الألومنيوم 7075 عبارة عن سبيكة-من Al-Zn-Mg-Cu قابلة للمعالجة بالحرارة، ويتم تشكيلها بشكل روتيني، ولكن العملية تتطلب تحكمًا أكثر صرامة من درجات 6xxx الأكثر ليونة. عندما يتم عمل قطعة معدنية داخل نافذة العمل الساخنة الضيقة-، ينهار هيكل السبائك المصبوبة ويتم استبدالها بتدفق حبيبي اتجاهي، وبالتالي فإن الجزء النهائي يحمل أداء كلال أفضل بشكل ملحوظ من المكون الذي يتم تشكيله من اللوحة.
لماذا يستجيب الألومنيوم 7075 بشكل جيد للتزوير
تصل السبيكة إلى قوة عالية من خلال مزيج من الزنك بنسبة 5.1-6.1%، والمغنيسيوم بنسبة 2.1-2.9% والنحاس بنسبة 1.2-2.0%، مع الكروم بنسبة 0.18-0.28% للتحكم في بنية الحبوب وكثافة تبلغ حوالي 2.81 جم/سم3. نفس الكيمياء لا تترك نطاقًا مفيدًا للتشكيل على البارد، لذلك يجب تشكيل 7075 ساخنًا. من الناحية العملية، يتم تثبيت قطعة العمل بين 380 درجة و440 درجة تقريبًا: أقل من 350 درجة تقريبًا، يصبح تمزق السطح وتشقق الحواف أمرًا شائعًا، بينما فوق 460 درجة تقريبًا يرتفع خطر الذوبان الأولي والحبيبات الخشنة المعاد بلورتها بشكل حاد.
ولذلك يركز التحكم في العملية على أربعة متغيرات:
توحيد الفرن: يتم تسخين مخزون الحدادة في جو -متحكم فيه أو في فرن تحريضي مع الاحتفاظ بالدفعة داخل نافذة تبلغ درجة حرارتها ±10 درجة تقريبًا.
التسخين المسبق للقالب: يتم تسخين القوالب إلى ما يقرب من 250-350 درجة بحيث لا يبرد سطح قطعة العمل عند الاتصال الأول.
تصميم القالب: يتم استخدام شرائح سخية وزوايا مسودة لأن 7075 يتدفق بحرية أقل من 6061.
جدول التخفيض: يقتصر التخفيض لكل تمريرة ونسبة الحدادة الإجمالية لتجنب حدوث تشققات انفجارية داخلية.
تزوير درجات الحرارة والخطوات والتحكم في العمليات
يتم تشغيل تسلسل القالب المغلق- للتركيبات الهيكلية عادةً من خلال نشر القضبان، والتسخين المسبق إلى 400-440 درجة، وطبعة مانعة، وطبعة نهائية، وتشذيب، ثم المعالجة الحرارية. تتبع معالجة المحلول عند درجة حرارة 465-480 درجة مع نقع لفترة كافية لأخذ المراحل القابلة للذوبان في المحلول، ثم إخماد سريع بالماء أو البوليمر، يليه تمدد متحكم فيه حيث يجب تقليل الإجهاد المتبقي.
الشيخوخة تحدد المزاج النهائي. يتم إنتاج مزاج T6 عن طريق التعتيق عند حوالي 120 درجة لمدة 24 ساعة. يستخدم تسلسل زيادة العمر T73 ما يقرب من 107 درجة لمدة 6-8 ساعات تليها 163 درجة لمدة 24-30 ساعة، ويتداول حوالي 10-12% من القوة النهائية لمقاومة أفضل بكثير للتشقق الناتج عن الإجهاد. لذلك يجب اختيار درجة الحرارة من بيئة الخدمة وليس من أعلى رقم في ورقة البيانات.
المعايير والتكوين والمزاج
عادةً ما يتم طلب 7075 المزورة وفقًا لمواصفات التزوير بدلاً من معيار اللوحة أو الشريط، وهو مصدر متكرر للارتباك في مستندات الشراء.
| شكل المنتج | المواصفات النموذجية | نِطَاق |
|---|---|---|
| -المطروقات اليدوية والمطروقات المغلقة | أستم B247 | حدود الملكية الميكانيكية للمطروقات 7075-T6 و7075-T73 |
| لوحة وورقة | أستم B209 | مرجع لخصائص اللوحة المستخدمة في مقارنات الأجزاء الآلية |
| شريط وقضيب وأسلاك | أستم B211 | ينطبق على مخزون القضبان 7075-T6 و7075-T73 |
| التكوين والتسمية | إن 573-3 | مسجلة باسم EN AW-7075، الرمز الكيميائي AlZn5.5MgCu |
| تسميات المزاج | إن 515 و أستم B918 | يحدد تسميات الحرارة H وT وممارسة المعالجة الحرارية-. |
الأداء الميكانيكي للمزورة 7075
تعتبر القيم الواردة أدناه نموذجية للمواد المنتجة تجاريًا في الحالة المذكورة ويتم اقتباسها لإظهار السلوك النسبي بدلاً من استبدال المواصفات.
