Petit alliage d'alliage en aluminium

Les petits forgues en alliage en aluminium se réfèrent aux composants en alliage en aluminium produit par le processus de forgeage de la matrice, qui sont de taille relativement petite (pesant généralement des dizaines de grammes à plusieurs kilogrammes) et ont des formes complexes ou des exigences de propriété mécanique élevé Porosité, retrait) et forment des lignes d'écoulement fibreuses continues . Cela améliore considérablement les propriétés mécaniques du matériau, en particulier la résistance, la durée de la fatigue, la durée de vie de la fatigue et les grades d'alliage d'impact incluent 6061, 6082 et 7075, chacun avec des éléments spécifiques, répondant aux exigences d'applications diverses {}}

Grades d'alliage en aluminium commun et leurs caractéristiques:6061 ALLIAG (série Al-MG-SI):

Caractéristiques: Résistance moyenne, excellente résistance à la corrosion, bonne soudabilité et machinabilité . L'un des alliages généraux les plus polyvalents et les plus utilisés .

Éléments d'alliage primaire: Magnésium (Mg), Silicon (Si), Copper (Cu), Chromium (CR) .

6082 ALLIAG (série al-MG-SI):

Caractéristiques: Une résistance plus élevée que 6061, en particulier de meilleures propriétés mécaniques dans des sections plus épaisses, avec une bonne résistance à la corrosion et à la soudabilité .

Éléments d'alliage primaire: Magnésium (Mg), Silicon (Si), Manganais (MN) .

7075 ALLIAG (série al-ZN-MG-Cu):

Caractéristiques: Force ultra-élevée, résistance élevée à un rendement, excellentes performances de fatigue . Un alliage à haute résistance couramment utilisé dans l'aérospatiale, mais sensible à la fissuration de la corrosion de contrainte dans le tempérament T6 .

Éléments d'alliage primaire: Zinc (Zn), Magnésium (Mg), Copper (Cu), Chromium (CR) .

Matériau de base:

Aluminium (AL): équilibre

Impuretés contrôlées:

Le contenu des impuretés tels que le fer, le silicium, le manganèse et le titane est strictement contrôlé selon la note d'alliage spécifique pour optimiser les performances .

Processus de fabrication (pour les petits plégeurs): Le processus de production pour les petits plégeurs en alliage en aluminium met l'accent sur la précision et l'efficacité, visant à obtenir des composants de forme quasi-réseau avec d'excellentes propriétés mécaniques à travers une ou plusieurs étapes de formage .

Préparation et coupe des matières premières:

Les lingots de haute qualité ou les barres extrudées sont sélectionnées comme billettes de forge . Le matériau doit subir une analyse de composition chimique stricte et une inspection nécessaire des défauts internes (E . G ., ultrasonic) .

La longueur et le poids de la billette sont précisément coupés en fonction des dimensions, de la forme et des exigences d'utilisation des matériaux .

Chauffage:

Les billettes sont uniformément chauffées dans une fournaise de forgeage avec précision à la plage de températures de déformation plastique . différents alliages ont des températures de forge optimales différentes pour assurer une déformabilité plastique suffisante tout en évitant les brûlures .

Formation de forge:

En utilisant un marteau de forgeage, une presse hydraulique ou une presse à vis, la billette chauffée est placée dans une matrice pré-conçue et formée par une ou plusieurs frappes / pressions précises . La cavité de la matrice est complexe pour guider les lignes de flux métallique le long de la forme de la pièce, les grains de raffinage et d'éliminer les défauts internes ., de raffiner les grains et d'éliminer les défauts internes ., de raffiner les grains et d'éliminer les défauts internes .,

Forge multi-pass: Pour les petites pièces avec des formes complexes, la pré-forge et la finition de finition, ou même le forgeage de matrices à plusieurs étapes, peut être nécessaire pour atteindre progressivement la forme souhaitée .

Façon proche du réseau: Die Forging vise à réaliser une mise en forme quasi-réseau, minimisant l'allocation d'usinage ultérieure .

Garniture:

Après le forgeage, un excès flash autour de la périphérie de la forge est supprimé .

Traitement thermique:

Traitement thermique de la solution: Le forge est chauffé à une température spécifique et maintenu pendant suffisamment de temps pour permettre aux éléments d'alliage de se dissoudre dans la solution solide .

Éteinte: Refroidissement rapide à partir de la température de solution, généralement par extinction de l'eau ou extinction du polymère, pour conserver la solution solide sursaturée .

