Billet vs Cast vs Aluminium: Ni tofauti gani

Aluminium ni nyenzo nyingi muhimu katika viwanda kama anga, magari, na utengenezaji. Lakini sio alumini yote iliyoundwa sawa. Je! Unapaswa kuchagua billet, kutupwa, au alumini ya kughushi kwa mradi wako unaofuata? Kuelewa tofauti kunaweza kuathiri sana utendaji, gharama, na uimara.

Katika chapisho hili, tutavunja nguvu na udhaifu wa kila aina ya alumini. Utajifunza jinsi billet, kutupwa, na aluminium ya kughushi inatofautiana katika nguvu, machinity, na matumizi bora.

Aloi za aluminium

Aloi za alumini huundwa wakati aluminium imejumuishwa na metali zingine au vitu. Utaratibu huu huongeza mali ya asili ya alumini, na kuifanya iwe sawa kwa matumizi anuwai. Kuongeza husaidia kuboresha nguvu zake, upinzani wa kutu, na machinity.

Ni nini hufanya aloi za aluminium kuwa maalum?

Aluminium safi hutoa upinzani bora wa kutu na mali nyepesi. Walakini, inakosa nguvu inayohitajika kwa matumizi ya mahitaji. Kuongeza vitu maalum huunda aloi zilizo na sifa bora:

• Nguvu iliyoimarishwa ya mitambo inayofaa kwa vifaa vya anga na sehemu za muundo wa magari

• Uboreshaji wa machined muhimu kwa utengenezaji wa usahihi na mahitaji tata ya muundo

• Upinzani bora wa joto muhimu kwa matumizi ya joto la juu na usindikaji wa mafuta

• Kuongezeka kwa uimara muhimu kwa utendaji wa muda mrefu katika mazingira magumu

Vitu muhimu vya kujumuisha na athari zao

Vitu tofauti vinachangia mali ya kipekee kwa aloi za aluminium: faida ya

msingi	faida	ya matumizi ya kawaida
Shaba	Huongeza nguvu na ugumu	Vipengele vya ndege, sehemu za magari
Magnesiamu	Inaboresha upinzani wa kutu na kulehemu	Vifaa vya baharini, vyombo vya shinikizo
Silicon	Huongeza mali ya kutupwa na hupunguza kiwango cha kuyeyuka	Castings tata, pistoni za magari
Zinki	Huongeza nguvu na upinzani wa mafadhaiko	Miundo ya anga, vifaa vya mafadhaiko ya juu

Mfululizo tofauti wa aloi za aluminium na tabia zao

Alloys za aluminium zimewekwa katika safu kulingana na kitu cha msingi cha aloi. Kila safu hutoa mali tofauti:

• Mfululizo 1000 : Inaundwa na alumini safi, inayotoa upinzani bora wa kutu lakini nguvu ya chini.

• Mfululizo wa 2000 : Copper ndio sehemu kuu ya kujumuisha, kutoa nguvu ya juu lakini iliyopunguzwa upinzani wa kutu.

• Mfululizo wa 3000 : Manganese ndio kitu cha msingi cha kujumuisha, kinachotoa nguvu ya wastani na uwezo mzuri wa kufanya kazi.

• Mfululizo wa 5000 : Magnesiamu ndio kitu kuu cha kujumuisha, kuongeza nguvu na upinzani wa kutu, mara nyingi hutumika katika matumizi ya baharini.

• Mfululizo 6000 : Mfululizo wa anuwai unachanganya magnesiamu na silicon kwa nguvu nzuri, machinity, na weldability.

• Mfululizo wa 7000 : Zinc ndio kitu cha msingi cha kujumuisha, kutoa nguvu ya juu zaidi, mara nyingi hutumika katika anga.

Je! Ni aina gani tatu za utengenezaji wa aluminium?

Aluminium inaweza kuzalishwa kwa kutumia njia kuu tatu: kutupwa, billeting, na kuunda. Kila mchakato wa utengenezaji hutoa nguvu na sifa za kipekee, na kuifanya kuwa muhimu kuchagua aina sahihi ya programu maalum. Hapa kuna kuvunjika kwa michakato mitatu:

Aluminium ya kutupwa ilielezea

Aluminium ya kutupwa huibuka kutoka kwa chuma kilichoyeyushwa kilichomwagika ndani ya ukungu zilizofafanuliwa. Utaratibu huu wa kuwezesha huwezesha maumbo tata kupitia uimarishaji uliodhibitiwa.

