6061 Forges de forme spéciale en aluminium

6061 L'alliage en aluminium est un alliage d'aluminium-magnésium-Silicon largement utilisé (série Al-MG-SI), connu pour ses excellentes performances globales ., il offre un bon équilibre de résistance et de ténacité, couplé à une résistance à la corrosion exceptionnelle, à une excellente soudabilité, à des forêts spéciales, une bonne sachetabilité}} che Forgings, réalisés par le forgeage de la matrice ou une combinaison de processus de forge à die et de finition . L'objectif est de maximiser les avantages du matériau et d'obtenir une forme géométrique quasi-réseau, réduisant ainsi l'usinage ultérieur .

Éléments d'alliage primaire:

Magnésium (mg): 0.8-1.2% (se renforce avec le silicium, améliore la résistance et la résistance à la corrosion)

Silicon (SI): 0.4-0.8% (se renforce avec le magnésium, améliore la réponse durable)

Cuivre (cu): 0.15-0.40% (augmente la résistance)

Chrome (CR): 0.04-0.35% (inhibe la recristallisation, améliore la ténacité)

Matériau de base:

Aluminium (AL): équilibre

Impuretés contrôlées:

Fer (Fe): 0,7% max

Manganèse (MN): 0,15% max

Zinc (Zn): 0,25% max

Titane (TI): 0,15% max

Autres éléments: 0,05% max chacun, 0,15% maximum au total

Processus de fabrication (pour les forgs de forme spéciale): La production de pièces de fortes en forme spéciale met particulièrement l'accent sur la conception de la matrice précise, la déformation multi-pass et le traitement thermique méticuleux pour assurer l'intégrité du flux de grains dans des formes complexes, une structure interne uniforme et des propriétés mécaniques finales stables . et

Préparation et coupe des matières premières:

Les lingots coulés 6061 de haute qualité ou les grandes barres extrudées sont sélectionnées comme billettes de forge . doivent subir une analyse de composition chimique stricte et une inspection de qualité interne .

Les billettes sont calculées précisément et coupées en fonction de la forme complexe et des exigences de volume de la partie de forme spéciale, garantissant une utilisation maximale du matériau .

Chauffage:

Les billettes sont uniformément chauffées dans une fournaise de forgeage à commande précisément contrôlée à la plage de températures de déformation plastique (généralement 400-500 degré) . pour les pièces de forme spéciale, l'uniformité de chauffage est cruciale pour la formation ultérieure, la prévention de la surchaissage local ou sous-chaîne .

Forgeage multi-pass (principalement des forges de mort, ou combinés avec un forgeage à ciel ouvert):

Pré-forgé: Une série de matrices pré-formatrices est utilisée pour déformer progressivement la billette en une forme rugueuse près de la géométrie finale, guidant le flux métallique . Cela peut inclure le bouleversement, le dessin, la flexion, etc. .

Finition forgeant: Une ou plusieurs frappes / pressions sont appliquées dans la matrice finale pour remplir complètement la cavité de la matrice, la formation de la géométrie finale de forme spéciale . La conception de la matrice doit entièrement considérer le débit métallique pour assurer aucun pli, un remplissage incomplet ou d'autres défauts . pour un complexe ou de grandes pièces en forme spéciale, des pressions multiples forgées peuvent être nécessaires .

Forgeage à die fermée: Couramment utilisé pour les pièces de forme spéciale, il contrôle précisément le flux métallique dans une cavité de matrice fermée pour obtenir une précision élevée et des structures internes complexes .

Coupe et coup de poing (si nécessaire):

Après le forge, le flash autour de la périphérie du forgeage est supprimé à l'aide de matrices ou d'équipement spécialisé . pour des pièces de forme spéciale avec des cavités ou des trous internes, les opérations de poinçonnage peuvent également être nécessaires .

Traitement thermique:

Traitement thermique de la solution: Le forge est chauffé à un degré d'environ 530-545 et maintenu pendant suffisamment de temps pour dissoudre complètement les éléments d'alliage . pour des pièces complexes en forme de spécialité, l'uniformité de la température et le temps de maintien pendant le traitement de la solution doivent être contrôlés avec précision pour éviter la surchauffe locale ou la solution insuffisante .

Éteinte: Refroidissement rapide à partir de la température de solution, généralement par extinction de l'eau . pour les pièces de forme spéciale, l'uniformité de trempe est particulièrement importante pour réduire le stress résiduel et prévenir la distorsion .

