servopresse, tandis que la tige de chauffage intégrée dans le moule maintient la température de billet à ±3°C,qui convient pour les coques de batteries à paroi mince complexes (épaisseur de paroi <3 mm).
3Prévention et détection du crack
Traitement de surface avant chauffage: enlever l'écaille d'oxyde de la surface du billet (lorsque l'épaisseur est supérieure à 0,2 mm, les microrécations sous l'écaille d'oxyde se dilatent à haute température),et utilisez le décapage ou le lavage alcalin pour le prétraitement.
Contrôle des essais non destructifs: détection des défauts par ultrasons à 100% (fréquence 2.5-5MHz) après forgeage pour détecter le relâchement de la bordure du grain causé par la surcombustion (amplitude de réflexion ≥φ2 mm équivalent trou de fond plat).
E-mail: cast@ebcastings.com Vous pouvez nous contacter ici
