地鐵車輛用6005A大型鋁合金型材的研制與開發(fā)

1、地鐵車輛用 6005A 大型鋁合金型材的研制與開發(fā)鄧小三 , 劉靜安( 西南鋁業(yè) ( 集團(tuán)) 有限責(zé)任公司特種型材廠 , 重慶 九龍坡 401326)摘要 : 著重研討了 6005A 鋁合金大型材的技術(shù)要求與工藝特點(diǎn) ; 通過試驗(yàn)研究了它的化學(xué)成分 、熔鑄 、擠壓與熱處理工藝及其優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù) , 為車輛用大型鋁合金型材的批量生產(chǎn)奠定技術(shù)基礎(chǔ) 。關(guān)鍵詞 : 地鐵車輛 ; 大型鋁合金型材 ; 6005A 合金 ; 研制開發(fā)中圖分類號 : TG376文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : A文章編號 : 1005 - 4898 (2004) 04 - 0019 - 06Research and Development o

2、f Large 6005 AAlloy Prof iles f or Sub way VehicleD ENG Xiao 2shan , L IU Jing 2an( Special Prof iles Branch , Southwest Aluminum ( Group) Co Ltd 1 Chongqing 401326 , China)Abstract : Technical requirement and process characteristics of large 6005A aluminum alloy profiles are emphasized in the paper

3、1 The key techniques , such as its chemical composition , melting and casting , extrusion and heat treatment processes and its optimization arestudied by test 1 It lays a technical foundation for the production of large aluminum alloy profiles for vehicles in large batch scale1Key words : subway veh

4、icle ; large aluminum alloy profiles ; 6005A alloy ; research and development大型特種鋁合金型材屬高新技術(shù)產(chǎn)品 , 斷面尺寸大 , 形狀復(fù)雜 , 一般為多孔異形空心型材 , 壁厚 相差懸殊 , 寬厚比大 , 長度一般在 10m 以上 , 最 大的可達(dá) 30m , 而且要求左右或上下配合 , 尺寸和形位公差都要求非常高 , 組織和性能也要求均勻合 理 。因此 , 生產(chǎn)難度大 , 不僅需要配備有大型的先 進(jìn)的現(xiàn)代化擠壓機(jī)及其配套設(shè)備 , 而且必須解決諸 如高比壓優(yōu)質(zhì)圓 、扁擠壓筒及其配套的大型擠壓工 具 ; 大 型 特 種

5、 模 具 的 設(shè) 計(jì) 與 制 造 ; 在 線 精 密 水 、霧 、氣 、淬火系統(tǒng) ; 新型精密矯直設(shè)備和長件人工 時(shí)效 設(shè) 備 與 工 藝 等 關(guān) 鍵 技 術(shù) 難 點(diǎn) 才 能 大 批 量 生前言鋁合金大型特種型材是高速列車 、地鐵列車 、輕軌列車 、雙層列車 、豪華大巴等現(xiàn)代交通運(yùn)輸工 具的關(guān)鍵材料 , 主要用作大型車輛的整體外形結(jié)構(gòu) 件和重要受力部件以及大型裝飾部件 。收稿日期 : 2004 05 26作者簡介 : 鄧小三 (1970 ) , 湖南永州人 , 中南工業(yè)大學(xué)畢業(yè) , 金 屬材料與壓力加工專業(yè) , 工程師 ?；痦?xiàng)目 : 國家重點(diǎn)科技開發(fā)項(xiàng)目 ( 國家計(jì)委計(jì)高技1998 1907

6、 號)產(chǎn)1 7。目前世界上只有德國 、日本 、瑞士等少數(shù)段4產(chǎn)1 ,5 ,6。為了加速我國交通運(yùn)輸工具向現(xiàn)代化 、高速化。大型空心型材的材質(zhì)大多為 6005A 鋁合金 , 該合金擠壓成形性和焊接性能良好 , 屬于 Al 2Mg 2Si 系低元素鋁合金 , 室溫力學(xué)性能中等 , 而且 , 淬火 敏感性非常高 , 在線淬火工藝很難控制 。有時(shí) , 在 擠壓制品上極易形成粗大晶粒 , 也會(huì)影響其力學(xué)性能 、疲勞性能和抗腐蝕性能 。 此類型材的力學(xué)性能指標(biāo)要求滿足 6005A 2T6的標(biāo)準(zhǔn) (見表 1) 。如在立式淬火爐中經(jīng)固溶處理后 水淬 , 型材變形很大 , 尺寸和形位公差無法保證 , 表面質(zhì)量也