Traitement du vieillissement:

Vieillissement artificiel (tempérament T6): Fournit une force et une dureté optimales .

Sous-sort ou suragisseur (e . g ., T73, T76 Tempers): Utilisé pour améliorer la résistance à la fissuration et à l'exfoliation de la corrosion de contrainte pour certains alliages (comme 7075), bien qu'avec une légère réduction de la résistance .

Redressement et soulagement du stress (si nécessaire):

Un redressage mécanique peut être nécessaire après la trempe pour corriger les dimensions et la forme .

Pour certaines pièces de haute précision ou celles nécessitant un usinage ultérieur étendu, un soulagement de la contrainte de traction ou de compression (E . G ., T651 / T7351 Tempers) peut être effectué pour réduire la contrainte résiduelle et minimiser la distorsion d'usinage .

Finition et inspection:

Déburrencer, coup de tir (améliore les performances de la fatigue de surface), inspection dimensionnelle, vérification de la qualité de surface .

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

Les propriétés mécaniques des pièces de redoutage en alliage en aluminium en aluminium varient en fonction de la qualité d'alliage spécifique et du tempérament du traitement thermique, mais surpassent généralement les pièces moulées et de nombreux produits forgés de la même qualité .

Uniformité des biens et anisotropie:

Le processus de forgeage de la matrice aligne le flux de grains le long du contour de la pièce, ce qui entraîne d'excellentes propriétés dans les directions de chargement principales .

Par rapport aux plaques ou aux extrusions, les pièces forgées présentent généralement des propriétés transversales (perpendiculaires à la direction de déformation principale), avec globalement moins d'anisotropie .

La microstructure des petits forgs en alliage en aluminium est la raison fondamentale de leurs excellentes propriétés mécaniques .

Caractéristiques microstructurales clés:

Structure de céréales raffinée et dense:

Le processus de forgeage décompose soigneusement les grains grossiers, formant des grains équiaxés fins, uniformes et denses et des grains déformés allongés le long des lignes d'écoulement métallique . Cela améliore considérablement la ductilité, la durée du matériau et la durée de fatigue, et élimine considérablement les défauts de la distribution .

Flux de grains optimisé et continu:

Il s'agit de la caractéristique et de l'avantage les plus significatifs des pièces de redoutage de la mat résistance dans les zones critiques (e . g ., coins, bords de trou) .

Distribution uniforme des phases de renforcement (précipiter):

Après traitement thermique et vieillissement en solution, les phases de renforcement (e . g ., Mg₂si en série 6xxx, MGZN₂ en série 7xxx) se précipitent uniformément en fine, des particules dispersées dans la matrice de l'aluminium . 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, assurant ainsi une bonne résistance à la corrosion .

Propre métallurgique élevée:

Les pièces forgées sont denses en interne, exemptes de défauts de coulée (comme le retrait, la porosité, les inclusions grossières) . grâce à un contrôle strict des impuretés de matières premières, la ténacité et la résistance à la fatigue du matériau sont encore améliorées .

Les sorties en alliage en alliage en aluminium peuvent obtenir des formes de haute précision et complexes dans la production .

Capacité de personnalisation:

La conception et la production peuvent être effectuées sur la base de modèles CAO et de dessins d'ingénierie des clients détaillés, permettant des pièces forgées hautement personnalisées .

Des services tels que la pré-formation, le forgeage de finition, la coupe, le traitement thermique et l'usinage rugueux / final peuvent être fournis .

Les propriétés des alliages en aluminium dépendent fortement du tempérament du traitement thermique .

Conseils de sélection de température:

6061/6082 alliages: Utilisez généralement le tempérament T6 pour obtenir la meilleure combinaison de résistance à la résistance et à la corrosion .

7075 alliage: En fonction de la sensibilité de l'application au SCC (fissure de corrosion de contrainte), choisissez T6 (résistance la plus élevée, sensible au SCC) ou T7351 / T7651 (résistance légèrement réduite, mais excellente résistance à la corrosion SCC et exfoliation) . SCC et exfoliation) .

Les petits formes en alliage en alliage en aluminium ont généralement une bonne machinabilité, mais la soudabilité varie en fonction de la note en alliage .

Guidage de fabrication:

Machinabilité: La plupart des redoutables en alliage en aluminium dans T6 / T7351 Tempers ont une bonne machinabilité, permettant des pièces avec une qualité de surface élevée et une précision dimensionnelle .