| حالة | قوة الشد النموذجية | قوة الخضوع النموذجية، 0.2% | استطالة نموذجية |
|---|---|---|---|
| لوحة 7075-T6 | 570 ميجا باسكال | 500 ميجا باسكال | 11% |
| لوحة 7075-T73 | 505 ميجا باسكال | 435 ميجا باسكال | 11% |
| 6061-T6 البثق، كمرجع | 310 ميجا باسكال | 276 ميجا باسكال | 12% |
يتطابق المكون المطروق في الاتجاه الطولي بشكل عام مع قيم اللوحة المذكورة أعلاه، ويتجاوزها في الاتجاه العرضي، لأن خطوط التدفق تتبع مسار الحمل بدلاً من الجري بالتوازي مع سطح مدلفن. هذا الاختلاف هو السبب الرئيسي وراء تحديد 7075 المزورة للتركيبات والوصلات والأقواس التي ترى التحميل الدوري.
التحقق من الجودة من السبائك إلى التزوير النهائي
يجمع التحقق بين عدة طرق مستقلة، ولا يتم تحرير جزء منه إلا عندما توافق جميعها:
التحليل الكيميائي بواسطة مطياف الانبعاث الضوئي للتأكد من أن حدود الزنك والمغنيسيوم والنحاس والشوائب تقع ضمن نطاق التركيب.
اختبار الشد وفقًا لمعيار ASTM E8 للحصول على القوة القصوى وقوة الخضوع والاستطالة، وعادةً ما يتم ذلك على قسيمة اختبار مزورة بشكل منفصل.
اختبار الصلابة وفقًا لمعيار ASTM E18 للتحقق السريع من اتساق استجابة الشيخوخة.
الفحص بالموجات فوق الصوتية وفقًا لمعيار ASTM B594 للانقطاعات الداخلية مثل اللفات والانفجارات والمسامية.
فحص الأبعاد للميزات الهامة، بالإضافة إلى إمكانية تتبع رقم الحرارة ومجموعة الحدادة خلال كل خطوة من خطوات العملية.
عندما يتم تصنيع الجزء بعد التشكيل، يتم تخطيط الغلاف المطروق بحيث يتبع تدفق الحبوب الكفاف النهائي ولا يتم قطع أي سطح محمل للحمل -من خلال حبيبات نهاية خط التدفق-.
التعليمات
س: هل يمكن تزوير الألومنيوم 7075؟
نعم يتم تشكيل. 7075 تجاريًا في عمليات التشكيل-القالب واليدوي-المغلقة، بشرط بقاء قطعة الشغل داخل-نافذة عمل ساخنة تصل درجة حرارتها إلى 380-440 درجة تقريبًا ويتم تسخين القالب مسبقًا. ليس لديها نطاق مفيد للتزوير على البارد.
س: ما هي درجة حرارة تزوير المستخدمة في 7075؟
عادةً ما يتم تسخين مخزون الحدادة إلى 400-440 درجة، مع معالجة نطاق العمل على أنه 380-440 درجة. تتم معالجة المحلول بعد ذلك عند درجة حرارة 465-480 درجة قبل التبريد.
س: هل 7075 مزورة أقوى من اللوحة المصنعة؟
مستويات القوة قابلة للمقارنة، لكن الجزء المطروق يُظهر عادةً عمر كلال أفضل وخصائص عرضية أفضل لأن تدفق الحبوب يتماشى مع مسار الحمل بدلاً من اتجاه التدحرج.
س: هل يجب توفير 7075 بمزاج T6 أو T73؟
اختر T6 حيث تكون القوة القصوى مطلوبة في بيئة محمية، وT73 حيث تكون مقاومة الإجهاد -التشقق الناتج عن التآكل أكثر أهمية؛ يتخلى T73 عن ما يقرب من 10-12% من القوة القصوى لهذا الأمان.
س: ما هي المعايير التي تنطبق على المطروقات 7075؟
ASTM B247 للمطروقات، ASTM B209 للألواح والصفائح، ASTM B211 للقضبان، EN 573-3 للتركيب وEN 515 لتعيين الحرارة هي المراجع المعتادة.
س: لماذا يتشقق 7075 أثناء التزوير؟
عادةً ما يعود التشقق إلى قطعة العمل الباردة، أو القالب البارد، أو جدول التخفيض القوي، أو نسبة الحدادة العالية جدًا. يؤدي تصحيح تجانس الفرن والتسخين المسبق وتقليل التمرير إلى حل معظم هذه العيوب.