7、很差 。而且 , 型材交貨長度大多在 2528m , 制 品 擠 出 長 度 大 多 在 36m 以 上 , 需 要 長50m 以上的特大型立式淬火爐 , 目前在我國建造這 種淬火爐設(shè)備是不現(xiàn)實(shí)的 , 在國外生產(chǎn)車輛用大型 材一般是采用擠壓后在線淬火方式進(jìn)行熱處理 , 但 是在線淬火對設(shè)備要求很高 , 需要配置精密的水 、霧 、氣在線淬火裝置 , 對擠壓和熱處理工藝也很嚴(yán) 格 , 否則很難滿足性能要求3 ,4 。表 16005A 2T6 車輛用型材室溫性能控制指標(biāo)和輕量化方向發(fā)展 , 國家把車輛用大型鋁合金型材的國產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目 。經(jīng)過幾年 的試驗(yàn)和試制工作 , 于 2002

8、年成功地研制出了我國第一批合格的高速列車車輛用大型鋁合金型材 。大型特種鋁合金型材的技術(shù)要1求與難點(diǎn)地鐵 、輕軌和高速列車車箱材料中大部分是大型復(fù) 雜 薄 壁 空 心 型 材 , 材 質(zhì) 多 為 6005A 2T6 鋁 合 金 。典型的型材有地板型材 、頂板型材 、側(cè)板型 材 、轉(zhuǎn)角頂梁型材 、邊梁型材 。圖 1 為國產(chǎn)化車輛 的幾種典型大型 6005A 鋁合金空心型材的斷面圖 。這 些 型 材 的 技 術(shù) 要 求 比 較 高 ,生 產(chǎn) 難 度 比 較大6 ,7。車輛箱體材料大多是寬幅 、薄壁空心型材 ,斷面形狀復(fù)雜 , 外接圓較大且斷面積也較大 , 交貨長度達(dá) 2528m 。這些車箱型材在組

9、裝時(shí)都是插接拼 裝后再用自動(dòng)焊機(jī)進(jìn)行焊接的 , 一方面要求型材成型好 , 另一方面要保證型材的尺寸公差和形位公差 精度高 , 否則影響車輛的組裝質(zhì)量 。具體來說 , 要 求型材的平面間隙不超過寬的 0 1 6 % ; 扭擰度不 大于 1mm / m , 全長不大于 6mm ; 上下彎曲度不大 于 1mm / m , 全長不大于 10mm ; 側(cè)向彎曲度不大于0 1 5mm / m , 全長不大于 4mm 。這些要求都大大高 于有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)中的超高精級型材的規(guī)定值 。因 此 , 要求擠壓型材的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平高 , 擠壓生產(chǎn)工藝先進(jìn) ; 矯直精整技術(shù)高超 , 生產(chǎn)設(shè)備 先進(jìn) 和 生 產(chǎn) 管

10、 理 科 學(xué) 合 理 , 否 則 難 以 大 批 量 生壁厚/ mmRm / MPaRP012 / MPaA5 / %6 61027026022521588工藝試驗(yàn)研究22 1 1化學(xué)成分優(yōu)化(1) 試驗(yàn)室試驗(yàn)根 據(jù) 分 析 各 合 金 元 素 的 作 用 ,參 照 GB /T3190 21996 標(biāo)準(zhǔn) , 初 步 設(shè) 計(jì) 了 6005A 合 金 的 化 學(xué)2成分。另外還仿照進(jìn)口型材的成分設(shè)計(jì)了一種供對比的 6005A 合金成分 , 見表 2 。表 2第一 、第二次擠壓工藝試驗(yàn)用 6005A 合金化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ %備注ZnMgSiMn Cu CrMn + CrFe TiNiAl0 1 20

