Ponuka obsahu
● Pochopenie zliatiny hliníka 7075
>> Kľúčové vlastnosti 7075 hliníka
● Proces hliníkového vytláčania
● Výhody extrúzie hliníka 7075
● Aplikácie 7075 hliníkových výtlačkov
● Spracovanie a vytláčanie asistované šmykom (tvar)
● Úloha 7075 hliníka v elektrických vozidlách (EV)
● Prekonanie výziev s extrúziou hliníka 7075
● Budúcnosť hliníkového vytláčania
● Porovnávacia analýza s ostatnými zliatinami
● Nákladová efektívnosť 7075 hliníka
● Aplikácie v priemysle
● Záver
● Často
>> 1. Aká je primárna výhoda použitia hliníka 7075?
>> 2. Ako ovplyvňuje proces extrúzie vlastnosti hliníka?
>> 3. Je 7075 hliníka odolná voči korózii?
>> 4. Môže sa zvárať 7075 hliníka?
>> 5. V ktorých odvetviach sa bežne používa hliník 7075?
● Citácie:
Hliník je jedným z najpoužívanejších materiálov v rôznych odvetviach kvôli jeho ľahkej odolnosti proti korózii a vynikajúcim mechanickým vlastnostiam. Medzi rôznymi hliníkovými zliatinami sa hliník '7075 ' vyniká svojou pozoruhodnou silou a trvanlivosťou. Tento článok sa ponorí do toho, ako '7075 Hliníkové vytláčanie “zvyšuje trvanlivosť produktu, skúma jeho vlastnosti, aplikácie a výhody oproti iných materiáloch.
Pochopenie zliatiny hliníka 7075
7075 hliník je zliatinou s vysokou pevnosťou primárne zloženou z zinku s menším množstvom horčíka, medi a ďalších prvkov. Jeho jedinečné zloženie mu dáva výnimočné mechanické vlastnosti, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť a odolnosť voči stresu.
Kľúčové vlastnosti 7075 hliníka
-Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti: 7075 hliník ponúka pomer pevnosti k hmotnosti, ktorý je výrazne vyšší ako mnoho iných zliatin hliníka a dokonca aj niektoré ocele [2]. Vďaka tomu je ideálny pre aplikácie, kde sú úspory hmotnosti kritické bez ohrozenia sily.
- Pevnosť v ťahu: pevnosť v ťahu 7075-T6 hliník môže dosiahnuť až 83 000 psi (približne 572 MPa), čím je jednou z najsilnejších zliatin hliníka k dispozícii [5].
- Odolnosť v únave: Vykazuje vynikajúcu odolnosť v únave, čo jej umožňuje odolávať cyklickým zaťaženiam bez zlyhania [5].
- Odolnosť proti korózii: Aj keď nie je tak taká odolná proti korózii ako niektoré iné zliatiny, 7075 sa môže liečiť (napr. Eloxizované), aby sa zlepšila jeho rezistencia voči korózii [2].
Proces hliníkového vytláčania
Hliníkové vytláčanie je výrobný proces, ktorý transformuje zliatinu hliníka na požadované tvary tým, že ju vynúti cez matricu. Proces zahŕňa niekoľko krokov:
1. Príprava matrice: vytlačenie sa predhrieva, aby sa zaistil optimálny prietok kovov.
2. Predhrievanie hliníkového sochoru: Schadie je zahrievané, aby bol dostatočne poddajný na vytláčanie.
3. Extrúzia: Vyhrievané sochory sa tlačí cez matku pod vysokým tlakom, aby sa vytvoril požadovaný tvar.
4. Chladenie a rezanie: Extrudovaný materiál je ochladený a nakrájaný na zadané dĺžky.
Výhody extrúzie hliníka 7075
Proces extrúzie zvyšuje vlastnosti 7075 hliníka niekoľkými spôsobmi:
- Uniformita v štruktúre: Extrúzia vedie k rovnomernejšej štruktúre zŕn v porovnaní s inými formujúcimi procesmi. Táto uniformita prispieva k zlepšeným mechanickým vlastnostiam a trvanlivosti.
- Zvýšená pevnosť: proces extrúzie zarovná štruktúru zŕn v smere toku, čo výrazne zvyšuje pevnosť extrudovaného produktu.
- všestranné tvary: Schopnosť vytvárať zložité tvary umožňuje inovatívne návrhy, ktoré môžu zlepšiť výkon produktu a znížiť hmotnosť [2].
