자동차 경량화는 전 세계 자동차 산업의 공통 목표입니다. 자동차 부품에 알루미늄 합금 소재의 사용을 늘리는 것은 현대 신형 차량의 개발 방향입니다. 6082 알루미늄 합금은 적당한 강도, 우수한 성형성, 용접성, 피로 저항성 및 내식성을 갖춘 열처리 강화 알루미늄 합금입니다. 이 합금은 파이프, 로드, 프로파일 등으로 압출성형이 가능하며 자동차 부품, 용접 구조 부품, 운송, 건설 산업 등에 널리 사용됩니다.
현재 중국에서는 신에너지 차량에 사용하기 위한 6082 알루미늄 합금에 대한 연구가 제한적으로 진행되고 있습니다. 따라서 본 실험 연구에서는 6082 알루미늄 합금 원소 함량 범위, 압출 공정 변수, 담금질 방법 등이 합금 프로파일의 성능 및 미세 구조에 미치는 영향을 조사합니다. 본 연구는 신에너지 자동차에 적합한 6082 알루미늄 합금 소재를 생산하기 위해 합금 구성 및 공정 매개변수를 최적화하는 것을 목표로 합니다.
1. 시험재료 및 방법
실험 공정 흐름: 합금 조성비 – 잉곳 용융 – 잉곳 균질화 – 잉곳을 빌렛으로 절단 – 프로파일 압출 – 프로파일의 인라인 담금질 – 인공 노화 – 시험편 준비.
1.1 잉곳 준비
6082 알루미늄 합금 조성의 국제 범위 내에서 동일한 Si 원소 함량을 갖는 6082-/6082″, 6082-Z로 표시된 더 좁은 제어 범위를 가진 세 가지 조성이 선택되었습니다. Mg 원소 함량, y > z; Mn 원소 함량, x > y > z; Cr, Ti 원소 함량, x > y = z. 구체적인 합금조성 목표값은 표 1에 나타내었다. 잉곳 주조는 반연속 수냉주조법을 이용하여 수행한 후 균질화 처리하였다. 3개의 잉곳 모두 공장의 확립된 시스템을 사용하여 560°C에서 2시간 동안 물 미스트 냉각과 함께 균질화되었습니다.
1.2 프로파일 압출
압출 공정 변수는 빌렛 가열 온도와 담금질 냉각 속도에 맞게 적절하게 조정되었습니다. 압출 프로파일의 단면은 그림 1에 나와 있습니다. 압출 공정 변수는 표 2에 나와 있습니다. 압출 프로파일의 성형 상태는 그림 2에 나와 있습니다.
2. 테스트 결과 및 분석
세 가지 조성 범위 내에서 6082 알루미늄 합금 프로파일의 특정 화학 조성은 표 3에 표시된 것처럼 스위스 ARL 직접 판독 분광계를 사용하여 결정되었습니다.
2.1 성능 테스트
비교를 위해 서로 다른 담금질 방법, 동일한 압출 매개변수 및 노화 공정을 사용하여 세 가지 조성 범위 합금 프로파일의 성능을 검사했습니다.
2.1.1 기계적 성능
175℃에서 8시간 동안 인공 시효시킨 후 Shimadzu AG-X100 전자 만능 시험기를 사용하여 인장 시험용 프로파일의 압출 방향에서 표준 시편을 채취하였다. 다양한 조성 및 담금질 방법에 대한 인공 시효 후 기계적 성능은 표 4에 나와 있습니다.
표 4에서 모든 프로파일의 기계적 성능이 국가 표준 값을 초과한다는 것을 알 수 있습니다. 6082-Z 합금 빌렛으로 생산된 프로파일은 파단 후 연신율이 낮았습니다. 6082-7 합금 빌렛으로 생산된 프로파일은 가장 높은 기계적 성능을 보였습니다. 다양한 고용체 방법을 사용하는 6082-X 합금 프로파일은 급속 냉각 담금질 방법으로 더 높은 성능을 나타냈습니다.
2.1.2 굽힘 성능 테스트
전자 만능 시험기를 이용하여 샘플에 대해 3점 굽힘 시험을 실시하였고, 굽힘 결과를 그림 3에 나타내었다. 그림 3은 6082-Z 합금 빌렛으로 생산된 제품의 표면에 심한 오렌지 필과 균열이 발생함을 보여줍니다. 구부러진 샘플의 뒷면. 6082-X 합금 빌렛으로 생산된 제품은 더 나은 굽힘 성능, 오렌지 껍질이 없는 매끄러운 표면, 구부러진 샘플 뒷면의 기하학적 조건에 의해 제한된 위치에 작은 균열만 있었습니다.
2.1.3 고배율 검사
미세 구조 분석을 위해 Carl Zeiss AX10 광학 현미경으로 샘플을 관찰했습니다. 세 가지 조성 범위 합금 프로파일에 대한 미세 구조 분석 결과는 그림 4에 나와 있습니다. 그림 4는 6082-X 로드 및 6082-K 합금 빌렛으로 생산된 제품의 입자 크기가 유사했으며 6082-X의 입자 크기가 약간 더 우수함을 나타냅니다. 6082-y 합금과 비교한 합금입니다. 6082-Z 합금 빌렛으로 생산된 제품은 입자 크기가 더 크고 피질층이 두꺼워 표면 오렌지 껍질이 쉽게 벗겨지고 내부 금속 결합이 약해졌습니다.
2.2 결과 분석
위의 테스트 결과를 바탕으로 합금 조성 범위의 설계가 압출 프로파일의 미세 구조, 성능 및 성형성에 큰 영향을 미친다는 결론을 내릴 수 있습니다. Mg 원소 함량이 증가하면 합금 가소성이 감소하고 압출 중에 균열이 형성됩니다. Mn, Cr 및 Ti 함량이 높을수록 미세 구조 개선에 긍정적인 영향을 미치며, 이는 결과적으로 표면 품질, 굽힘 성능 및 전반적인 성능에 긍정적인 영향을 미칩니다.
3.결론
Mg 원소는 6082 알루미늄 합금의 기계적 성능에 큰 영향을 미칩니다. Mg 함량이 증가하면 합금 가소성이 감소하고 압출 중에 균열이 형성됩니다.
Mn, Cr, Ti는 미세 구조 미세화에 긍정적인 영향을 미쳐 압출 제품의 표면 품질과 굽힘 성능을 향상시킵니다.
다양한 담금질 냉각 강도는 6082 알루미늄 합금 프로파일의 성능에 눈에 띄는 영향을 미칩니다. 자동차 용도의 경우 물 분무 냉각에 이어 물 미스트의 담금질 공정을 채택하면 기계적 성능이 향상되고 프로파일의 모양과 치수 정확도가 보장됩니다.
MAT Aluminium의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 3월 26일