11、- 0 1 200 1 40 1 70 1 600 1 600 1 50 1 90 1 650 1 700 1 50 0 1 30 0 1 30 0 1 120 1 50 0 1 35 0 1 10-余量余量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求成分設(shè)計(jì)合金成分0 1 30 0 1 100 1 050 1 20 0 1 07 0 1 030 1 350 1 230 1 20 0 1 020 1 14 0 1 10 0 1 05 余量 第一 、二次擠壓料實(shí)際成分 0 1 20 0 1 58 0 1 63 0 1 15 0 1 11 0 1 04 0 1 19 0 1 10 0 1 10 0 1 05 余量仿進(jìn)口型材合金成

12、分將合金熔煉鑄造成所需規(guī)格的鑄錠 , 經(jīng)均熱 、車皮或銑面加工成擠壓試驗(yàn)用錠坯 。在 25MN 擠壓 機(jī)上進(jìn)行擠壓試驗(yàn) , 經(jīng)熱處理后檢測其組織 、性能 和尺寸 , 進(jìn)行對比分析 。(2) 擴(kuò)大試驗(yàn)根據(jù)前兩次擠壓工藝試驗(yàn)結(jié)果的分析 , 為進(jìn)一步考察合金元素對 6005A 合金型材組織和性能的影 響 , 第三次試驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)并研制了 4 種成分的鑄錠 , 以期通過對比試驗(yàn)選出最佳的成分范圍 , 見表 3 。表 3第三次擠壓工藝試驗(yàn)用 6005A 合金化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù) %成分號Mg2 Si %過剩 Si %MgSiMnCrCuFeNiZnTiAlMn + Cr1230 1 590 1 640 1 63

13、0 1 660 1 690 1 660 1 100 1 200 1 290 1 0520 1 150 1 0970 1 0950 1 160 1 150 1 180 1 180 1 19 0 1 05 0 1 10 0 1 021 0 1 05 0 1 10 0 1 020 0 1 05 0 1 10 0 1 020余量余量余量0 1 931 1 011 1 000 1 250 1 280 1 250 1 1520 1 350 1 387 4 0 1 65 0 1 73 0 1 31 0 1 16 0 1 11 0 1 19 0 1 05 0 1 10 0 1 014 余量1 1 03 0 1

14、 25 0 1 46 2 1 2 擠壓和熱處理工藝研究2 ,46005A 2T6 合金空心型材擠壓和熱處理工藝試 驗(yàn)是在 25MN 油壓機(jī)上進(jìn)行的 , 試驗(yàn)型材為 60mm80mm 4mm 矩形空心型材 。(1) 擠壓試驗(yàn)工藝參數(shù)范圍的選擇 影響型材性能的擠壓工藝參數(shù)主要包括鑄錠加熱溫 度 、擠 壓 速 度 和 淬 火 方 式 。根 據(jù) 以 往 的6005A 2T6 合金熱處理特性研究和擠壓成形性研究 結(jié)果 , 型材擠壓出口溫度宜控制在 500540 , 鑄 錠加熱溫度宜控制在 480520 ?？紤]到部分型材 擠壓后可能采用風(fēng)冷淬火 ; 擠壓試驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)提高 擠壓溫度以保證淬火效果 。因此 ,

15、 鑄錠加熱溫度初 步定為 490530 。鑄錠采用感應(yīng)加熱 。根據(jù)國外 同類型材的擠壓生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) , 擠壓型材流出速度范圍選擇為 15m / min 。在線淬火方式分為風(fēng)冷淬火和水霧淬火 。風(fēng)冷 條件下型材不易變形 , 但淬火冷卻效果比水霧淬火 的要差 ; 水霧火雖然可以保證足夠的冷卻效果 , 但 型材因變形不均 、殘余應(yīng)力過大而產(chǎn)生扭曲 、翹曲 變形 , 增加矯直難度和焊接難度 。(2) 試驗(yàn)方案的選擇6005A 合金空心型材擠壓工藝試驗(yàn)采用三因素 三水平正交試驗(yàn)方案 。因素水平設(shè)計(jì)為 : 鑄錠加熱溫度 (490 、510 、530 ) ,擠壓速度 ( 1 、3 、5m / min) , 淬火