Soudabilité: 6xxx Les alliages de la série (e . g ., 6061, 6082) ont une excellente soudabilité et peuvent être conventionnellement soudées par la fusion . Cependant, les alliages de la série 7xxx (e . G ., 7075) ont une très mauvaise convention La fissuration et la perte sévère de la résistance aux articles . Par conséquent, le soudage de fusion n'est généralement pas recommandé, et la jonction mécanique ou les techniques avancées de soudage à l'état solide (E . G ., le soudage par friction, le soudage par émure

Stress résiduel: Les forgs éteintes peuvent avoir une contrainte résiduelle . en particulier pour les pièces usinées de précision, TXX51 (y compris le soulagement de la contrainte) doit être considéré, et les chemins d'usinage appropriés utilisés .

La résistance à la corrosion des pièces de rediffusion de la matrice en alliage en aluminium varie en fonction du niveau du grade d'alliage et du tempérament du traitement thermique, mais généralement, il peut répondre aux exigences de la demande grâce à des mesures de protection appropriées .

Stratégies de protection contre la corrosion:

Sélection d'alliages et de tempérament: Choisissez le tempérament du niveau d'alliage et le traitement thermique le plus approprié en fonction de l'environnement corrosif et des exigences de résistance . pour les applications de la série 7xxx avec SCC ou risque de corrosion d'exfoliation, T7351 ou T7651 Les tempéraments sont obligatoires .

Traitement de surface:

Anodisation: La méthode de protection la plus courante et la plus efficace, formant un film d'oxyde dense sur la surface de forgeage, améliorant la résistance à la corrosion et à l'usure . Cela inclut l'anodisation de l'acide sulfurique, l'anodisation de l'acide chromique, etc. .

Revêtements de conversion chimique: Servir de bonnes amorces pour les peintures ou les adhésifs, offrant une protection supplémentaire de corrosion .

Systèmes de revêtement haute performance: Les revêtements résistants à la corrosion peuvent être appliqués dans des environnements extrêmement corrosifs .

Gestion de la corrosion galvanique: En contact avec des métaux incompatibles, les mesures d'isolement (e . g ., les joints, les revêtements isolants) doivent être pris pour empêcher la corrosion galvanique .

Les propriétés physiques des pièces de redoutage en alliage en aluminium en aluminium sont des aspects importants pour la considération de conception .

Considérations de conception:

Ratio de force / poids: Les forgues en alliage en aluminium offrent un excellent rapport force / poids, ce qui en fait un choix idéal pour la conception légère .

Fiabilité: La combinaison du processus de forgeage et des caractéristiques des alliages entraîne des parties avec une excellente fatigue et une résistance à l'impact, assurant un service à long terme sous des charges sévères .

Intégration de formes complexes: Le forgeage peut produire des géométries complexes en forme de réseau, réduisant considérablement l'usinage ultérieur, réduisant les coûts de fabrication et les délais de plomb .

Versatilité: Différentes grades de redoutables en alliage en aluminium ont des caractéristiques de performance distinctes, permettant une sélection basée sur des besoins d'application spécifiques, en répondant à un large éventail de domaines de l'industrie générale à l'aérospatiale .

Le contrôle de la qualité pour les pièces de redoutage en alliage en alliage en aluminium est extrêmement critique, couvrant toutes les étapes des matières premières aux produits finaux .

Procédures de test standard:

Certification des matières premières:

Analyse de la composition chimique pour assurer la conformité avec AMS, ASTM, EN, etc .

Inspection des défauts internes (e . g ., tests ultrasoniques) pour s'assurer que les billettes sont exemptes de défauts internes .

Surveillance des processus de forgeage:

Surveillance en temps réel de la température de forgeage, de la pression et de l'état de la matrice .

Inspection aléatoire en cours de la forme et des dimensions de forge .

Surveillance du processus de traitement thermique:

Uniformité de la température du four (par AMS 2750E classe 1 ou 2) et contrôle du temps, en particulier le contrôle précis du vieillissement en plusieurs étapes .

Contrôle de l'intensité de la température et de l'agitation des médias .

Analyse de la composition chimique:

Révérification de la composition chimique par lots des pièces de redoutage finaux .

Test de propriété mécanique:

Tests de traction: Échantillons prélevés dans des emplacements et orientations représentatifs pour tester les UTS, YS, El .

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

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

Test de ténacité des fractures: Test K1C ou JIC pour les composants critiques (particulièrement important pour la série 7xxx) .

