Алюминий АК4

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 22 Августа 2024

Содержание:

• Производственные технологии и методы обработки АК4
• Производственные технологии и методы обработки АК4

Особенности штамповки изделий и полуфабрикатов из сплавов АК4 и аналогичных материалов:при работе с алюминиевыми сплавами, такими как АК4, необходимо учитывать несколько важных факторов.

1. На поверхности исходного материала не допускается наличие любых дефектов, включая мелкие трещины, пленки, вмятины и пузыри. Все дефекты на поверхности должны быть устранены перед началом процесса штамповки.

2. Во время штамповки алюминиевых сплавов необходимо строго контролировать температурные режимы и время нагрева заготовок, поддерживать их при заданной температуре, а также соблюдать интервалы температур для штамповки. Особое внимание следует уделить температуре при нагреве заготовок из малопластичных сплавов, которые подвержены перегреву. Перед началом процесса штампы обязательно должны быть нагреты до 250—300°C; использование холодных или недостаточно прогретых штампов затрудняет заполнение их полости металлом и приводит к образованию трещин на заготовках.

3. Скорость и степень деформации следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить заданные механические свойства штампованной заготовки.

4. При формовке с использованием молота рекомендуется сначала проводить деформацию легкими ударами, при этом изменение формы за один удар должно составлять не менее 5—8% для пластичных сплавов и 3—5% для малопластичных сплавов. Деформация менее 2% за удар приводит к изменению только поверхностных слоев заготовки.

Штамповка сплавов АМг5, АМг6, АК4, АК6, АК8, В95, особенно сложных форм, для избежания поверхностных дефектов осуществляется в два и более этапов.

5. Меньшее заполнение формы штампа при осадке и большее при выдавливании объясняется тем, что осадка вызывает появление дополнительных растягивающих напряжений, которые значительно меньше при выдавливании, так как деформация при выдавливании происходит при более высоких сжимающих напряжениях.

6. При выполнении штамповки обязательно использование смазок. Наиболее распространенной является смесь машинного масла по стандарту ГОСТ 17073—51 (60%) и графита по стандарту ОСТ 10555-40 (40%). Эта смазка приводит к образованию на изделиях нагара, который затруднительно удалить путем травления. Для особо ответственных штамповок применяют животные жиры и пчелиный воск. Смазка наносится на штамп тонким слоем перед укладкой заготовки.

7. Гравировка в штампах должна иметь плавные переходы и полированную поверхность.

8. Штамповки из алюминиевых сплавов, как правило, выполняют в одноручьевых штампах. Многоручьевую штамповку за один нагрев не применяют. Это обусловлено тем, что после каждой промежуточной операции проводится зачистка наружных дефектов, исключающая возможность выполнения последовательной штамповки за один нагрев.

9. Заготовительные ручьи используются в ограниченных случаях; подкатные ручьи вообще не применяются, а протяжной ручей применяется лишь при определенных уровнях и скоростях деформации с последующей зачисткой дефектов после протягивания. Протяжку заготовок рекомендуют выделять в отдельную операцию и выполнять ее на плоских бойках.

Методы повышения точности штамповок из сплавов АК4 и аналогичных.

Оценка кузнечных полуфабрикатов осуществляется по нескольким критериям точности. Различают точность размеров штамповок, которая определяется полем допусков и степенью приближения штамповки к форме готового изделия, что определяется величиной фактических припусков. Фактический припуск включает размеры дефектного слоя металла и необходим для компенсации различных видов погрешностей, возникающих в процессе штамповки.

Известно также понятие о точности создания штамповок. Эта точность выше, когда размеры штамповки меньше отклоняются. Таким образом, точность процесса объединяет оба упомянутых выше аспекта точности.

Высокая точность размеров штамповок снижает потери металла на стружку, однако наилучшим образом потери металла определяются точностью процесса изготовления штамповок.

Производственные погрешности представляют собой случайные факторы, которые зависят от конкретных условий производства и могут быть точно определены с помощью теории вероятности.

В контексте кузнечно-штамповочного производства производственными погрешностями являются фактические отклонения от нормальных параметров создаваемых штамповок:

погрешности, вызванные оборудованием, вследствие его упругих деформаций и износа отдельных узлов;

искажения, вызываемые изменениями температуры инструмента, заготовки и оборудования;

неточности при изготовлении инструмента и его износе; неоднородность штампованного материала; ошибки рабочего при установке штампа. Большая часть этих факторов имеет случайный характер, особенно в условиях крупносерийного производства.

