Co to jest aluminium 6061?
6061 to utwardzalny-wydzieleniowo stop aluminium, którego głównymi pierwiastkami stopowymi są magnez i krzem. Typowy zakres składu obejmuje 0,40-0,80% krzemu, 0,80-1,20% magnezu, 0,15–0,40% miedzi i 0,04–0,35% chromu, z niewielkimi limitami żelaza, manganu, cynku i tytanu oraz resztę aluminium. Ta kombinacja daje stop o średniej wytrzymałości z doskonałą odpornością na korozję, dobrą spawalnością, silną reakcją na anodowanie i bardzo spójnym zachowaniem podczas obróbki, dlatego 6061 jest jednym z najczęściej polecanych stopów do elementów konstrukcyjnych, mechanicznych i precyzyjnie obrabianych. Typowe gatunki obejmują O, H112, T5, T6 i T651, przy czym T6 i T651 dominują w zastosowaniach inżynieryjnych.
Czy można zgiąć aluminium 6061?
Odpowiedź brzmi: tak, ale temperament decyduje o tym, jak łatwo i jak bezpiecznie można uformować stop. W całkowicie wyżarzonym stanie O, 6061 jest miękki, plastyczny i łatwy do zginania, stemplowania lub głębokiego-tłoczenia. W-obrobionym cieplnie stanie T6 stop jest mocny i twardy, ale ma ograniczoną plastyczność, dlatego zginanie pod kątem bliskim lub większym niż 90 stopni często powoduje marszczenie po wewnętrznej stronie zgięcia i pękanie na zewnętrznym promieniu. Dlatego też wytwórcy powinni traktować półprodukt T6 jako materiał-o wysokiej wytrzymałości, który wymaga zaplanowanej strategii formowania, a nie-zmniejszania ilości materiału do zginania.
Dlaczego 6061-T6 pęka podczas zginania
Obróbka cieplna podnosi wytrzymałość 6061 poprzez wytrącanie drobnych faz magnezu-krzemu, które ograniczają ruch dyslokacji. Ten sam mechanizm, który sprawia, że T6 jest wytrzymały, ogranicza również odkształcenie plastyczne, jakie może tolerować zewnętrzne włókno zagięcia. Wartości referencyjne podane w odniesieniu do ASTM B209 dla arkuszy i płyt 6061-T6 zazwyczaj podają minimalną wytrzymałość na rozciąganie wynoszącą około 290 MPa, minimalną granicę plastyczności około 240 MPa i wydłużenie w zakresie 8-10%. Przy ograniczonym wydłużeniu ostry promień stempla powoduje wykroczenie linii zgięcia poza granicę formowania i materiał pęka. Standardowym rozwiązaniem przemysłowym jest uformowanie stopu w bardziej miękki stan i późniejsze przywrócenie wytrzymałości.
Zalecany proces gięcia 6061-T6
Gdy element wymaga zarówno wysokiej wytrzymałości końcowej, jak i ciasnego zgięcia, konwencjonalna sekwencja jest następująca: najpierw przytnij arkusz lub płytę do odpowiedniego rozmiaru; następnie wyżarzaj części do stanu O, aby przywrócić plastyczność; trzeci wykonać operacje gięcia, tłoczenia lub formowania; po czwarte-ponowne rozwiązanie i sztuczne starzenie w celu przywrócenia stanu T6; a piąty stosuje końcowe prostowanie, obróbkę i wykańczanie powierzchni. Ta metoda ponownego-wygrzewania-formy poprzez wyżarzanie skutecznie eliminuje pękanie podczas formowania, chociaż wydłuża proces i wymaga-obróbki cieplnej, dlatego najlepiej nadaje się do produkcji seryjnej lub krytycznych części konstrukcyjnych. W przypadku delikatnych zagięć, gdzie akceptowalna jest powierzchnia kosmetyczna, niektóre warsztaty formują materiał T6 bezpośrednio, korzystając z dużych promieni, smarowania i próbek próbnych.
Praktyczne wskazówki dotyczące gięcia arkuszy i płyt 6061
Podczas gięcia w stanie T6 należy zastosować promień stempla co najmniej równy grubości materiału, a najlepiej większy, ponieważ ryzyko pęknięcia szybko rośnie w miarę zwiększania się promienia. Wyginaj się w poprzek kierunku walcowania, a nie wzdłuż niego, ponieważ struktura ziaren walcowanego arkusza powoduje, że-zagięcia wzdłuż włókien są bardziej podatne na pękanie. Nałóż smar do-formowania aluminium, aby zmniejszyć tarcie i zbieranie powierzchni-, a następnie mocno zaciśnij część, aby uniknąć przesunięć narzędzi związanych ze sprężynowaniem-. W przypadku powtarzających się serii produkcyjnych należy wygiąć próbki testowe przed wykonaniem końcowego oprzyrządowania. Jeżeli nie da się uniknąć bardzo ostrej linii zgięcia, należy przejść na bardziej plastyczny stan i postarzać go później lub rozważyć zastosowanie stopu 3xxx lub 5xxx, jeśli pozwala na to konstrukcja.
Często zadawane pytania
Czy aluminium 6061 można łatwo wygiąć?
Tak, w stanie O lub wyżarzonym 6061 łatwo się wygina i można go nawet-ciągnąć głęboko. W stanie T6 zginanie jest znacznie trudniejsze, a małe promienie często powodują pęknięcia.
Jaki jest minimalny promień zgięcia dla 6061-T6?
Zgodnie z ogólnymi wytycznymi warsztatowymi promień od 1,5 do 2 razy większy od grubości materiału jest znacznie bezpieczniejszy dla T6 niż ostra matryca pod kątem 90 stopni. Dokładny limit zależy od grubości, oprzyrządowania i orientacji ziaren, dlatego zaleca się próbki próbne.
Czy zginanie 6061-T6 zmniejsza jego wytrzymałość?
Gięcie na zimno nie powoduje utraty wytrzymałości T6 z części, ale wszelkie nagrzewanie powyżej temperatury starzenia, na przykład podczas formowania na gorąco, powoduje nadmierne-starzenie się stopu i obniżenie jego wytrzymałości, dlatego po formowaniu na gorąco konieczna jest ponowna-obróbka cieplna-.
Czy powinienem wyżarzić 6061 przed zginaniem?
W przypadku zagięć i tłoczenia o małym promieniu, najbardziej niezawodnym sposobem uniknięcia pęknięć jest najpierw wyżarzanie do stanu O. Część można następnie-poddawać ponownej obróbce cieplnej w celu przywrócenia wytrzymałości T6, jeśli wymaga tego zastosowanie.
Czy 6061-T651 można zginać jak 6061-T6?
T651 to gatunek T6, który został-odprężony poprzez kontrolowane rozciąganie. Jego podatność na zginanie jest zasadniczo taka sama jak w przypadku T6, dlatego obowiązują te same promienie, orientacja i środki ostrożności dotyczące procesu.
Czy 6061 można wielokrotnie zginać bez złamania?
Wyżarzony 6061 toleruje wielokrotne zginanie znacznie lepiej niż T6, który podczas pracy-twardnieje i ostatecznie pęka już po kilku cyklach zginania. W przypadku zastosowań związanych ze zginaniem-zmęczeniowym zazwyczaj lepszym wyborem jest bardziej miękki stan lub inna seria stopów.