Aplikácie 7075 hliníkových výtlačkov
Vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam sa v rôznych náročných aplikáciách používa 7075 hliníkových extrúzií:
- Aerospace komponenty: používané v lietadlách, kde sú kritické a vysoké pevnosti ľahká a vysoká pevnosť [2]. Používa sa tiež v kovaniach lietadlách a upevňovacích prvkoch [2].
- Automobilové diely: Ideálne pre vysokovýkonné vozidlá, ktoré vyžadujú odolné, ale ľahké komponenty [2]. Používa sa v komponentoch podvozku, systémoch odpruženia a komponentov motora [2].
- Športové vybavenie: Bežne sa vyskytujú v bicykloch, lezectve a ďalšie zariadenia, kde sú pevnosť a hmotnosť rozhodujúcimi faktormi.
- Námorný priemysel: Používa sa na výstavbu trupov, stožiarov a ďalších štrukturálnych komponentov [2].
- stavebný priemysel: Používa sa pri lešení, okenných rámcoch a ďalších architektonických prvkoch [2].
Spracovanie a vytláčanie asistované šmykom (tvar)
Konvenčná extrúzia 7075 hliníka je obmedzená pomalou rýchlosťou, zvyčajne okolo 2 metre za minútu [3] [6]. Toto obmedzenie je spôsobené faktormi, ako je roztrhnutie povrchu a praskanie spôsobené topením fáz s nízkym roztavením (LMP), abnormálnym rastom zŕn a problémami toku materiálu [6]. Na boj proti týmto problémom sa vyvinula nová metóda nazývaná strihové spracovanie a extrúzia (tvar) [3] [6].
Tvar ponúka niekoľko výhod oproti konvenčným extrúziám:
- Zvýšená rýchlosť extrúzie: Tvar môže dosiahnuť extrúzne rýchlosti až do 12,2 metrov za minútu, výrazne rýchlejšie ako konvenčné metódy [3] [6].
-Znížené tepelné ošetrenie: tvar eliminuje potrebu homogenizácie a predbežného ohrievania sochorov a môže tiež eliminovať tepelné ošetrenie po extrúzii [3].
- Vylepšené mechanické vlastnosti: 7075 hliníka extrudovaná pomocou tvaru vykazuje vynikajúcu výnosovú pevnosť, konečnú pevnosť v ťahu a predĺženie [3].
Zvýšená rýchlosť dosiahnutá tvarom sa pripisuje rozsiahlejšej šmykovej deformácii, čo vedie k vysokej hustote hraníc zŕn s nízkym uhlom, ktoré uľahčujú pokračujúcu deformáciu a oneskorí nástup povrchového roztrhnutia [6].
Úloha 7075 hliníka v elektrických vozidlách (EV)
Očakáva sa, že trh s elektrickým vozidlom (EV) poháňa rast v sektore vytláčania hliníka, čo si vyžaduje vysoko výkonné vývody zliatiny hliníkovej zliatiny [1]. Hliník 7075 sa môže použiť na výrobu štrukturálnych komponentov pre EV, ako sú zásobníky batérie [1]. Vďaka vysokému pomeru pevnosti k hmotnosti 7075 hliníka z neho robí ideálny materiál pre tieto aplikácie, pretože môže pomôcť znížiť celkovú hmotnosť vozidla, čím sa zlepší jeho energetická účinnosť a výkon [2].
Prekonanie výziev s extrúziou hliníka 7075
Napriek svojim výhodám predstavuje extrudovanie hliníka 7075 niekoľko výziev:
- Pomalá rýchlosť extrúzie: Ako už bolo spomenuté, 7075 hliníka je ťažké vytlačiť pri vysokých rýchlostiach z dôvodu rizika roztrhnutia a praskania povrchu [6]. Tvar je jednou z metód na riešenie tohto [3] [6].
- Vysoké náklady: Výrobné procesy pre 7075 hliníkových extrúzií môžu byť drahšie ako v prípade iných zliatin [6].
- Zvárateľnosť: 7075 hliník nie je ľahko zváraný v porovnaní s inými zliatinami, ako je 6061, kvôli jeho náchylnosti na praskanie korózie stresu [6].
Na prekonanie týchto výziev vedci a výrobcovia skúmajú nové metódy extrúzie a techniky následného spracovania. Cieľom tohto pokroku je zlepšiť extrudovateľnosť 7075 hliníka, znížiť výrobné náklady a zvýšiť jeho zvárateľnosť a odolnosť proti korózii.