Hatua za utengenezaji

1. Inapokanzwa A380 alumini aloi zaidi ya kiwango chake cha kuyeyuka (1,100 ° F)

2. Kumwaga chuma kilichochomwa ndani ya vifaru vya ukungu vilivyoandaliwa

3. Kuruhusu chuma baridi na kuimarisha chini ya hali iliyodhibitiwa

4. Kuondoa sehemu za kutupwa kwa shughuli za kumaliza za mwisho

Uundaji wa A380 na

ya	mali	ya mali	mali ya mali
Aluminium	80.3-89.5%	Nguvu tensile	47,000 psi
Silicon	7.5-9.5%	Nguvu ya mavuno	23,100 psi
Shaba	3.0-4.0%	Ugumu (Brinell)	80
Zinki	Hadi 3.0%	Nguvu ya shear	26,800 psi

Maombi ya msingi

• Vipengele vya magari vinahitaji jiometri ngumu za ndani na uzalishaji wa gharama nafuu

• Bidhaa za watumiaji hufaidika na utengenezaji wa haraka na kubadilika kwa muundo

• Sehemu za vifaa vya viwandani zinahitaji uzalishaji wa kiuchumi kwa idadi kubwa

Misingi ya Aluminium ya Billet

Billet aluminium huanza kama hisa thabiti ya chuma iliyowekwa ndani ya vifaa sahihi. Michakato ya CNC hubadilisha malighafi kuwa sehemu za kumaliza.

6061-T6 Mali

sehemu	ya kiwango	cha tabia	ya
Aluminium	95.8-98.6%	Nguvu tensile	45,000 psi
Magnesiamu	0.8-1.2%	Nguvu ya mavuno	40,000 psi
Silicon	0.4-0.8%	Ugumu (Brinell)	95
Shaba	0.15-0.4%	Nguvu ya shear	30,000 psi

Mchakato wa utengenezaji

1. Kuongeza alumini kuwa maumbo sanifu

2. Machining ya CNC huondoa nyenzo kuunda jiometri ya mwisho

3. Kutibu joto ili kufikia maelezo ya hasira ya T6

4. Kumaliza uso kwa kuonekana na kinga

Maombi ya kawaida

• Vipengele vya anga vinahitaji usahihi wa hali ya juu na mali thabiti ya nyenzo

• Vifaa vya baharini vinahitaji upinzani bora wa kutu na nguvu

• Vyombo vya usahihi vinahitaji uvumilivu halisi na ubora wa kumaliza uso

Muhtasari wa Aluminium

Aluminium ya kughushi hupitia shinikizo kubwa. Utaratibu huu unalinganisha muundo wa nafaka wa ndani kwa nguvu ya juu.

7075-T6 Utunzaji wa

thamani	mali	ya mali	ya
Aluminium	87.1-91.4%	Nguvu tensile	83,000 psi
Zinki	5.1-6.1%	Nguvu ya mavuno	73,000 psi
Magnesiamu	2.1-2.9%	Ugumu (Brinell)	150
Shaba	1.2-2.0%	Nguvu ya shear	48,000 psi

Maelezo ya utengenezaji

1. Inapokanzwa billets za aluminium kwa joto bora la kutengeneza

2. Kutumia shinikizo iliyodhibitiwa kupitia kufa maalum

3. Kuchagiza chuma wakati wa kudumisha udhibiti sahihi wa joto

4. Kutibu joto ili kuongeza mali ya mitambo

Maombi muhimu

• Vipengele vya miundo ya ndege vinahitaji nguvu ya juu na upinzani wa uchovu

• Sehemu za mashine nzito zinahitaji upinzani mkubwa wa athari na uimara

• Vipengele vya gari-mkazo vya juu vinahitaji utendaji wa kuaminika chini ya mzigo

Kila njia ya utengenezaji hutoa faida za kipekee. Uteuzi unategemea mahitaji maalum ya maombi, vikwazo vya bajeti, na mahitaji ya utendaji.

