Legeringsdesign af AA8079 folie
AA8079 er en ikke-varme-behandlelig aluminiumsfolielegering af Al-Fe-Si-familien. Det rulles til slutspor i O, H18, H22 og H24 temperamenter, oftest mellem 0,006 mm og 0,20 mm. Legeringen indeholder kun sporkobber og ingen bevidst magnesiumtilsætning, så den kan ikke forstærkes ved udfældningshærdning. Dens formningsadfærd kommer i stedet fra en fin dispersion af jern{13}}bærende faser af Al6Fe- og Al3Fe-typen, der fordeles gennem en omkrystalliseret aluminiumsmatrix.
En ofte gentaget beskrivelse af 8079 som en "8 % silicium, 0,9 % magnesium"-legering hærdet af Mg2Si-udfældninger er forkert; disse figurer tilhører støbte Al-Si-legeringer. Det korrekte specifikationsvindue er angivet nedenfor.
| Element | Indhold, vægtprocent | Rolle i legeringen |
|---|---|---|
| Si | 0.05-0.30 | forfiner de jernlejere-dispersoider |
| Fe | 0.70-1.30 | hovedforstærkende og korn-forædlingselement |
| Cu | 0,05 maks | holdes lav for kemikalieresistens |
| Mn | 0,05 maks | balanceret mod jern |
| Mg | 0,05 maks | ingen nedbørshærdningsrute |
| Zn | 0,10 maks | urenhedskontrol |
| Ti | 0,08 maks | forfining af støbekorn |
| Al | balance | matrix |
Typiske mekaniske værdier for blød 8079-O folie er 100-130 MPa trækstyrke med 15-25 % forlængelse ved 50 mm gauge længde; H18-folie når omkring 180-220 MPa med meget lavere forlængelse. Spændingsprøvning af folie af denne måler udføres til ASTM E345. Dimensionelle og mekaniske krav til folie er specificeret i ASTM B479 og EN 546-2, hvor GB/T 3198 dækker samme grund for hjemmemarkedet, og den kemiske sammensætning er angivet i EN 573-3.
Hvorfor 8079 Folie trækker godt
Dybtrækning af tynd folie er styret af tre faktorer: metalets strækhærdningsadfærd, ensartetheden af tykkelsen over emnet og friktionen mellem folie, stanse og matrice. Legeringsdesignet i 8079 henvender sig til alle tre.
Fine, jævnt fordelte Al-Fe-Si-dispersoider fastgør korngrænserne, så den omkrystalliserede kornstørrelse forbliver lille og ensartet efter den sidste koldreduktion, som normalt er over 90 %.
En svagt anisotropisk tekstur holder øregangen lav, så en trukket skål holder en plan kant i stedet for at vokse fire ører, der skal trimmes væk.
Jern i fast opløsning og som dispersoid hæver belastningshærdningseksponenten uden at skubbe metallet mod sprødt brud, hvilket tillader væggen at tynde gradvist i stedet for at svigte brat.
Snævre tolerancer holder metalstrømmen afbalanceret mellem flangen og skålens væg.
Vægfortynding er begrænset af den lokale belastning, folien kan tåle. Med 15-25 % forlængelse i det bløde temperament produceres kopper dybere end ca. en diameter normalt i flere trin, med en mellemglødning mellem de tungere reduktioner.
Friktion, smøring og værktøjspraksis
Aluminiumsfolie bærer en naturlig oxidfilm kun 2-4 nm tyk. Denne film er hård og kemisk bundet til metallet, så den bidrager med grænsesmøring ved første kontakt, men virker også som et mildt slibemiddel, hvis det brydes tørt op. Praktisk tegning er derfor afhængig af en kontrolleret smørefilm i stedet for på legeringen alene.
| Proces parameter | Typisk praksis for tynd folie |
|---|---|
| Smøremiddel viskositet | 2-10 mm2/s ved 40 C, påført som en ensartet film |
| Matricens overflade ruhed | Ra 0,2-0,4 um, poleret i metalstrømningsretningen |
| Die clearance | 1,1-1,3 gange folietykkelsen |
| Diens indgangsradius | generøs, for at sprede bøjningsbelastningen over en længere bue |
| Blank holder kraft | minimal belastning, der forhindrer krølning af flangen |
Til medicinal- og fødevarekontaktværktøjer- skal smøremidlet være pigmentfrit og fuldstændigt fjernes ved vask med opløsningsmiddel eller termisk fordampning, og det samme gælder for eventuel resterende valseolie, der overføres fra møllen.