Traitement vieillissant (tempérament T6): Traitement du vieillissement artificiel standard (généralement au 160-180 degré pour 8-18) pour assurer une précipitation uniforme des phases de renforcement, atteignant une résistance maximale .

Redressement et soulagement du stress (si nécessaire):

Pour certaines pièces complexes et facilement déformables de forme spéciale, un redressement mécanique peut être nécessaire après extinction pour corriger les dimensions .

L'étirement (T651) ou le soulagement de la contrainte de compression (T652) peut être effectué pour réduire considérablement la contrainte résiduelle de l'extinction, minimiser la distorsion d'usinage et améliorer la stabilité dimensionnelle .

Finition et inspection:

Débourrage, coup de feu (améliore les performances de la fatigue), inspection de la qualité de surface .

Enfin, des tests non destructifs complets (e . g ., ultrasoniques, pénétrants) et des tests de propriété mécanique sont effectués pour garantir que le produit répond aux spécifications .

6061 Les forgs de forme spéciale dans le tempérament T6 présentent d'excellentes propriétés mécaniques, suffisantes pour répondre aux exigences de résistance et de ténacité de divers composants structurels complexes .

Uniformité des biens et anisotropie:

Les propriétés mécaniques des forgues de forme spéciale peuvent varier légèrement en fonction de l'orientation relative de la direction du test dans la direction du flux de grains, mais dans l'ensemble, en raison du raffinement des grains et des effets de densification de la forge, leur anisotropie est beaucoup moins que celle des coulées .

Pour les formes complexes, le processus de forgeage approprié et la conception de la matrice peuvent aligner le flux de grains dans les zones de contrainte critiques avec la direction de la charge, optimisant ainsi les propriétés locales .

La microstructure de 6061 forgs de forme spéciale est essentielle pour atteindre une résistance et une fiabilité élevées dans des formes complexes .

Caractéristiques microstructurales clés:

Structure de céréales raffinée et dense:

Le processus de forgeage se décompose et affine des grains grossiers à mesure que les grains recristallisés uniformes et denses, éliminant les défauts de coulée (tels que la porosité, les poches de gaz) .

La taille moyenne des grains est généralement beaucoup plus petite que dans les moulages, améliorant la ductilité, la ténacité et la durée de la fatigue du matériau .

Flux de grains continu très conforme à la forme de partie:

Ceci est l'avantage central des pièces forgées de forme spéciale . Alors que le métal s'écoule dans la cavité de la matrice, ses grains sont allongés et forment des lignes d'écoulement fibreuses continues le long des structures complexes externes et internes de la pièce .

Cet alignement du flux de grains avec la direction de contrainte primaire de la partie dans les conditions de fonctionnement réelles transfère efficacement les charges, améliorant considérablement les performances de la fatigue de la partie, la ténacité à l'impact et la résistance à la fissuration de la corrosion de stress dans les zones critiques (E . g ., corners, bosses, bords des trous) .

Distribution uniforme des phases de renforcement (précipiter):

Le traitement du vieillissement T6 favorise la précipitation dispersée uniforme de la phase de renforcement primaire Mg₂si dans la matrice en aluminium . Ces précipités fins entravent efficacement le mouvement de dislocation, augmentant ainsi la résistance et la dureté .

Le contrôle précis du processus de vieillissement garantit une taille et une distribution optimales des précipités tout en évitant les précipitations de frontières de grains continues nocives, en maintenant une bonne résistance à la corrosion .

Propre métallurgique élevée:

Le processus de forgeage ferme efficacement les défauts microscopiques internes, améliorant la densité .

Contrôle strict des éléments d'impureté (e . g ., Fe), le contenu évite la formation de composés intermétalliques grossiers et fragiles, garantissant ainsi la ténacité du matériel .

6061 Les formes de forme spéciale peuvent réaliser une mise en forme quasi-réseau des géométries complexes, réduisant l'usinage ultérieur .

Capacité de personnalisation:

La conception et la fabrication de matrices peuvent être effectuées en fonction des modèles 3D (fichiers CAO) fournis par le client et des dessins d'ingénierie, permettant une production de forgeage spéciale hautement personnalisée .

Une gamme de services, allant de forger, finition, coupe, coup de poing, traitement thermique à l'usinage rugueux / final peut être fourni .

6061 ALLIAG réalise principalement ses propriétés mécaniques par le traitement thermique .

Conseils de sélection de température:

T6: Le tempérament le plus utilisé pour 6061 forgs de forme spéciale, offrant la meilleure combinaison de force et de dureté, tout en maintenant une bonne ténacité et une résistance à la corrosion .