16、方式 (風(fēng)冷 、水霧 、風(fēng)冷) 。另外為了考察工藝參數(shù) 的影響還補(bǔ)充了一些試驗(yàn)條件 。(3) 擠壓和熱處理試驗(yàn)3 ,8采 用 感 應(yīng) 爐 加 熱 鑄 錠 , 在 25MN 擠 壓 機(jī) 260mm 擠壓筒上進(jìn)行試驗(yàn) 。通過控制擠壓機(jī)柱塞速 度來控制型材流出速度 。風(fēng)冷淬火條件下 , 由擠壓 機(jī)前梁出口處的臨時(shí)風(fēng)機(jī)和機(jī)后風(fēng)機(jī)組進(jìn)行風(fēng)冷 ; 水霧淬火時(shí)關(guān)閉前梁出口的臨時(shí)風(fēng)機(jī) , 直接放下水 霧淬火裝置進(jìn)行淬火 。擠出的型材經(jīng)冷床冷卻后進(jìn)行拉伸矯直 , 拉伸率為 1 %2 % 。在 30m 人工時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行人工時(shí) 效 , 人工時(shí)效制度為 175 8h , 時(shí)效前型材的停放時(shí)間不超過 8h 。(4) 試

17、驗(yàn)結(jié)果及分析 用正交法試驗(yàn)生產(chǎn)的型材進(jìn)行力學(xué)性能檢測 ,結(jié)果列于表 4 。從表中可以看出合金成分 、擠壓和 熱處理 工 藝 參 數(shù) 對 6005A 2T6 合 金 型 材 性 能 的 影響 , 合金元素含量的微小變化對型材的強(qiáng)度影響不 大 , 但適當(dāng)增加 Mn 、Cr 的含量可抑制型材在擠壓 時(shí)和擠壓后發(fā)生再結(jié)晶 , 改善型材的焊接性能 、抗 疲勞性能和韌性 。型材的強(qiáng)度隨擠壓溫度的升高略有提高 , 隨擠壓速度的提高而增加 ; 在線淬火方式對型材性能的影響最大 , 風(fēng)冷淬火的型材力學(xué)性能 都不合格 , 而水霧淬火的型材力學(xué)性能全部合格 。表 46005A 2T6 鋁合金 ( 時(shí)效 制 度 為

18、175 8h) 型材正交試驗(yàn)力學(xué)性能測試結(jié)果擠壓溫度擠壓速度 淬火 試驗(yàn)號 / / m / min 方式RmRp012A / %5/ MPa / MPa 202 1 4275 1 2296 1 7270 1 4281 1 4301 1 8216 1 9225 1 1209 1 4289 1 7240 1 1301 1 3241 1 7159 1 8253 1 0279 1 1175 1 0258 1 6283 1 5185 1 4197 1 4169 1 3264 1 9209 1 7285 1 1213 1 81323435673893 349049049049051051051051053

19、05305305305301135133311353風(fēng)冷水霧水霧風(fēng)冷水霧水霧風(fēng)冷風(fēng)冷風(fēng)冷水霧風(fēng)冷水霧風(fēng)冷16161214151114161515121212 3 3 530 1 風(fēng)冷201 1 6 163 1 7 17 注 : 表中 3 的為補(bǔ)充試驗(yàn)結(jié)果 ; 3 3 為仿進(jìn)口型材成分試驗(yàn)結(jié)果 ; 其余為表 2 中實(shí)際成分試驗(yàn)結(jié)果 。觀察 6005A 2T6 合金型材的金相組織發(fā)現(xiàn) , 幾乎所有的型材均不同程度地存在部分甚至全部再結(jié) 晶組織 , 部分型材出現(xiàn)表面粗晶層 。隨著擠壓溫度的升高和擠壓速度的增加 , 型材的表面和內(nèi)部出現(xiàn) 粗晶組織 , 型材表面質(zhì)量也下降 。通過組織觀察發(fā)現(xiàn) , 600