Varm tegning og dimensionsstabilitet
Trækning ved forhøjet temperatur mellem ca. 150 C og 200 C sænker strømningsspændingen af aluminium og dermed stansebelastningen, som tillader dybere træk i et enkelt gennemløb. To fysiske effekter skal håndteres. For det første er aluminiums termiske udvidelseskoefficient omkring 23 x 10-6 pr. K, så værktøj, emne og smøremiddel skal nå termisk ligevægt før det første slag, hvis målerens nøjagtighed har betydning. For det andet begynder genopretningen at blødgøre stærkt koldbearbejdet folie over ca. 150 C; blødt O-tempereringsmateriale mister derfor hurtigt styrke, når det varmt trækkes, og processen er normalt forbeholdt H-temper folie trukket i en eller to omgange med temperaturen holdt så lav, som pressen tillader.
Fejlkontrol i tegning på flere-trin
De fleste afvisninger i folietegning falder i fire grupper, og hver har en særskilt modforanstaltning.
Vægfortynding og afrivning ved matriceradius: Reducer reduktionen pr.-trin, øg matriceradius, forbedre smøremiddelfordelingen.
Ørering og ujævn fælghøjde: Juster den endelige rulletekstur og drej om nødvendigt emnet mellem trinene.
Appelsinskal og ru overflade: groft korn fra en utilstrækkelig endelig reduktion eller fra en fastholdt mellemglødning.
Pinholes and pinhole-vækst: indeslutninger og grove anden-fasepartikler i det støbte materiale, styret af smeltefiltrering og ved at begrænse inklusionsindholdet i inputpladen.
Indgående inspektion af spolen, dækkende profil, overfladetilstand og mekaniske værdier i tegneretningen, fjerner det meste af variationen, før pressen indstilles.
Ansøgninger og udvælgelsesvejledning
Kombinationen af høj forlængelse, lav ørering og stabil gauge gør 8079 til et standardvalg til trukket aluminiumsemballage og barrierekomponenter, herunder farmaceutiske blisterhulrum, glatte-væg- og rynkevægge-foliebeholdere, madbakkelåg, laminerede batteriposer, kondensatordåser og varmeveksler-kabelindpakning.
Valget er ligetil: vælg O temperament for dybe glatte-vægbeholdere og til hulrum, der kræver maksimal formbarhed; vælg H22 eller H24 til lavvandede, mere stive låg og bakker; vælg H18, hvor stivhed og planhed betyder mere end formbarhed, for eksempel ved laminering og i finner. Hvor en barrierefunktion er kritisk, bør folierenhed og pinhole-ydelse specificeres sammen med de mekaniske værdier, fordi begge er indstillet af støbe- og rulleruten i stedet for af tegneoperationen alene.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvilken legeringsfamilie tilhører 8079-folie?
Det er en ikke-varme-behandlelig Al-Fe-Si-folielegering med jern på 0,70-1,30 % og silicium på 0,05-0,30 % som de eneste bevidste tilføjelser, i samme familie som 8011- og 1235-folie.
Q: Kan 8079 folie hærdes ved varmebehandling?
Nej. Legeringen indeholder ingen magnesium og intet kobber i nyttige mængder, så der er ingen udfældningshærdningsreaktion tilgængelig. Styrken indstilles kun af kold reduktion og temperament.
Spørgsmål: Hvilken trækdybde er realistisk i et enkelt gennemløb?
Lave og mellemstore kopper op til ca. en halv diameter trækkes normalt i én omgang i det bløde temperament. Dybere dele fremstilles i to eller flere trin, sædvanligvis med en mellemglødning mellem de tungere reduktioner.
Q: Hvilken standard dækker foliemekaniske egenskaber?
Spændingstest af tynd folie følger ASTM E345, foliespecifikationskrav er angivet i ASTM B479 og EN 546-2, og GB/T 3198 gælder for hjemmemarkedet. Sammensætning er citeret til EN 573-3.
Sp: Skal tegnesmøremidlet fjernes?
Ja til farmaceutiske,-fødevarekontakt- og batteriapplikationer. Angiv et -pigmentfrit smøremiddel, der kan fjernes helt ved vask med opløsningsmiddel eller termisk fordampning, og bekræft fjernelse ved en resterende-oliemåling på den færdige del.
Spørgsmål: Hvorfor betyder ørering noget ved folietegning?
Ørebånd giver en ujævn kant og ujævn væghøjde, hvilket tvinger ekstra trimning, spilder materiale og kan forårsage lokal udtynding. En fin, ensartet kornstruktur og en afbalanceret rulletekstur er de praktiske kontroller.