Для повышения точности штамповки следует:

увеличить жесткость используемых машин и инструментов;

создать оптимальные термомеханические режимы при деформировании;

повысить точность изготовления инструмента. На рисунке 198 показан лонжерон стандартного и точного исполнения. Можно видеть, что наличие необрабатываемых поверхностей, заложенных при проектировании детали, значительно уменьшает необходимую механическую обработку. На практике точность штамповки оценивается следующими параметрами:

коэффициент весовой точности (КВТ), который рассчитывается как отношение массы готового изделия к массе штамповки.

Производственные технологии и методы обработки АК4

Основные производственные процессы для АК4 включают литье, ковку и прокатку. Литье позволяет создавать заготовки сложной формы с высокой точностью, что особенно полезно для производства авиационных деталей и других критически важных компонентов. Метод ковки используется для повышения прочности и плотности материала, улучшения его механических свойств. Прокатка применяется для получения листов и полос, которые могут быть использованы в различных отраслях, включая строительство и автомобилестроение.

Следующим важным этапом является термическая обработка, которая включает закалку, старение и отжиг. Закалка АК4 проводится для увеличения его твердости и прочности. Процесс старения способствует повышению прочностных характеристик за счет образования мелких выделений фаз, укрепляющих матрицу. Отжиг используется для снятия внутренних напряжений и улучшения пластичности сплава, что облегчает его дальнейшую обработку.

Механическая обработка АК4 включает токарную, фрезерную и сверлильную работы. Эти методы позволяют получать изделия точных размеров и геометрии. Особенно важным является контроль за режущими режимами, так как алюминиевые сплавы склонны к образованию заусенцев и задирок. Важно также использование охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева и улучшения качества поверхности.

Сварка АК4 является достаточно сложным процессом из-за его высокой теплопроводности и склонности к образованию трещин. Для успешной сварки используются методы TIG и MIG, а также специализированные сварочные проволоки и флюсы. Важно поддержание чистоты сварочной зоны и использование подходящих режимов для предотвращения дефектов.

Контроль качества изделий из АК4 включает разнообразные методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковая, рентгенографическая и визуальная инспекции. Эти методы позволяют выявлять дефекты на ранних стадиях и обеспечивать надежность и безопасность конечной продукции.

Производственные технологии и методы обработки АК4 продолжают совершенствоваться, что открывает новые возможности для применения этого уникального сплава в различных отраслях промышленности.

Производственные технологии и методы обработки АК4

АК4, как один из специализированных алюминиевых сплавов, требует особого подхода при производстве и обработке. Производственные технологии направлены на обеспечение высокого качества конечного продукта, что включает несколько ключевых этапов.

Первоначально осуществляется плавка алюминия и легирующих элементов, чтобы добиться необходимого химического состава. Важными легирующими элементами являются медь, магний, марганец и цинк. Полученная смесь подвергается тщательному перемешиванию, чтобы обеспечить однородность.

• Плавка и литье.
  • Использование индукционных печей для равномерного прогрева материала.
  • Контроль состава путем спектрального анализа.
  • Формовка слитков для дальнейшей обработки.
• Гомогенизация.
  • Термическая обработка для устранения внутренней напряженности.
  • Оптимизация микроструктуры путем медленного охлаждения.
• Прокатка и ковка.
  • Горячая и холодная прокатка для достижения требуемых механических свойств.
  • Ковка для создания изделий сложной формы с повышенной прочностью.

После проведения основных производственных процессов, наступает этап термической обработки. АК4 подвергается процедурам закалки и старения, которые позволяют значительно улучшить его механические и эксплуатационные характеристики.

• Закалка.
  • Быстрое охлаждение до комнатной температуры.
  • Увеличение твердости и прочности материала.
• Старение.
  • Длительная выдержка при повышенных температурах.
  • Увеличение показателей прочности за счет структурных изменений.

Дополнительное значение имеет механическая обработка после термической обработки. Она включает сверление, точение, фрезерование и шлифование, что позволяет добиваться высоких точностей и гладкости поверхностей.