20、5A 2T6 合金空心型材在 490 擠壓時(shí)均不同 程度地出現(xiàn)較為明顯的焊縫痕跡 , 高溫?cái)D壓時(shí)未發(fā) 現(xiàn)此種焊合不良 , 試驗(yàn)結(jié)果表明 , 隨著擠壓溫度的升高 ,提高 ,減少 ,強(qiáng)化相固溶效果增強(qiáng) ; 同時(shí)隨著擠壓速度的型材擠壓后冷卻過程中 Mg2 Si 相的預(yù)析出量 有利人工時(shí)效時(shí) Mg2 Si 相的析出 , Mg2 Si 相3m / min 。壁 厚 3mm 以 上 型 材 宜 采 用 水 霧 淬 火 方式 , 3mm 以下型材可考慮采用強(qiáng)風(fēng)冷淬火 , 冷卻 速度應(yīng)達(dá)到 5 / s 以上 , 而且要求淬火裝置盡量靠近前梁口 。表 56005A 合金型材第三次擠壓和熱處理工 藝試驗(yàn)后性能檢測

21、結(jié)果也變得均勻細(xì)小 , 有利于改善型材性能4 ,8 。2 1 3 第三次擠壓和熱處理工藝試驗(yàn)共試驗(yàn)了 4 種成分的鑄錠 , 具體化學(xué)成分見表3 。擠壓試驗(yàn)在 25MN 擠壓機(jī)上進(jìn)行 , 試驗(yàn)型材主 要為 60mm 80mm 4mm 矩形空心型材 , 另外還選 擇一種 110mm 65mm 4mm 矩形空心型材作對比試驗(yàn) 。根據(jù)大型型材實(shí)際擠壓生產(chǎn)需要 , 擠壓溫度選 擇 530 、550 , 擠壓速度選擇 1 、5m / min , 淬火方式采用風(fēng)冷淬火 , 在前梁口加三臺臨時(shí)風(fēng)機(jī) 。另外 選擇 2 # 成分鑄錠擠壓進(jìn)行在線水霧淬火試驗(yàn) , 以驗(yàn)證第一 、二次擠壓和熱處理試驗(yàn)工藝優(yōu)化結(jié)果 。擠

22、壓溫度擠壓速度淬火 Rm / Rp012 /A5/ %鑄錠(熔煉號)型材壁厚/ mm/ / m / min 方式 MPaMPa1 #1 11 21 32 #2 12 - 22 - 33 #3 - 13 - 23 - 34 #4 - 14 - 24 - 32 #1 - 42 - 42 - 52 - 6530530550550530530550550530530550550530530550550530550550550550131313133313131333333風(fēng)冷 197風(fēng)冷 221 風(fēng)冷 202 風(fēng)冷 201 風(fēng)冷 192 風(fēng)冷 208 風(fēng)冷 209風(fēng)冷 205風(fēng)冷 192 風(fēng)冷 212

23、 風(fēng)冷 220 風(fēng)冷 248 風(fēng)冷 175 風(fēng)冷 185 風(fēng)冷 156風(fēng)冷 182水霧 323 風(fēng)冷 204 風(fēng)冷 207 風(fēng)冷 260 風(fēng)冷 20016418615815315116916116114716817221512814010916430516216923515917 1 114 1 520 1 218 1 319 1 6517 1 220 1 317 1 520 1 313 1 316 1 011 1 822 1 220 1 616 1 620 1 213 1 913 1 716 1 010 1 817 1 3444444444444444443333擠壓后在型材上取樣檢測力學(xué)性