Ulinganisho kamili: Billet vs Cast vs Forged Aluminium

Tabia ya	Billet Aluminium	Cast Aluminium	kughushi aluminium
Mali ya nyenzo
Nguvu tensile	45,000 psi	47,000 psi	83,000 psi
Nguvu ya mavuno	40,000 psi	23,100 psi	73,000 psi
Nguvu ya shear	30,000 psi	26,800 psi	48,000 psi
Ugumu (Brinell)	95	80	150
Viwanda
Mchakato	CNC imetengenezwa kutoka kwa hisa thabiti	Metali iliyoyeyuka iliyomwagika ndani ya ukungu	Iliyokandamizwa chini ya shinikizo kubwa
Taka za nyenzo	Taka za juu kutoka kwa machining	Taka ndogo	Taka wastani
Kasi ya uzalishaji	Polepole	Haraka zaidi	Wastani
Ugumu wa kubuni	Usahihi wa juu iwezekanavyo	Maumbo magumu zaidi inawezekana	Mdogo kwa kughushi kufa
Utendaji
Muundo wa nafaka	Sare, thabiti	Inaweza kuwa na uelekezaji	Iliyowekwa, mnene
Kasoro za ndani	Ndogo	Uwezekano mkubwa	Uwezekano mdogo
Upinzani wa athari	Nzuri	Chini kabisa	Ya juu zaidi
Upinzani wa uchovu	Nzuri	Wastani	Bora
Mambo ya vitendo
Gharama	Juu	Chini kabisa	Ya juu zaidi
Mashine	Bora	Nzuri	Ngumu zaidi
Kumaliza uso	Bora	Inahitaji kumaliza zaidi	Nzuri
Uzalishaji wa kiasi	Chini hadi kati	Juu	Chini hadi kati
Maombi bora
Matumizi ya msingi	Vipengele vya usahihi, vifaa vya baharini	Maumbo tata, sehemu za kiwango cha juu	Vipengele vya dhiki ya juu
Viwanda	Anga, baharini	Magari, bidhaa za watumiaji	Ndege, mashine nzito
Aina za sehemu	Sehemu za kawaida, vyombo vya usahihi	Vitalu vya injini, nyumba ngumu	Vipengele vya miundo

*Kumbuka: maadili na sifa zinaweza kutofautiana kulingana na aloi maalum na michakato ya utengenezaji inayotumika.

Mchakato wa utengenezaji kupiga mbizi kwa kina

Viwanda vya aluminium vinajumuisha michakato tofauti, kila moja inayotoa faida za kipekee kulingana na nguvu, usahihi, na gharama. Hapa kuna kuangalia kwa undani michakato ya utengenezaji ya kutupwa, billet, na aluminium ya kughushi.

Mchakato wa kutupwa

Kutupa ni njia inayotumiwa sana ambayo inajumuisha kumwaga aluminium kuyeyuka ndani ya ukungu kuunda maumbo tata.

Hatua za kina za kutupwa

1. Kuyeyusha alumini : Aluminium hutiwa moto kwenye tanuru hadi ikayeyushwa.

2. Kumimina ndani ya mold : alumini ya kioevu hutiwa ndani ya ukungu iliyoundwa kabla, ambayo huamua sura ya bidhaa ya mwisho.

3. Baridi na uimarishaji : Metal inapoa na inaimarisha, ikichukua fomu ya ukungu.

4. Kumaliza : Kutupwa kwa dhabiti huondolewa kutoka kwa ukungu na kisha kusambazwa au kuchafuliwa ili kufanikisha kumaliza taka.

Vifaa vinahitajika

• Samani za kuyeyuka alumini.

• Ukungu zilizotengenezwa kwa mchanga, chuma, au vifaa vingine.

• Kumaliza zana kama Sanders na Grinders kwa polishing ya uso.

Hatua za kudhibiti ubora

• Ukaguzi wa Porosity : Gundua mifuko ya gesi ndani ya utaftaji.

• Ukaguzi wa Vipimo : Hakikisha sehemu inalingana na maelezo ya ukungu.

• Vipimo vya X-ray : Inatumika kwa vifaa muhimu kuangalia kasoro za ndani.

Viwanda vya billet

Billet aluminium inazalishwa kwa extruding au rolling aluminium ndani ya vizuizi vikali, ikifuatiwa na CNC machining kufikia usahihi wa hali ya juu.