Test de fissuration par corrosion de contrainte (SCC):

Test de sensibilité SCC (e . g ., tests C-ring) pour les alliages de la série 7xxx (en particulier en température T6) pour garantir que leur résistance SCC répond aux exigences .

Tests non destructifs (NDT):

Tests ultrasoniques (UT): 100% d'inspection des défauts internes pour tous les pièces forgées critiques pour ne garantir aucun pores, inclusions, délaminations, etc. .

Tests pénétrants (PT): 100% d'inspection de surface pour détecter les défauts de rupture de surface .

Test de courant Eddy (ET): Détecte les défauts de surface et de près de la surface, ainsi que l'uniformité des matériaux .

Analyse microstructurale:

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

Inspection dimensionnelle et de qualité de surface:

Mesures précises utilisant des étriers, des micromètres, des machines de mesure des coordonnées (CMM) ou des instruments de mesure optiques .

Mesure de rugosité de surface .

Normes et certifications:

Se conforme à ASTM B247 (Aluminium Alliages Forgings), en 15908 (alliages en aluminium et en aluminium - Forges), AMS (spécifications du matériel aérospatial, E . G ., AMS 4117/4133/4134), et autres standards industriels pertinents .

Certifications du système de gestion de la qualité: ISO 9001, AS9100 (pour le secteur aérospatial) .

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.

Les petits redoutables en alliage en aluminium sont largement utilisés dans divers secteurs industriels en raison de leur excellent rapport force / poids, de la fiabilité élevée et de leur efficacité de fabrication .,

Zones d'application primaires:

Industrie automobile: Composants du système de suspension (e . g ., bras de contrôle, articulations de direction), composants de la roue, supports de moteur, composants du groupe motopropulseur, pièces de freinage, pour la réduction du poids et l'amélioration des performances .

Aérospatial: Composants structurels des avions (E . G ., supports, connecteurs, pièces jointes, composants du train d'atterrissage), composants du moteur, connecteurs critiques .

Vélos et équipements sportifs: Pièces de vélo haute performance (e . g ., manivelles, pédales), carabiners, connecteurs d'équipement sportif, arbres de flèche .

Génie mécanique: Corps de pompe, corps de vanne, composants hydrauliques, pinces, blocs de connexion, petits engrenages de transmission, boîtiers de roulement, joints de robot .

Électronique et appareils électriques: Dissipateurs de chaleur, supports structurels, boîtiers de connecteurs .

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

Défense et militaire: Composants structurels critiques pour divers systèmes d'armes, parties du corps de missiles, composants de fusibles, supports de systèmes de visée .

Matériel général: Poignées d'outils, composants de verrouillage, etc. .

Concevoir des avantages:

Haute résistance et légèreté: Fournit une forte résistance tout en obtenant une réduction significative du poids, en améliorant les performances du produit et l'efficacité énergétique .

Haute fiabilité: Le processus de forgeage de la matrice élimine les défauts de coulée, entraînant une structure interne dense, des grains raffinés et des lignes d'écoulement continues, améliorant considérablement la durée de vie de la fatigue et l'impact .

Façon proche du réseau et géométries complexes: Le forgeage peut produire des géométries complexes à proximité des dimensions 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: Selon la sélection des alliages, il peut être utilisé à long terme dans des environnements extérieurs, humides ou corrosifs .

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

Limitations de conception:

Coût de la mort: Pour la production de petits lots, les coûts de conception et de fabrication sont relativement élevés, ce qui le rend plus adapté à la production de grand volume ou sérialisé .

Limitations de taille: Les dimensions de forgeage sont limitées par l'équipement de forgeage; De très grands composants sont difficiles à forger en une seule pièce .

Performance à haute température: Une limitation commune pour tous les alliages d'aluminium; Pas adapté aux environnements d'exploitation à long terme supérieurs à 150 degrés (120 degrés pour la série 7xxx) .

Soudabilité (pour la série 7xxx): Les alliages de la série 7xxx ont une mauvaise soudabilité, nécessitant une considération des méthodes de connexion de soudage non fusion .

Considérations économiques et durables:

Valeur totale du cycle de vie: Bien que le coût initial des forgues de la déménagement puisse être plus élevé que les moulages, leurs performances supérieures, leur durée de vie plus longue et les coûts de traitement ultérieurs réduits les rendent compétitifs sur tout leur cycle de vie .

Efficacité d'utilisation des ressources: Le forgeage est un processus de mise en forme presque efficace, réduisant les déchets de matériaux .

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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