เทคโนโลยีวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมการบิน

สถานการณ์การใช้งานขั้นสุดท้ายของโลหะผสมอลูมิเนียมเกี่ยวข้องโดยตรงกับกระบวนการผลิตทั้งหมด และสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการควบคุมกระบวนการของกระบวนการผลิต ซึ่งก็คือ กระบวนการแปรรูป

01 กระบวนการผลิตโปรไฟล์การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมความแข็งแรงสูง

อลูมิเนียมความแข็งแรงสูงมีหลากหลายรูปแบบในกระบวนการใช้งาน ส่วนใหญ่เป็นโปรไฟล์อะลูมิเนียม แผ่นอะลูมิเนียม ผงการพิมพ์ 3 มิติ และรูปแบบอื่นๆ โปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะเฉพาะที่ยอดเยี่ยม เช่น น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และกระบวนการเชื่อมที่เป็นผู้ใหญ่อลูมิเนียมโปรไฟล์สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นชิ้นส่วนแบริ่งโครงสร้างขนาดใหญ่ในด้านการบินและอวกาศและการขนส่งทางรถไฟ กระบวนการผลิตโปรไฟล์อลูมิเนียมส่วนใหญ่ใช้กระบวนการขึ้นรูปแบบพัลทรูชันอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและการวางแนวแรงกดเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโปรไฟล์ ในกระบวนการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์อลูมิเนียม ในวิธีการอัดขึ้นรูปต่อเนื่องที่มีรอบการอัดขึ้นรูปหลายรอบ อินเทอร์เฟซจะถูกสร้างขึ้นระหว่างแท่งเหล็กอัดขึ้นรูปสองอันที่อยู่ติดกัน ทำให้ความยาวของส่วนต่อประสานในโปรไฟล์เพิ่มขึ้น เนื่องจากการเชื่อมตามขวางจะส่งผลอย่างมากต่อ อายุการใช้งานของโปรไฟล์อลูมิเนียม ส่งผลให้อายุความล้าลดลงอย่างมาก

02 กระบวนการบำบัดความร้อน

ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงอัตราส่วนองค์ประกอบของวัสดุ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางเทคนิคของกระบวนการในการควบคุมกระบวนการผลิต วิธีการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียม ดังนั้นเพื่อประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ความต้องการของโลหะผสมอลูมิเนียมควรได้รับการพัฒนาเทคโนโลยีการรักษาความร้อนที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียม

การใช้กระบวนการอบอ่อนที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิสูงเพื่อรักษาโลหะผสมอลูมิเนียม ขั้นตอนการเสริมสร้างความชราและระยะที่ไม่สมดุลที่เหลือสามารถละลายอย่างแน่นหนาลงในเมทริกซ์ได้ในระดับสูงสุด และการกระจายที่สม่ำเสมอของพวกมันสามารถเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายของแข็งหลังจากสารละลายของแข็ง และบรรลุ ผลของการปรับปรุงการเสริมสร้างความชรา ในเวลาเดียวกัน ตามกระบวนการบำบัดความร้อนรวมของการตีขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมขนาดใหญ่ ได้แก่ การเปลี่ยนรูปร้อน การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิสูงปานกลาง และกระบวนการบำบัดสารละลายอุณหภูมิสูง การออกแบบพารามิเตอร์กระบวนการบำบัดความร้อนทั้งหมดสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและปรับปรุงประสิทธิภาพการกัดกร่อนของความเครียด .

ทั่วไปอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เป็นของแข็งกระบวนการบำบัดสารละลายแบ่งออกเป็นสองประเภท: การบำบัดด้วยสารละลายของแข็งแบบธรรมดาและการบำบัดด้วยสารละลายของแข็งแบบคอมโพสิต ซึ่งการบำบัดด้วยสารละลายของแข็งแบบคอมโพสิตหมายถึงการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็งและการบำบัดด้วยการตกตะกอนที่อุณหภูมิสูง ในขั้นตอนการหล่อโลหะระยะแรก กระบวนการอบอ่อนให้เป็นเนื้อเดียวกันของการรักษาอุณหภูมิปกติและการรักษาอุณหภูมิต่ำสามารถควบคุมการตกตะกอนขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง และองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงมีผลยับยั้งอย่างเห็นได้ชัดต่อการตกผลึกซ้ำ ซึ่งสามารถปรับปรุงผลการเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างพื้นฐานของโลหะผสมให้เป็น ในระดับหนึ่งแล้วปรับปรุงความเหนียวแตกหักและความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมความเครียดและทำให้แอนไอโซโทรปีของวัสดุอ่อนลงอย่างมีประสิทธิภาพ

การรักษาความชราในการอบชุบด้วยความร้อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงยังมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของอลูมิเนียมอัลลอยด์ด้วย และการรักษาความชรามีสามรูปแบบหลัก การแก่ชราสูงสุด การแก่ชราแบบสองขั้ว และการถดถอยซ้ำ เป้าหมายของการพัฒนาการรักษาอายุคือการทำให้โลหะผสมอลูมิเนียมมีความแข็งแรงสูงขึ้นมีความเหนียวสูงขึ้นทนต่อการกัดกร่อนและทนต่อความเมื่อยล้าและคุณสมบัติที่ครอบคลุมสูงอื่น ๆ การพัฒนาสถานะการรักษาความร้อนเป็นไปตามทิศทางของ T6 ถึง T73 ถึง T76 ถึง T736 ถึง T77 การรักษาความชรานั้นเริ่มจากการพัฒนาของวัยสูงสุดไปจนถึงการสูงวัยที่มากเกินไป จากนั้นจึงกลับมาของการรักษาการชราอีกครั้งเพื่อการพัฒนาตามลำดับ