Mchakato wa Machining wa CNC

1. Kuongeza vizuizi vya aluminium : Aluminium imechomwa na kutolewa kwa fomu ngumu za billet.

2. Machining : Mashine za CNC hutumiwa kuchimba billet kuwa maumbo sahihi na vipimo.

3. Kumaliza : Usindikaji mdogo wa baada ya inahitajika kwa sababu ya usahihi wa machining ya CNC.

Mahitaji ya zana

• Mashine za CNC : Kwa kukata kwa usahihi na kuchagiza.

• Ubora hufa : Ili kuhakikisha extrusion ya sare.

• Vyombo vya kukata : maalum kwa kufanya kazi na aloi za alumini, kuhakikisha kumaliza laini.

Mawazo ya usahihi

• Billet alumini inaruhusu uvumilivu mkali , na kuifanya iwe bora kwa sehemu za utendaji wa juu.

• Muundo wa nafaka uliopo : Hupunguza nafasi ya dosari za ndani, kuhakikisha uadilifu wa muundo.

Mbinu za kuunda

Kuunda alumini ni pamoja na kuchagiza aluminium kupitia matumizi ya shinikizo kubwa.

Njia za kuunda

• Kufungua-kufa : inajumuisha kuchagiza alumini kati ya kufa gorofa, inayofaa kwa sehemu kubwa.

• Kufungiwa-kufa : Matumizi ya umbo la kufa ili kushinikiza chuma katika fomu maalum, kuhakikisha usahihi.

• Bonyeza Kuunda : Polepole inatumika shinikizo, bora kwa sehemu kubwa za alumini.

Mahitaji ya vifaa

• Mashine ya Kuunda : Uwezo wa kutoa shinikizo kubwa kwenye alumini.

• Vyanzo vya joto : Kuleta aluminium kwa joto linalotaka la kughushi.

• Precision hufa : Ili kuunda chuma kulingana na maelezo yanayotakiwa.

Uhakikisho wa Ubora

• Vipimo vya upatanishi wa nafaka : Hakikisha muundo wa ndani wa chuma ni thabiti.

• Upimaji wa Ultrasonic : Inatumika kugundua dosari yoyote ya ndani au voids ndani ya sehemu za kughushi.

• Vipimo vya Nguvu ya Nguvu : Hakikisha kuwa bidhaa ya mwisho inakidhi viwango vya nguvu vinavyohitajika.

Mchakato wa	Hatua za	Ubora	Udhibiti wa
Kutupa	Kuyeyuka, kumimina ndani ya ukungu, baridi, kumaliza	Samani, ukungu, zana za kumaliza	Ukaguzi wa porosity, ukaguzi wa mwelekeo
Billet	Extrusion, CNC machining, kumaliza	Mashine za CNC, hufa, zana za kukata	Uvumilivu mkali, ukaguzi wa muundo wa nafaka
Kuugua	Inapokanzwa, bonyeza kughushi, upatanishi wa nafaka	Kufanya vyombo vya habari, vyanzo vya joto, hufa	Vipimo vya upatanishi wa nafaka, nguvu tensile

Kwa kuelewa mchakato wa utengenezaji kwa undani, unaweza kuchagua vyema aina ya aluminium inayofaa kwa programu maalum, kuhakikisha utendaji mzuri na ufanisi wa gharama.

Mambo ya kuzingatia wakati wa kuchagua aina ya alumini

Chagua aina sahihi ya alumini inahitaji tathmini ya uangalifu ya mambo kadhaa. Kila njia ya utengenezaji hutoa faida tofauti kwa matumizi maalum. Wacha tuchunguze maanani muhimu kwa kufanya maamuzi sahihi.

