1. Основни принцип ефекта старења
Термички обрађени ојачани алуминијумски профили као што су 6061, 6063, 6005 и 6013 (углавном серија Ал-Мг-Си) формирају презасићени чврсти раствор након екструзије, топлотне обраде раствором и гашења, пошто се легирајући елементи Мг и Си брзо заробљавају у алуминијумској матрици. Ова микроструктура је термодинамички нестабилна. Под собном температуром или контролисаним условима загревања, атоми растворених материја спонтано дифундују и агрегирају, узастопно формирајући ГП зоне, метастабилну '' фазу, ' фазу и коначно равнотежну Мг₂Си фазу. Уједначено дисперговани нано таложи дислокације игала и границе зрна да би се материјал очврснуо и побољшала његова чврстоћа. Овај процес еволуције падавина се заједнички дефинише као ефекат старења, што је основно својство материјала које се мора строго контролисати у ЦНЦ машинској обради алуминијумских профила.
Старење се дели наприродно старење (старење на собној температури)ивештачко старење (старење на повишеној температури). Такође укључује три фазе: недовољно старење, врхунско старење и претерано старење. Различита стања старења директно одређују перформансе ЦНЦ резања, стабилност димензија делова, механичка својства и квалитет обраде површине.
Уобичајене дефиниције Т-температуре у индустрији: Т4=Термичка обрада раствора + природно старење; Т5=Хлађење екструзионим ваздухом + вештачко старење; Т6=Гашење водом након третмана раствором + врхунско вештачко старење; Т651 / Т6511: Са преднатезањем за ублажавање напрезања, посебно погодно за високо прецизну ЦНЦ обраду.
2. Класификација ефеката старења и њихов утицај на ЦНЦ обраду
2.1 Природни ефекат старења (старење на собној температури)
Након гашења, профили спонтано формирају ГП зоне на температури околине. Тврдоћа и граница течења полако расту са временом складиштења, док се дуктилност постепено смањује. За легуре серије 6КСКСКС, природни врхунац старења се генерално постиже у року од неколико дана до више од десет дана, након чега следи спора стопа раста.
Болне тачке за ЦНЦ обраду:
Нестабилно стање улазног материјала: Профили из исте серије са различитим временом складиштења показују велике флуктуације тврдоће, недоследан отпор сечењу и хабање алата, што доводи до лоше конзистентности димензија у масовној производњи.
Ефекат складиштења (одложено старење): Ако се вештачко старење изврши након периода природног старења, коначна вршна чврстоћа ће пасти, што ће резултирати неквалификованом снагом за велике наруџбине спољнотрговинских хладњака и кућишта контролера.
Природно старење након грубе обраде: Велика количина материјала се уклања током грубог глодања, нарушавајући првобитну равнотежу напрезања. Спора деформација се наставља у наредним данима, изазивајући равност и паралелност ван толеранције, што је изражено код танких зидова, дугих водилица и вентилационих решетки.
Сценарији примене:Погодно за делове који захтевају савијање, ширење рупа и накнадно пластично обликовање; генерално није усвојен за високо прецизне готове ЦНЦ компоненте.
2.2 Ефекат вештачког старења (старење на контролисаној температури, главни Т5/Т6 процес)
Профили се држе на константној температури од 150–185 степени у пећи за старење како би се убрзало формирање талога и постигла циљана механичка својства у кратком времену. Ово је најчешће коришћена метода старења за ЦНЦ алуминијумске профиле.
Под-агинг: Недовољно време држања; преципитати су мали и мале количине. Чврстоћа и тврдоћа су релативно ниске са добром дуктилношћу. Сечење је лагано, али крутост дела је недовољна, што доводи до клепетања резања, деформације стезања и повратног опруге након обраде.
Врхунац старења: Оптимални процесни прозор са највећом количином и уједначеном величином '' талога. Чврстоћа и тврдоћа достижу максималну вредност. Обично се користи за структурне делове, хладњаке и алуминијумска кућишта. Обрада је стабилна уз довољну крутост материјала, док се дуктилност смањује и карактеристике ломљења струготине се мењају. Потребни су специјални алати за сечење од алуминијума и одговарајући параметри сечења.