T651 / T652: Pour les formes complexes, les dimensions très précises et l'usinage de précision étendu ultérieure, les tempéraments T651 ou T652 sont recommandés pour éliminer efficacement la contrainte résiduelle de l'extinction et réduire la distorsion d'usinage .

6061 Les forgs en forme spéciale possèdent une bonne machinabilité et une excellente soudabilité .

Guidage de fabrication:

Machinabilité: 6061 a une bonne machinabilité, permettant l'utilisation d'outils et de paramètres d'usinage en alliage en aluminium standard . Dans l'usinage de pièces complexes de forme spéciale, l'attention doit être accordée à la conception du luminaire et à l'évacuation des puces .

Soudabilité: 6061 est l'un des rares alliages en aluminium plus résistants qui peuvent être conventionnellement soudés par la fusion . Bien que la résistance puisse diminuer après le soudage, il peut être optimisé en sélectionnant les processus de fil de remplissage appropriés et les processus de soudage (E . g ., traitement thermique local) .

Stress résiduel: Les forgues 6061 éteintes ont une contrainte résiduelle, en particulier pour les parties d'usinage et les stratégies d'usinage rationnelles de forme spéciale (e . G ., la coupe symétrique, la coupe en couches) doivent être utilisées, et T651 / T652 Traitement considéré, pour minimiser la distorsion d'usinage .

6061 L'alliage est réputé pour son excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements atmosphériques et marins .

Stratégies de protection contre la corrosion:

Sélection d'alliages et de tempérament: 6061- T6 Le tempérament lui-même offre une excellente résistance à la corrosion, en particulier contre le SCC et la corrosion d'exfoliation .

Traitement de surface:

Anodisation: La méthode de protection la plus courante, formant un film d'oxyde dense à la surface des pièces de forme spéciale, améliorant la corrosion et la résistance à l'usure, et peut être colorée à des fins esthétiques .

Revêtements de conversion chimique: Servir de bonnes amorces pour les peintures ou les adhésifs .

Systèmes de revêtement: Les revêtements hautes performances peuvent être appliqués dans des environnements particulièrement difficiles .

Gestion de la corrosion galvanique: Les pièces de forme spéciale sont souvent connectées à d'autres métaux; Les mesures d'isolement, telles que les joints non conducteurs ou les revêtements isolants, doivent être pris pour empêcher la corrosion galvanique .

Considérations de conception:

Ratio de force / poids: 6061 offre un bon rapport force / poids, adapté aux structures nécessitant une légèreté mais pas à un degré extrême .

Facilité de fabrication: Bonne machinabilité et soudabilité réduisent la complexité et le coût de la fabrication . Les pièces forgées de forme spéciale, grâce à une conception optimisée, peuvent réduire considérablement l'allocation d'usinage .

Résistance à la corrosion: Excellente résistance à la corrosion le rend adapté à divers environnements extérieurs et corrosifs .

Rentabilité: 6061 a une meilleure rentabilité par rapport aux alliages plus fortes .

Température de fonctionnement: Comme tous les alliages en aluminium, 6061 n'est pas résistant à haute température; La température de fonctionnement recommandée est inférieure à 150 degrés .

Le contrôle de la qualité pour 6061 Aluminium Special Special Drognings est un aspect crucial garantissant leurs performances et leur fiabilité, avec une attention particulière à la qualité interne et à la précision dimensionnelle des formes complexes .

Procédures de test standard:

Certification des matières premières: Analyse de la composition chimique pour assurer la conformité avec AMS, ASTM, etc . et la traçabilité .

Contrôle de processus de forgeage: Surveillance de la température de chauffage, de l'état de la matrice, des passes de déformation et de la pression pour garantir que les lignes d'écoulement métallique se forment dans la direction conçue, exemptes de plis, de fissures ou d'autres défauts .

Surveillance du processus de traitement thermique: Uniformité de la température du four (par AMS 2750E Classe 2), extinction de solution, courbes de vieillissement, etc. .

Analyse de la composition chimique: Vérification des éléments d'alliage et du contenu d'impureté .

Test de propriété mécanique:

Tests de traction: Les échantillons prélevés dans les emplacements et orientations représentatifs (longitudinal, transversal) pour tester les UTS, YS, El . pour les pièces de forme spéciale, les emplacements d'échantillonnage doivent considérer la direction du flux de grains .

Test de dureté: Mesures multi-points pour évaluer l'uniformité .

Tests d'impact: Test d'impact en V Charpy Si nécessaire .