Budúcnosť hliníkového vytláčania
Sektor vytláčania hliníka sa neustále vyvíja, pričom sa vyvíjajú nové a vylepšené zliatiny hliníka, aby vyhovovali požiadavkám rôznych odvetví [4]. Vzostup vysokopevnostných hliníkových zliatin, ako je 7075 a 7050, revolúcia v aplikáciách hliníkových profilov v náročných odvetviach, ako sú letectvo, vojenský a automobilový priemysel [4].
Keďže priemyselné odvetvia naďalej hľadajú inovatívne riešenia pre ľahké a zlepšovanie výkonnosti produktu, využívanie 7075 hliníkových extrúzií sa pravdepodobne bude ďalej rozširovať. Vďaka pokračujúcemu úsiliu o výskume a vývoji sa riešia výzvy spojené s extrudovaním tejto zliatiny s vysokou pevnosťou, čím sa vydláždia pôda pre jeho širšie prijatie v rôznych aplikáciách.
Porovnávacia analýza s ostatnými zliatinami
Pri porovnaní 7075 hliníka s inými populárnymi zliatinou, ako je 6061, je zrejmé, že 7075 ponúka vynikajúcu silu a trvanlivosť [5]:
| Hliník |
7075 |
hliníka 7075 |
| Pevnosť v ťahu |
Až 310 MPa |
Až 572 MPa |
| Výnosová sila |
Až 276 MPA |
Až 480 MPa |
| Únava |
Mierny |
Vysoký |
| Odpor |
Dobrý |
Mierny |
Nákladová efektívnosť 7075 hliníka
Zatiaľ čo hliník 7075 môže byť drahší ako niektoré iné materiály, jeho trvanlivosť a výkon môžu z dlhodobého hľadiska viesť k úsporám nákladov [2]. Znížená potreba údržby a výmeny spolu so zlepšenou účinnosťou môže kompenzovať počiatočnú investíciu [2]. Okrem toho dlhá životnosť výrobkov vyrobených zo 7075 hliníka prispieva k jeho celkovej nákladovej efektívnosti [2].
Aplikácie v priemysle
Letecký priemysel:
Letecký priemysel sa vo veľkej miere spolieha na 7075 hliníkových extrúzií v dôsledku kritickej potreby ľahkých a silných materiálov pri návrhu a výrobe lietadiel [2]. Komponenty, ako sú lietadlá lietadiel, štruktúry krídla a podvozok, často využívajú 7075 hliníka kvôli svojej vysokej pevnosti a odolnosti proti únave [2]. Sektor letectva vyžaduje materiály, ktoré môžu vydržať extrémne podmienky, a hliník 7075 tieto požiadavky efektívne spĺňa [2].
Automobilový priemysel:
V automobilovom sektore sa 7075 hliníka používa vo vysokovýkonných vozidlách, najmä v pretekárskych a športových automobiloch [2]. Zliatina sa používa v častiach, ako sú komponenty podvozku, zavesené systémy a komponenty motora, kde je redukcia hmotnosti rozhodujúca pre výkon [2]. Automobilový priemysel si cení 7075 pre svoju schopnosť odolávať vysokému stresu pri zachovaní ľahkého profilu [2].
Morský priemysel:
V morskom priemysle sa na výstavbu lodných trupov, stožiarov a iných štrukturálnych komponentov používa 7075 hliníka [2]. Odolnosť zliatiny voči korózii, najmä ak je eloxovaná, ju robí vhodným pre morské prostredie [2]. Ľahká povaha 7075 hliníka navyše pomáha zlepšovať rýchlosť a palivovú účinnosť lodí [2]. Morské aplikácie často vyžadujú materiály, ktoré môžu odolávať tvrdým podmienkam slanej vody, a hliník 7075 tieto požiadavky účinne spĺňa [2]. Jeho sila umožňuje konštrukciu robustných ciev, ktoré dokážu zvládnuť drsné more pri zachovaní výkonu [2].
Stavebný priemysel:
Stavebný priemysel tiež ťaží z využívania 7075 extrúzií z hliníka, najmä v aplikáciách vyžadujúcich ľahké konštrukčné komponenty [2]. Táto zliatina sa používa pri lešení, okenných rámcoch a ďalších architektonických prvkoch, kde pevnosť a hmotnosť sú kritickými faktormi [2]. Schopnosť extrudovať hliník 7075 do rôznych tvarov umožňuje architektom a staviteľom vytvárať inovatívne návrhy, ktoré sú funkčné a esteticky príjemné [2].