24、能 ,結(jié)果見表5 。2 1 4第三次工藝試驗(yàn)結(jié)果分析由表 5 可 看 出 , 型 材 淬 火 冷 卻 強(qiáng) 度 是 影 響6005A 合金性能的重要因素 。所有進(jìn)行風(fēng)冷淬火試 驗(yàn)的型材力學(xué)性能都不合格 , 而水霧淬火的型材都合格 。隨著擠壓溫度和擠壓速度的提高 , 型材的性 能都有所改善 , 但提高不很明顯 。所以實(shí)際生產(chǎn)中可適當(dāng)提高擠壓溫度和速度以改善性能 , 但過高的 擠壓溫度和速度也是不可取的 。所有風(fēng)冷淬火的型材均不合格的原因 , 可能是選用的風(fēng)冷淬火設(shè)備達(dá) 不到 6005A 合金冷卻強(qiáng)度要求所致 。通過比較發(fā)現(xiàn) , 在 4 種成分合金中 , 3 # 成分 鑄錠的擠壓型材性能最好 , 在

25、擠壓溫度 550 、擠壓速度 3m / min 、用風(fēng)冷淬火的條件下 , 型材性能 接近標(biāo)準(zhǔn)要求 , 但其它幾種成分鑄錠均不合格 。在 Mg2 Si 和過剩 Si 含量基本相同的情況下 , 增加 Mn 、Cr 等合金元素可阻礙擠壓時(shí)和擠壓后發(fā)生再結(jié)晶 或再結(jié)晶晶粒長大 , 細(xì)化晶粒 ; 但 (Mn + Cr) 總量 過高可能形成含 Mn 、Cr 的粗大第二相 , 削弱 Mg2 Si 相的沉淀強(qiáng)化效果 , 抵消其阻礙再結(jié)晶和細(xì)化晶粒 的作用 。同時(shí) , Mn 、Cr 元素會(huì)增大 6005A 合金淬 火敏感性 。由此可以 看 出 , 在 6005A 合 金 中 Mn 、 Cr 含量不要過高 , 宜

26、控制在 0 1 25 %0 1 30 % , Cr 的含量宜控制在 0 1 10 %以下 , (Mn + Cr) 總量控制 在 0 1 35 %0 1 40 %范圍內(nèi) 。Mg2 Si 的含量宜控制 在 1 1 0 %左右 , 過剩 Si 含量控制在 0 1 25 %左右 ,6005A 合金空心型材的合理擠壓和熱處理工藝參數(shù) 選擇范圍為 : 擠壓溫度 530550 , 擠壓速度 1 2 # 570 1 風(fēng)冷 213 164 17 1 3 4 生產(chǎn)試制3根據(jù) 6005A 合金空心型材擠壓和熱處理工藝試驗(yàn)研究結(jié)果 , 選擇合理的化學(xué)成分范圍 , 用半連續(xù) 鑄造法熔鑄了生產(chǎn)試制的大規(guī)格鑄錠 。鑄錠經(jīng)均

27、勻 化處理 后 加 工 成 生 產(chǎn) 所 需 要 的 652mm 252mm 1200mm 的扁鑄錠和 482mm 1200mm 及 565mm1200mm 規(guī)格圓錠坯 , 供生產(chǎn)試制大型 6005A 2T6鋁合金空心型材用 。 經(jīng)上述多次擠壓和熱處理工藝試驗(yàn) , 摸索出了擠壓生產(chǎn) 6005A 2T6 鋁合金空心型材的工藝參數(shù)范圍 。但是考慮到試制生產(chǎn)所使用的擠壓和熱處理等 設(shè)備不同 , 產(chǎn)品規(guī)格型號較多 , 形狀復(fù)雜 , 產(chǎn)品技術(shù)要求更高 , 所以 , 大型型材的試制工藝控制更為 困難 。因此 , 在生產(chǎn)試制大型型材時(shí)適當(dāng)調(diào)整了擠壓參數(shù) : 擠壓溫度適當(dāng)提高 , 擠壓速度適中 。3 1 1 擠

28、壓試生產(chǎn)試制生產(chǎn)是在改造后的 80 / 95MN 油壓機(jī)上進(jìn) 行的 , 試制的產(chǎn)品如圖 1 所示 。它們分別在 670mm270mm 扁擠壓筒和 580mm 圓擠壓筒上進(jìn)行擠壓 試驗(yàn) , 擠壓筒加熱溫度為 490500 , 模具加熱溫度為 490510 , 擠壓溫度為 530550 , 擠壓速 度為 13m / min 。型材擠出后分別進(jìn)行風(fēng)冷淬火和 水霧淬火試驗(yàn) 。風(fēng)冷淬火時(shí)風(fēng)機(jī)盡量靠近前梁口 , 水霧淬火時(shí)應(yīng)控制冷卻速度和冷卻均勻性 , 盡量避 免型材產(chǎn)生大的變形 。制品冷卻后進(jìn)行拉伸矯直 ,拉伸率在 1 %2 % ; 由于車輛型材外形較大 , 拉 伸矯直時(shí)要盡量控制它的尺寸和形位公差 ,

29、 應(yīng)配置 專用拉伸墊塊 。制品切頭尾取樣后裝進(jìn)料筐運(yùn)到30m 人工時(shí)效爐進(jìn)行時(shí)效處理 , 時(shí)效制度為 170 8h , 時(shí)效前型材的停放時(shí)間不超過 8h 。 在實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn) 6005A 合金大型型材進(jìn)行在線風(fēng)冷淬火后強(qiáng)化效果不理想 。對于一些形狀較簡單 、壁厚 2 1 5mm 左右的空心型材力學(xué)性能可 能接近標(biāo)準(zhǔn)值 , 但有時(shí)為了避免型材產(chǎn)生大的變 形 , 減少冷卻水量以降低冷卻強(qiáng)度 , 使型材力學(xué)性能不夠均勻和穩(wěn)定 , 當(dāng)然這種不穩(wěn)定性的出現(xiàn)主要 是設(shè)備上的原因 , 應(yīng)加強(qiáng)改進(jìn)在線水霧淬火裝置 , 使之便于對水壓 、水量和噴嘴的數(shù)量和角度等進(jìn)行 控制 。為了進(jìn)一步提高型材的性能 , 我

30、們通過分析認(rèn)為鑄錠的均熱工藝對型材的最終性能有較大影響 。 為此我們做了一些補(bǔ)充試驗(yàn) , 就是鑄錠在均熱后用 風(fēng)機(jī)強(qiáng)行使其快速冷卻 , 避免 Mg2 Si 相發(fā)生不均勻 析出和長大 。實(shí)踐證明這種措施對型材力學(xué)性能有 較大改善4 ,8 。3 1 2 精整及質(zhì)量檢測型材人工時(shí)效處理后按標(biāo)準(zhǔn)取樣檢查其內(nèi)部組 織和力學(xué)性能 。組織 、性能合格后 , 逐根上平臺按 專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)檢查它們的外形尺寸和形位公差 、表 面質(zhì)量等 。由于車輛用鋁合金型材外形規(guī)格較大 , 尺寸公 差和形位公差要求高 , 檢查需要在專門的大型檢查經(jīng)過一系列研究 , 摸索出了一套合理的生產(chǎn)工藝 , 試制出了合格的產(chǎn)品 , 并已投入批

31、量生產(chǎn) 。試 制結(jié)果歸納如下 。4 1 1外形尺寸 、形位公差首批試制的 6005A 2T6 合金空心型材的斷面外 形尺寸和形位公差均已經(jīng)達(dá)到用戶提出的圖紙和產(chǎn) 品技術(shù)要求的規(guī)定 , 完全可以滿足用戶的使用要 求 。4 1 2組織性能由于嚴(yán)格控制化學(xué)成分及鑄錠的熔鑄 、均熱和 擠壓 、在線淬火 、拉矯 、時(shí)效 、精整等各工序的工 藝參數(shù) , 所試制的 6005A 2T6 合金空心型材 , 經(jīng)理 化檢測 , 其力學(xué)性能以及高 、低倍組織完全符合有 關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求 。說明所制定的工藝和工模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是可行的 。結(jié)論5(1) 6005A 2T6 鋁 合 金 是 一 種 綜 合 性 能 較