อุณหภูมิและเวลาของการแก่ชรามีอิทธิพลต่อผลของการเสริมสร้างความชรา กระบวนการบำบัดความชราที่แตกต่างกันสามารถส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงของผลผลิต การยืดตัว และเกรดการกัดกร่อนตามขอบเกรนของโลหะผสมอลูมิเนียม ในช่วงต้นปี 1989 อัลโคได้จดทะเบียนและประกาศข้อกำหนดกระบวนการบำบัด RRA ฉบับแรกด้วยชื่อสถานะการบำบัดความร้อนที่ T77 ซึ่งเป็นการใช้งานทางอุตสาหกรรมครั้งแรกของข้อกำหนดข้อกำหนดกระบวนการบำบัดความร้อน ข้อกำหนดกระบวนการนี้สามารถใช้เป็นการบำบัดความร้อนได้ คำแนะนำการดำเนินงานกระบวนการสำหรับอลูมิเนียมอัลลอยด์ 7150 แผ่นหนาอลูมิเนียมอัลลอยด์ 7150 และชิ้นส่วนอัดขึ้นรูปที่ผลิตโดยกระบวนการนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบินขนส่งทางทหาร C-17 ในประเทศจีน เทคโนโลยีหลักของโลหะผสมอลูมิเนียมประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทคโนโลยีการรักษาความร้อน T77 ยังอยู่ในกระบวนการพัฒนาและยังไม่ได้รับการพัฒนาทางอุตสาหกรรม

กระบวนการบำบัดความร้อนยังรวมถึงการบำบัดความร้อนด้วยการเปลี่ยนรูป การบำบัดความร้อนด้วยการเปลี่ยนรูปคือการผสมผสานระหว่างการเปลี่ยนรูปเทอร์โมพลาสติกและกระบวนการบำบัดความร้อน การใช้ความร้อนด้วยการเปลี่ยนรูปสามารถใช้เพื่อปรับปรุงการกระจายตัวของระยะการตกตะกอนของการเปลี่ยนแปลงและโครงสร้างที่ดีของโลหะผสมภายใน การรักษาความร้อนด้วยการเปลี่ยนรูปที่เหมาะสมสามารถทำให้โลหะผสมอลูมิเนียมได้รับความแข็งแรงและความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้น กระบวนการบำบัดความร้อนด้วยการเปลี่ยนรูปถูกเสนอในปี 1981 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในโลหะผสมที่มีโครงสร้างการบินและอวกาศ การรักษาความร้อนด้วยการเปลี่ยนรูปมีผลอย่างเห็นได้ชัดต่อการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโลหะผสม 7050 และ 7475

ในประเทศจีนมีกระบวนการบำบัดความร้อนโลหะผสมอลูมิเนียมมากกว่า 100 ชนิดเท่านั้น และยังมีระยะทางไกลจากต่างประเทศมากกว่า 370 ชนิด เราควรเพิ่มการพัฒนากระบวนการบำบัดความร้อนและลดระยะทางของเทคโนโลยีการรักษาความร้อนพื้นฐานของโลหะผสมอลูมิเนียมในประเทศที่พัฒนาแล้ว

03 กระบวนการพิมพ์ 3D อลูมิเนียมความแข็งแรงสูง

การพัฒนาเทคโนโลยีกระบวนการโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูงแบบอัตโนมัติที่มีต้นทุนต่ำ มีประสิทธิภาพสูง ได้รับความสนใจจากการบินและอวกาศ และเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติของโลหะผสมอลูมิเนียมขนาดใหญ่หรือโลหะผสมไทเทเนียมก็เป็นจุดสนใจของความสนใจด้านการบินและอวกาศในปัจจุบัน เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติถือเป็นเทคโนโลยีเชิงกลยุทธ์ในอนาคตของจีน มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาแอปพลิเคชันทางวิศวกรรม

ในด้านการบินและอวกาศแม้ว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์มีการใช้งานจำนวนมาก แต่กระบวนการสมัครจริงเมื่อเทียบกับโลหะผสมไททาเนียมและวัสดุคอมโพสิตมีข้อเสียบางประการ เช่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ต้องสัมผัสกับคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนมากกว่า 160 องศา คุณสมบัติความล้าจะลดลง และ เมื่อขยายเวลาออกไปก็จะมีความอ่อนตัวลงและแก่ก่อนวัย ดังนั้นจึงต้องมีการทำงานอีกมากเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของอลูมิเนียมอัลลอยด์ในสภาพการทำงานที่หนักหน่วง

ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เติบโตอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาผงโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูงยังคงดำเนินต่อไป และวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมใหม่ยังคงเกิดขึ้นและยังคงฟื้นฟูประสิทธิภาพสูงสุดใหม่ต่อไป ตัวอย่างเช่น Amaero HOT Al ซึ่งเป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดใหม่ที่พัฒนาร่วมกันโดย Amaero และ Monash University ในออสเตรเลีย สามารถให้ความเสถียรในระยะยาวที่ 260 องศา C หลังจากการพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นจึงผ่านการบำบัดความร้อนและการชุบแข็งตามอายุต่อไป การพัฒนาวัสดุใหม่โลหะผสมอลูมิเนียมความแข็งแรงสูงเชิงพาณิชย์เพื่อปรับให้เข้ากับกระบวนการพิมพ์ 3 มิติเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการผลิตอัจฉริยะของโลหะผสมอลูมิเนียมที่ควบคุมได้และรูปร่างที่ซับซ้อนสูงกลายเป็นแนวโน้มหลักของการพัฒนาในอนาคต สามารถคาดหวังโอกาสในการพัฒนาการพิมพ์ 3 มิติของโลหะผสมอลูมิเนียม ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในสาขาการบินและอวกาศและการทหาร