Izboljšanje mehanskih lastnosti AL palic

93

Rezultati preizkusov mehanskih lastnosti so pokazali, da ima velik vpliv na mehanske lastnosti način raztopnega žarjenja in gašenja palic, na kar se je navezovala tudi ena izmed hipotez diplomskega dela. Mehanske lastnosti nateznih trdnosti Rm (N mm-2) so po raztopnem žarjenju in gašenju na stiskalnici cca. 20 N mm-2 višje kot pri raztopnem žarjenju v solni kopeli in gašenju z vodo. Podobno velja za mehanske lastnosti meje plastičnosti Rp0.2 (N mm-2), ki so višje po raztopnem žarjenju in gašenju palic na stiskalnici, in sicer za cca. 30 N mm-2. Mehanske lastnosti raztezka A4 (%) in trdote HB so višje po raztopnem žarjenju v solni kopeli in gašenju z vodo. Raztezek je višji za cca. 12 %, vrednosti trdote pa so višje za cca. 15 HB.

Hipoteza H3: Z raztopnim žarenjem in gašenjem na stiskalnici izboljšamo mehanske lastnosti.

Hipoteza 3 je delno potrjena, ker je vrednost trdote višja pri mehanskih lastnostih, kjer je raztopno žarjenje izvedeno v solni kopeli in gašenje z vodo. Višji je sicer tudi raztezek, vendar je to posledica večje razlike med mejo plastičnosti in natezno trdnostjo. Natezna trdnost in meja plastičnosti pa potrdita zastavljeno hipotezo.

Velik vpliv na mehanske lastnosti ima tudi natezno ravnanje za 1–3 %. Mehanske lastnosti nateznih trdnosti Rm (N mm-2) se po nateznem ravnanju zvišajo za cca. 30 N mm-2, pri raztopnem žarjenju na stiskalnici in gašenju z vodo, medtem ko te pri raztopnem žarjenju preko solne kopeli in gašenju z vodo narastejo za cca. 3 N mm-2. Podobno velja za mehanske lastnosti meje plastičnosti Rp0.2 (N mm-2), ki so se prav tako v obeh primerih zvišale, in sicer po nateznem ravnanju, kjer je bilo raztopno žarjenje in gašenje z vodo v sklopu stiskalnice za cca. 140 N mm-2, pri raztopnem žarjenju v solni kopeli in gašenju z vodo pa so se te zvišale za cca. 110 N mm-2. Podobno je veljalo tudi za trdote HB, ki so se v obeh primerih zvišale, medtem ko je raztezek po nateznem ravnanju v obeh primeri manjši za 3–5 %.

Vpliv hladne deformacije s postopkom vlečenja, pri katerih je bilo raztopno žarjenje in gašenje z vodo izvedeno v sklopu stiskalnice, je imel na mehanske lastnosti največji vpliv na mejo plastičnosti Rp0.2 (N mm-2). Ta se je po postopku vlečenja zvišala za cca. 140 N mm-2. Zvišala se je tudi natezna trdnost Rm (N mm-2), in sicer za cca. 30 N mm-2 ter trdota HB za cca. 35 HB. Medtem se je raztezek po hladni deformaciji s postopkom vlečenja zmanjšal za cca. 5 %. V primeru, ko je bilo raztopno žarjenje v solni kopeli in gašenje z vodo, so bili rezultati podobni, zvišanje pri natezni trdnosti Rm (N mm-2) je bilo nekoliko manjše, vendar se je vrednost kljub temu povečala, in sicer za cca. 10 N mm-2. Meja plastičnosti Rp0.2 (N mm-2) se je prav tako povečala, vendar tudi nekoliko manj kot pri raztopnem žarjenju in gašenju z vodo v sklopu stiskalnice, in sicer so se mehanske lastnosti zvišale za cca. 110 N mm-2. Trdota se je zvišala tudi tukaj, in sicer za cca. 30 HB, medtem ko se je raztezek A4 zmanjšal za cca. 5 %.