Nguvu na mahitaji ya uimara

Nguvu kulinganisha

aina	tensile nguvu	mavuno nguvu	matumizi
Kughushi	83,000 psi	73,000 psi	Inafaa kwa vifaa muhimu vya kimuundo
Billet	45,000 psi	40,000 psi	Inafaa kwa vifaa vya usahihi
Kutupwa	47,000 psi	23,100 psi	Ya kutosha kwa matumizi ya jumla

Sababu za utendaji

• Aluminium ya kughushi hutoa upinzani mkubwa wa uchovu kwa matumizi ya mzunguko wa juu

• Muundo wa ndani wa nafaka huongeza uadilifu wa muundo wa jumla

• Upinzani wa athari unakuwa muhimu katika hali za upakiaji zenye nguvu

• Sababu za mkazo wa mazingira zinaathiri utendaji wa nyenzo wa muda mrefu

Chaguzi za usahihi na ubinafsishaji

Design kubadilika matrix

njia	ya usahihi kiwango cha kubuni	ugumu	wa uso kumaliza
Billet	Ya juu zaidi	Wastani	Bora
Kutupwa	Wastani	Ya juu zaidi	Nzuri
Kughushi	Nzuri	Mdogo	Nzuri sana

Mawazo muhimu ya kubuni

• Machining ya billet huwezesha uvumilivu mkali kwa vifaa vya usahihi-muhimu

• Jiometri ngumu za ndani zinapendelea michakato ya kutupwa kwa miundo ngumu

• Mahitaji ya kumaliza uso yanaweza kuamuru hatua za ziada za usindikaji

• Uimara wa mwelekeo huathiri utendaji wa sehemu ya muda mrefu

Uchambuzi wa ufanisi wa gharama

athari ya kiwango cha athari

Kiwango cha	ya kiwango cha gharama nafuu	kwa kila kitengo
Kiasi cha chini	Billet	Ya juu zaidi
Kiasi cha kati	Kughushi	Wastani
Kiasi cha juu	Kutupwa	Chini kabisa

Sababu za kiuchumi

• Gharama za kwanza za zana zinaathiri sana uzalishaji mdogo

• Takataka za nyenzo huathiri gharama za utengenezaji wa jumla

• Usindikaji wa wakati unashawishi ufanisi wa ratiba ya uzalishaji

• Mahitaji ya uwekezaji wa vifaa yanatofautiana na njia ya utengenezaji

Kuzingatia uzito

Wiani kulinganisha

aina ya	vifaa vya athari	ya athari	ya athari ya athari
Billet	Kiwango	30-60% nzito	Inahitaji mikakati ya kupunguza nyenzo
Kutupwa	Chini kabisa	Bora	Inawasha miundo yenye ufanisi
Kughushi	Ya juu zaidi	Inatofautiana	Inaruhusu optimization ya nguvu hadi uzito

Mikakati ya kuongeza uzito

• Uwekaji wa nyenzo za kimkakati hupunguza uzito wa sehemu

• Ubunifu wa muundo wa ndani huongeza nguvu wakati unapunguza misa

• Unene wa unene wa ukuta nguvu na mahitaji ya uzito

• Fursa za ujumuishaji wa sehemu hupunguza uzito wa mkutano

Mfumo wa kufanya maamuzi

Fikiria vidokezo hivi muhimu wakati wa kuchagua aina ya aluminium:

1. Tathmini viwango vya dhiki ya kiutendaji vinavyohitaji sifa maalum za nguvu

2. Kuhesabu idadi ya uzalishaji kuamua ufanisi wa njia ya utengenezaji

3. Chambua mahitaji ya usahihi yanayoathiri uteuzi wa mchakato wa utengenezaji

4. Mizani ya vizuizi vya uzito dhidi ya mahitaji ya utendaji

5. Fikiria mambo ya mazingira yanayoathiri maisha marefu

Tathmini hii kamili inahakikisha uteuzi bora wa nyenzo kwa matumizi maalum.

Muhtasari

Kwa kumalizia, wakati wa kuchagua kati ya billet, cast, na aluminium, kuelewa nguvu na mapungufu ya kila ni muhimu. Billet aluminium hutoa machinibility bora na usahihi, na kuifanya kuwa bora kwa miundo ya kina. Aluminium ya kutupwa ni ya gharama zaidi kwa uzalishaji mkubwa lakini ina nguvu ya chini. Aluminium ya kughushi hutoa nguvu bora na uimara, na kuifanya kuwa kamili kwa matumizi ya dhiki ya juu.

Chagua aina sahihi ya alumini inategemea mahitaji ya mradi -ikiwa unapeana usahihi, gharama, au nguvu. Kusawazisha mambo haya inahakikisha kwamba aluminium iliyochaguliwa inakidhi malengo ya utendaji na bajeti.

Vyanzo vya kumbukumbu

Aluminium

Aluminium aloi