Прекомерно старење: Прекомерно време задржавања или висока температура доводе до грубости и сфероидизације талога. Чврстоћа и тврдоћа опадају, док се жилавост и отпорност на корозију повећавају. Отпор на сечење је мањи, а напрезање приликом обраде је мање уз бољу димензиону стабилност, примењено на прецизне компоненте које захтевају дугорочну стабилност. Недостатак је што чврстоћа не може задовољити захтеве носивих конструкцијских делова.
2.3 Старење под стресом (старење за ублажавање стреса, основни процес за прецизне ЦНЦ делове)
Лако је збунитипадавине јачање старењаистарење за ублажавање стреса. Екструзија, гашење и груба обрада закључавају заостали напон унутар профила. Опуштање од стреса и ослобађање од стреса се дешавају истовремено током старења, познато каоефекат старења на ублажавање стреса.
Фабричко старење профила: Елиминише заостало напрезање од екструзије и гашења.
Средње старење након грубе обраде (Граба обрада → Старење → Завршна обрада): Велики додатак се уклања у ЦНЦ грубом глодању и првобитно поље напрезања је поремећено. Старење на ниској температури или складиштење на собној температури унапред ослобађају стрес, тако да се димензије неће померати након завршне обраде. Ово је стандардни процесни пут за високопрецизне ЦНЦ алуминијумске делове као што су кућишта индустријских контролера, фотонапонски профили и прецизни носачи.
Кључна разлика: Примарна функција старења је јачање падавина; опуштање од стреса је пратећи ефекат. Т651 претходно растегнути профили усвајају истезање пре старења како би се надокнадили напони гашења и у великој мери смањила тенденција деформације старења.
2.4 Реверзија и поновно старење (РРА, висококвалитетни алуминијумски профили високе чврстоће)
Углавном се примењује на алуминијумске легуре високе чврстоће серије 7. Процес укључује врхунско старење, краткотрајну реверзију на високим температурама и секундарно старење на ниским температурама, балансирајући високу чврстоћу и отпорност на корозију под стресом. Користи се у врхунским ЦНЦ структурним деловима, док се ретко користи за обичне алуминијумске профиле серије 6 због високе цене и уског прозора процеса.
3. Пет главних индустријских утицаја изазваних ефектима старења (страна ЦНЦ обраде)
3.1 Ефекат спреге између механичких својстава и обрадивости
Стање старења директно мења однос попуштања и затезања и истезање легура алуминијума. Старији алуминијум је мекан и склон нагомилавању ивица и пријањању алата; материјал врхунске старости постиже стабилно сечење и добро ломљење струготине; престарели материјал има бољу дуктилност и супериорну завршну обраду након завршне обраде. Ако се исти ЦНЦ програм користи за профиле различитих серија за старење, појавиће се недоследне ознаке алата, неравнине, померање димензија и животни век алата. За ОЕМ поруџбине алуминијумских профила за купце из иностранства, цртежи јасно наводе Т5 / Т6 темперамент, који у суштини закључава границу перформанси резања и механичких својстава дефинисаних старењем.
3.2 Ефекат деформације старења (главни узрок серијског отпада)
Деформација старењем се дели у две категорије: ① Деформација током термичке обраде старења: Асиметричан попречни пресек или велика разлика у дебљини зидова профила доводе до неравномерног ослобађања напрезања током загревања, што резултира савијањем и увртањем, и нетачним референтним површинама на ЦНЦ уређајима. ② Деформација пузања након машинске обраде: Делови су димензионално квалификовани на машини, али се полако деформишу у року од неколико сати до недеља након ван мреже због непрекидног старења и постепеног ослобађања стреса. Дуге алуминијумске потпорне шипке, дугачке шине и танке украсне траке су производи високог ризика.