Tests non destructifs (NDT):

Tests ultrasoniques: Inspection volumétrique des zones critiques et des sections épaisses du forgeage pour détecter les défauts internes .

Tests de pénétrage: 100% d'inspection de surface pour détecter les défauts de rupture de surface .

Test de particules magnétiques / Test de courant de Foucault: Pour les pièces de forme spéciale avec des exigences de conductivité magnétique ou électrique .

Analyse microstructurale:

Examen métallographique pour évaluer la taille des grains, la continuité du flux de grains, le degré de recristallisation, la distribution des précipités, les types de défauts, etc. .

Inspection dimensionnelle et de qualité de surface:

Mesure dimensionnelle 3D précise utilisant des équipements avancés tels que les machines de mesure des coordonnées (CMM) ou les scanners laser, assurant une précision dimensionnelle et des tolérances géométriques des formes complexes . et

Mesure de rugosité de surface .

Normes et certifications:

Se conforme à ASTM B247 (modages en alliage en aluminium), AMS 4117 (6061- T6 Forgings), ISO, EN, GB / T, et d'autres normes de l'industrie .

Certification du système de gestion de la qualité: ISO 9001.

EN 10204 Type 3 . 1 Des rapports de test de matériel peuvent être fournis et la certification indépendante tierce peut être organisée à la demande du client.

6061 Les pièces forgées en forme d'aluminium sont largement utilisées dans divers secteurs industriels en raison de leur excellente résistance, de leur fiabilité, de leur légèreté et de leur capacité de fabrication de formes complexes .

Zones d'application primaires:

Aérospatial: Composants structurels des avions (E . G ., supports, connecteurs, pièces jointes), composants du moteur, assemblages de vitesses d'atterrissage, nécessitant des pièces à forme complexe à haute résistance, légère et très fiable .

Industrie automobile: Composants du système de suspension (E . G ., Famions de direction, bras de contrôle), supports de moteur, connecteurs structurels, composants de roue, composants de frein, pour la réduction du poids et l'amélioration des performances .

Transit ferroviaire: Connecteurs de carrosserie, composants de bogie, supports porteurs, etc. .

Équipement mécanique: Grands boîtes de pompe et de soupape, blocs intégrés du système hydraulique, joints de robot, brides de navires à haute pression, poignées d'outils, etc. .

Équipement médical: Supports structurels, pièces de connexion, etc. ., nécessitant une précision dimensionnelle élevée et une qualité de surface .

Défense et militaire: Composants structurels d'armes, composants de guidage, etc. .

Concevoir des avantages:

Haute résistance et haute fiabilité: Le processus de forgeage entraîne un matériau interne dense, des grains raffinés et un flux de grains continu, améliorant considérablement la durée de vie de la fatigue, la ténacité à l'impact et la résistance à la fissuration de la corrosion des contraintes des pièces de forme spéciale .

Conception légère: Atteint un équilibre optimal de force et de poids, crucial pour les applications sensibles au poids .

Façon proche du réseau: Le forgeage peut produire des pièces complexes à proximité des dimensions et de la forme finales, réduisant considérablement l'usinage ultérieur et les déchets de matériaux, la réduction des coûts de fabrication et les délais de plomb .

Excellente résistance à la corrosion: Adapté à une utilisation à long terme dans les environnements extérieurs, humides ou corrosifs .

Bonne machinabilité et soudabilité: Facilite l'usinage ultérieur, le traitement de surface et l'assemblage .

Limitations de conception:

Coût de la mort: Pour les pièces complexes de forme spéciale, les coûts de conception et de fabrication sont élevés, ce qui le rend adapté à la production de masse pour amortir les coûts .

Limitations de taille: Les dimensions de forgeage sont limitées par l'équipement de forgeage; Des pièces de forme spéciale complexes très grandes peuvent être difficiles à forger en une seule pièce .

Performance à haute température: Une limitation commune pour les alliages en aluminium; pas adapté aux environnements d'exploitation à long terme supérieurs à 150 degrés .

Considérations économiques et durables:

Coût total du cycle de vie: Bien que l'investissement initial de la matrice soit plus élevé, des performances supérieures et des coûts d'usinage ultérieurs réduits peuvent entraîner un meilleur coût de cycle de vie total .

Efficacité d'utilisation des matériaux: Les processus de mise en forme près du réseau améliorent efficacement l'utilisation des matériaux et réduisent les déchets .

Convivialité environnementale: Les alliages en aluminium sont très recyclables, s'alignent sur les principes de fabrication verte et d'économie circulaire .

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