32、好 、強(qiáng)度適中 、塑性好 、可擠壓性很好的中強(qiáng)可焊合 金 , 適合于生產(chǎn)大型復(fù)雜的空心車輛廂體型材 。(2) 大型車輛用鋁合金型材擠壓時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)和制 造優(yōu)質(zhì)的擠壓工具和模具 , 制定合理可行的工藝 , 盡量減少擠壓時(shí)金屬流動(dòng)的不均勻性 , 以利于型材 擠壓成形和減少變形 , 獲得良好的組織和性能 。(3) 大型 6005A 2T6 鋁合金空心型材的主要生 產(chǎn)工藝參數(shù)如下 : 優(yōu)化合金成分 , 控制 Mn 和 Cr 的含量 ; 鑄錠均熱后進(jìn)行快冷處理 ; 擠壓溫度 530550 , 擠壓筒溫度 490500 , 模具加熱溫度 490510 , 擠壓速度 13m / min ; 制品出前梁后立 即進(jìn)

33、行在線淬火 , 對于壁厚 2 1 5mm 以下的型材可 考慮用強(qiáng)風(fēng)冷淬火 , 壁厚在 2 1 5mm 以上的型材必須用 水 霧 淬 火 處 理 ; 制 品 經(jīng) 拉 伸 矯 直 , 拉 伸 率1 1 0 %2 1 0 % ; 制品經(jīng)人工時(shí)效處理 , 時(shí)效制度 為 175 8h ; 時(shí)效前型材的停放時(shí)間不超過 8h 。(4) 型材應(yīng)采用專用拉伸墊塊 、特殊輥?zhàn)舆M(jìn)行 拉伸矯直和輥矯精整 , 以滿足產(chǎn)品尺寸公差 、形位公差和表面質(zhì)量的要求 。(5) 對于車輛用超長大型型材應(yīng)用特殊的運(yùn)輸 和包裝方法 , 防止型材變形 、擦傷 、碰傷表面 。平臺上進(jìn)行 , 為了方便檢查和提高效率 ,用樣板檢查特殊尺寸和圓

34、弧等4 ,6 。制作了專4試制結(jié)果圖 1 典型的車輛大型鋁合金型材斷面圖參考文獻(xiàn)1 劉靜安1 鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì) 、制造 、使用與維修 M 1北京 : 冶金工業(yè)出版社 , 2000(下轉(zhuǎn)第 26 頁)0 1 15F 電容一只 、500V 壓敏電阻一只 。2 1 3 改造方法將原 控 溫 儀 表 換 為 智 能 溫 控 儀 表 AI 2708B K5(兩塊表的開孔尺寸相同) ; 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線連接到 溫控儀表的輸入端 ; 拆除原控制箱的交流接觸器 ,裝上雙向可控硅 , 并盡可能靠近可控硅加一阻容吸 收回路 。電氣原理圖見圖 (1) 。儀表移相觸發(fā)輸出 (5 、6 端子) 直接接到 G1 、G2

35、兩點(diǎn) 。信號誤差或系統(tǒng)誤差 ;AI 2708B K5 人 工 智 能 型 儀 表 精 度 為 0 1 2 級 ,配有單路可控硅移相觸發(fā)輸出模塊 。3 1 2儀表的參數(shù)設(shè)定打開爐門 ( 為了切斷控制回路 , 防止誤動(dòng)作) ,啟動(dòng)電源 , 設(shè)定儀表參數(shù) , 見下表 。表 1智能溫控儀表設(shè)定參數(shù)通過儀表參數(shù)設(shè)定 , 智能溫控儀表 AI 2708B K5為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) , 儀表輸入信號為 K 分度熱電偶 ,輸出為移相觸發(fā)輸出 , 輸出下限為 0 , 輸出上限為80 % 。4調(diào)試將一支在 400 給出修正值的測溫?zé)犭娕脊ぷ鞫酥糜跔t腔中心點(diǎn) , 冷端引出 , 關(guān)上爐門 , 儀表給 定值設(shè)為 400 , 按 run 鍵 , 爐子升溫 、保溫 , 在保溫階段 , 啟動(dòng)自整定功能 , 此時(shí)儀表下顯示器閃 動(dòng)顯示