Контролна решења: Дајте приоритет профилима са симетричним попречним пресецима; усвојити средње старење након грубе обраде са додатком за завршну обраду; користите малу дубину сечења у завршној обради и избегавајте тешко једнострано глодање.
3.3 Утицај старења на електричну проводљивост и анодизирајућу површину
Преципитација Мг₂Си мења проводљивост матрице. Електрична проводљивост расте са старењем. За профиле хладњака, потпуно остарели материјал пружа већу топлотну проводљивост и боље перформансе одвођења топлоте. У међувремену, статус старења утиче на резултате анодизације: профили малолетних имају тенденцију да показују разлику у боји и неуједначен премаз; вршни профили производе уједначене и стабилне оксидне филмове, који су стандардни избор за алуминијумска кућишта и декоративне компоненте.
3.4 Осетљивост на старење и ефекат разлике у легури
6063 има широк прозор за старење и погодан је за старење са ваздушним хлађењем Т5 за врата, прозоре и украсне траке. 6061 има већу осетљивост на гашење и пожељно је Т6 гашење водом за ЦНЦ структурне делове. 7075, а друге легуре алуминијума високе чврстоће су веома осетљиве на старење. Складиштење природног старења значајно ће променити накнадне резултате вештачког старења, тако да се материјал који долази не може насумично складиштити пре термичке обраде.
3.5 Ефекат одложеног старења (тачка ризика процеса)
Одложено старење након гашења: Ако је интервал између гашења и старења у пећи предуг, формирају се обилне ГП зоне током природног старења на собној температури и потискују преципитацију ''фазе у накнадном вештачком старењу, тако да коначна чврстоћа не испуњава захтеве за извлачење. Ово је најчешћи скривени недостатак квалитета у постројењима за топлотну обраду и ЦНЦ радионицама. Неквалификовано узорковање затезне чврстоће и тврдоће у извозним поруџбинама је углавном узроковано овим разлогом.
4. Решења за контролу старења за ЦНЦ машинску индустрију (практичан процес)
Контрола улазног материјала: Складиштите материјале према Т темпераменту и забележите датум гашења и трајање складиштења. Изаберите Т651 профиле за растерећење напрезања првенствено за високо прецизне делове.
Уградите старење у ток процеса: Стандардна процедура за високо прецизне делове: Екструзија и термичка обрада раствором → Фабричко старење → Груба обрада → Старење при смањењу напрезања на ниској температури / Чување на собној температури 24–72 х → Полузавршна обрада → Завршна обрада.
Одговарајући процес обраде: Користите оштре карбидне или ПЦД глодалице велике брзине и велике брзине за глодање за алуминијум на вршним профилима; смањите температуру резања за недовољно старе профиле како бисте сузбили нагомилане ивице.
Закључајте параметре старења: Одредите температуру старења и време држања према разреду легуре и дебљини пресека. Продужите време држања за профиле са дебелим зидовима да бисте избегли недоследно старење од површине до језгра.
Инспекција готовог производа: Провера димензија се не може извршити само на машини за прецизне делове. Поново тестирајте након складиштења како би се потврдила дугорочна стабилност димензија.
5. Резиме
Ефекат старења ЦНЦ обрађених алуминијумских профила је много више од једноставног каљења. То је свеобухватна промена у комбинацији са микроскопским таложењем, релаксацијом напрезања, механичким својствима, карактеристикама сечења, стабилношћу димензија, термичким и електричним перформансама. За ЦНЦ процесоре алуминијумских профила, произвођаче екструзије по мери и спољнотрговинска ОЕМ предузећа, старење делује као главни чвор који повезује екструзију, топлотну обраду, ЦНЦ глодање и површинску обраду. Многи кварови као што су лоша прецизност, недовољна чврстоћа, разлика у боји елоксирања и деформација након производње су у суштини узроковани неправилном контролом старења. Рационално коришћење ефеката старења и усклађивање ЦНЦ процеса може да оствари стабилну испоруку хладњака, индустријских кућишта, структурних конзола и декоративних профила.