H2: Z vlečenjem palic palicam izboljšamo obdelovalnost in trdoto. Hipoteza 2 je potrjena v celoti, palicam se je izboljšala obdelovalnost (ožje tolerančno območje, boljša ravnost) in povečala trdota med 30 HB in 35 HB.

Vpliv umetnega staranja na mehanske lastnosti se je razlikoval glede na čas in temperaturo umetnega staranja. Glede na tehnološko pot raztopnega žarjenja in gašenja z vodo v sklopu stiskalnice so rezultati pokazali naslednje ugotovitve. Meja plastičnosti Rp0.2 (N mm-2) je bila po umetnem staranju 150 °C/16 h manjša za cca. 10 N mm-2, glede na tehnološko pot brez umetnega staranja. Medtem pa so bile mehanske lastnosti Rp0.2 (N mm-2) po umetnem staranju 190 °C/8 h višje za cca. 10 N mm-2. Natezne trdnosti Rm (N mm-2) so bile po umetnem staranju 150 °C/16 h in 190 °C/8 h v obeh primerih slabše za 5–10 N mm-2 v primerjavi s tehnološko potjo brez umetnega staranja. Raztezek A4 je bil v primeru umetnega staranja 150 °C/16 h nižji za cca. 1 %, medtem ko je bil pri umetnem staranju 190 °C/8 h višji za cca. 1 % od tehnološke poti brez umetnega staranja. Trdota se je v obeh primerih umetnega staranja znižala za cca. 10 N mm-2, v primerjavi z naravnim staranjem. Pri vplivu umetnega staranja glede na tehnološko pot raztopnega žarjenja preko solne kopeli in gašenja z vodo so rezultati pokazali naslednje ugotovitve. Meja plastičnosti Rp0.2 (N mm-2) se je po umetnem staranju 150 °C/16 h zvišala za cca. 10 N mm-2, medtem ko se je po umetnem staranju 190 °C/8 h ta zvišala kar za 85 N mm-2, glede na isto tehnološko pot brez umetnega staranja. Natezne trdnosti Rm (N mm-2) so bile po umetnem staranju 150 °C/16 h manjše za 20 N mm-2, medtem ko so bile po umetnem staranju 190 °C/8 h boljše za cca. 10 N mm-2. Raztezek A4 je bil v primeru umetnega staranja 150 °C/16 h zelo podoben, medtem ko je bil pri umetnem staranju 190 °C/8 h nižji za cca. 8 % od tehnološke poti brez umetnega staranja. Trdota se je v primeru 150 °C/16 h znižala za cca. 15 %, medtem ko se je po umetnem staranju 190 °C/8 h zvišala za cca. 5 %.

H1: Z umetnim staranjem izboljšamo mehanske lastnosti aluminijevih palic. Hipoteza 1 je delno potrjena. Najboljše mehanske lastnosti je pokazalo umetno staranje 190 °C/8 h, v primeru raztopnega žarjenja v solni kopeli in gašenja z vodo. Zvišanje mehanskih lastnosti je bilo zaznati pri meji plastičnosti, natezni trdnosti in trdoti. Hipoteza pa ni potrjena v celoti, ker je raztezek po umetnem staranju manjši za 8 %, v primerjavi s tehnološko potjo brez umetnega staranja.

Cilji, ki so bili zastavljeni v diplomskem delu, so v celoti doseženi. Po vsaki tehnološki poti smo ugotovili mehanske lastnosti in primerjali vpliv različnih tehnoloških poti na mehanske lastnosti. Ugotovili smo, katere tehnološke operacije pomenijo izboljšanje mehanskih lastnosti in pri katerih se le-te ne povečajo. S predstavitvijo celotnega procesa, ki se začne s pripravo delovnega naloga, pripravo surovine, stiskanjem in drugimi tehnološkimi operacijami smo predstavili, kako pridemo do končnega izdelka – palice.

Download full insight