Záver
Stručne povedané, použitie extrúzie hliníka 7075 významne zlepšuje trvanlivosť produktu v dôsledku jeho výnimočných mechanických vlastností, rovnomernej štruktúry z procesu extrúzie a všestrannosti pri návrhu [2] [5]. Príchod technológie tvaru ďalej zvyšuje jej potenciál zvýšením rýchlosti extrúzie a znížením tepelných ošetrení [3] [6]. Jeho aplikácie v rôznych odvetviach zdôrazňujú jeho význam ako materiál, ktorý kombinuje silu s ľahkými charakteristikami [2]. Ako technologický pokrok pokrokuje, potenciál pre ďalšie vylepšenia techník spracovania môže viesť k ešte širším aplikáciám pre túto pozoruhodnú zliatinu [4]. Prebiehajúce úsilie o výskum a vývoj zamerané na riešenie problémov spojených s extrudovaním 7075 hliníka sľubuje budúcnosť, v ktorej je táto zliatina s vysokou pevnosťou širšie prijatá a využívaná v rôznych odvetviach [6].
Často
1. Aká je primárna výhoda použitia hliníka 7075?
Hlavnou výhodou použitia hliníka 7075 je jeho vysoký pomer pevnosti k hmotnosti, vďaka čomu je ideálny pre aplikácie vyžadujúce ľahké, ale trvanlivé materiály [2] [5].
2. Ako ovplyvňuje proces extrúzie vlastnosti hliníka?
Proces extrúzie zvyšuje rovnomernosť štruktúry zŕn a zarovná ho v smere toku, čo vedie k zlepšeniu mechanických vlastností, ako je pevnosť a odpor únavy.
3. Je 7075 hliníka odolná voči korózii?
Zatiaľ čo 7075 hliníka má v porovnaní s inými zliatinami miernu koróznu rezistenciu, môže sa liečiť (napr. Eloxizovaný), aby sa zvýšil jeho rezistencia proti korozívnym prostrediam [2].
4. Môže sa zvárať 7075 hliníka?
Zváranie 7075 hliníka je náročné kvôli jeho náchylnosti na praskanie korózie korózie; Môže sa však spojiť pomocou špecifických metód, ako je zváranie odporu [6].
5. V ktorých odvetviach sa bežne používa hliník 7075?
Hliník 7075 sa bežne používa v leteckom, automobilovom priemysle, výrobe športových zariadení, morských a stavebných odvetviach a akýchkoľvek aplikáciách vyžadujúcich vysoko pevné materiály [2].
Citácie:
[1] https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/pnnl-32387.pdf
[2] https://www.yjing-extrusion.com/what-industries-most-commonly-utize-7075-alluminum-extrusions.html
[3] https://www.osti.gov/servlets/purl/1843596
[4] https://www.fortune-alu.com/info-detail/trends-shaping-the-future-of-aluminum-extrusion
[5] https://www.wellste.com/6061-vs-7075which-is-better-for-your-alluminum-extrusion-profiles/
[6] https://www.osti.gov/servlets/purl/1829474
[7] https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80038.pdf
[8] https://www.chaluminium.com/common-aleminum-extrusion-defects-auses-and-solutions
Https://www.researchgate.net/publication/223842777_Extrusion_of_7075_aluminium_alloy_thourght_double-pocket_dies_to_manufacture_complex_profile
[10] https://hplmachining.com/blog/what-are-the-problems-with-aleminum-extrusion/
[11] https://www.mdpi.com/1996-1944/17/5/1210
[12] https://www.howardprecision.com/benefits-of-7075-alluminum-for-various-industries/
Https://www.researchgate.net/publication/348246953_improving_Both_stlength_and_Ductility_of_al-7075_By_combining_Dual_Equal_lateral_extrusion_with_aging_heat_heat_treatment_treatmentment
[14] https://www.linkedin.com/pulse/7075-Aluminum-market-report-in-dpth-wb2nf/
[15] https://redstonemanufacturing.com/properties-of-alemunium-7075/
Https://www.researchgate.net/publication/257516704_case_studies_on_virtual_extrusion_of_aluminium_alloys_in_real_size
[17] https://www.zetwerk.com/resources/knowledge-base/aluminum-extrusions/6061-vs-7075-Aluminum-the-ultimate-comparison-guide/
Https://www.researchgate.net/publication/225607252_extrusion_tests_of_7075_aluminium_alloy_at_high_solid_fraction
[19] https://profileprecisionExtrusions.com/lead-time-for-7075-and-2024-alluminum-alloy-extrusions-is-is-swor--1-sum-d
[20] https://www.zetwerk.com/aluminum-extrusions/
