Sissejuhatus
Koos autotööstuse arenguga kasvab kiiresti ka alumiiniumisulamist põrketalade turg, ehkki kogumõõt on siiski suhteliselt väike. Vastavalt Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance'i prognoosile Hiina alumiiniumisulamist põrketalade turule on 2025. aastaks turunõudlus hinnanguliselt umbes 140 000 tonni ja turu suurus eeldatavalt 4,8 miljardit RMB. Aastaks 2030 on turunõudlus prognooside kohaselt ligikaudu 220 000 tonni, turu hinnanguline suurus on 7,7 miljardit RMB ja liitaastane kasvumäär ligikaudu 13%. Kergekaalulisuse arengutrend ja keskmise ja kõrgeima klassi sõidukimudelite kiire kasv on Hiinas alumiiniumisulamist löögitalade väljatöötamise olulised tõuketegurid. Autode löögitala avariikastide turuväljavaated on paljulubavad.
Kuna kulud vähenevad ja tehnoloogia areneb, muutuvad alumiiniumsulamist esilöögitalad ja põrkekarbid järk-järgult laiemaks. Praegu kasutatakse neid keskmise ja kõrgetasemeliste sõidukite mudelites, nagu Audi A3, Audi A4L, BMW 3-seeria, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal ja Buick LaCrosse.
Alumiiniumisulamist löögitalad koosnevad peamiselt põiktaladest, põrkekastidest, paigaldusalusplaatidest ja pukseerimiskonksu hülssidest, nagu on näidatud joonisel 1.
Joonis 1: Alumiiniumisulamist löögitala koost
Kokkupõrkekast on metallkast, mis asub löögitala ja sõiduki kahe pikisuunalise tala vahel ning täidab sisuliselt energiat neelava mahuti funktsiooni. See energia viitab löögijõule. Kui sõiduk kogeb kokkupõrget, on löögikiir teatud määral energiat neelav. Kui aga energia ületab löögikiire läbilaskevõime, kannab see energia üle kokkupõrkekasti. Kokkupõrkekarp neelab kogu löögijõu ja deformeerub ise, tagades pikisuunaliste talade kahjustamise.
1 Tootenõuded
1.1 Mõõtmed peavad vastama joonise tolerantsinõuetele, nagu on näidatud joonisel 2.
1.3 Nõuded mehaanilisele jõudlusele:
Tõmbetugevus: ≥215 MPa
Saagistugevus: ≥205 MPa
Pikendus A50: ≥10%
1.4 Crash Box purustamise jõudlus:
Mööda sõiduki X-telge, kasutades toote ristlõikest suuremat põrkepinda, koormata kuni muljumiseni kiirusega 100 mm/min, survetugevusega 70%. Profiili esialgne pikkus on 300 mm. Armatuurribi ja välisseina ristumiskohas peavad praod olema alla 15 mm, et neid lugeda vastuvõetavaks. Jälgida tuleks, et lubatud pragunemine ei kahjustaks profiili muljumisenergia neelamisvõimet ning pärast muljumist ei tekiks olulisi pragusid muudes kohtades.
2 Arenduslähenemine
Mehaanilise jõudluse ja purustamisvõime nõuete samaaegseks täitmiseks on arendusviis järgmine:
Kasutage varda 6063B, mille primaarsulami koostis on Si 0,38–0,41% ja Mg 0,53–0,60%.
T6 seisundi saavutamiseks tehke õhukarastamist ja kunstlikku vanandamist.
T7 seisundi saavutamiseks kasutage udu + õhk kustutamist ja viige läbi vananemisravi.
3 Piloottootmine
3.1 Ekstrusioonitingimused
Tootmine toimub 2000T ekstrusioonipressil ekstrusioonisuhtega 36. Materjalina kasutatakse homogeniseeritud alumiiniumvarda 6063B. Alumiiniumvarda kuumutustemperatuurid on järgmised: IV tsoon 450-III tsoon 470-II tsoon 490-1 tsoon 500. Põhisilindri läbilöögirõhk on umbes 210 baari, stabiilse ekstrusioonifaasi ekstrusioonirõhk on 180 baari lähedal. . Ekstrusioonivõlli kiirus on 2,5 mm/s ja profiili väljapressimise kiirus on 5,3 m/min. Ekstrusiooni väljalaskeava temperatuur on 500-540 °C. Kustutamiseks kasutatakse õhkjahutust, kus vasaku ventilaatori võimsus on 100%, keskmise ventilaatori võimsus on 100% ja parempoolse ventilaatori võimsus on 50%. Jahutustsooni keskmine jahutuskiirus ulatub 300-350 °C/min ja temperatuur pärast kustutamistsoonist väljumist on 60-180 °C. Udu + õhk kustutamise korral ulatub keskmine jahutuskiirus küttetsoonis 430–480 °C/min ja temperatuur pärast kustutamistsoonist väljumist on 50–70 °C. Profiilil ei esine märkimisväärset paindumist.
3.2 Vananemine
Pärast T6 vananemisprotsessi 185 °C juures 6 tundi on materjali kõvadus ja mehaanilised omadused järgmised:
Vastavalt T7 vananemisprotsessile temperatuuril 210 °C 6 tundi ja 8 tundi on materjali kõvadus ja mehaanilised omadused järgmised:
Katseandmetele tuginedes vastab udu + õhk kustutamise meetod kombineerituna 210°C/6h vananemisprotsessiga nii mehaanilise jõudluse kui ka muljumiskatsete nõuetele. Arvestades kuluefektiivsust, valiti tootmiseks udu + õhk kustutamise meetod ja 210°C/6h vananemisprotsess, et vastata toote nõuetele.
3.3 Muljumiskatse
Teise ja kolmanda varda puhul lõigatakse peaots maha 1,5 m ja sabaots 1,2 m. Pea-, kesk- ja sabaosast võetakse kaks proovi pikkusega 300 mm. Muljumiskatsed tehakse pärast vanandamist temperatuuril 185°C/6h ja 210°C/6h ja 8h (mehhaanilised jõudlusandmed, nagu eespool mainitud) universaalsel materjalitestimismasinal. Katsed viiakse läbi laadimiskiirusel 100 mm/min ja survetugevusega 70%. Tulemused on järgmised: udu + õhuga karastamise puhul 210°C/6h ja 8h vanandamise protsessidega vastavad muljumiskatsed nõuetele, nagu on näidatud joonisel 3-2, samas kui õhuga karastatud proovid näitavad pragunemist kõigi vananemisprotsesside puhul. .
Purustustesti tulemuste põhjal vastab udu + õhk kustutamine 210°C/6h ja 8h vananemisprotsessidega kliendi nõudmistele.
4 Järeldus
Karastus- ja vananemisprotsesside optimeerimine on toote edukaks arendamiseks ülioluline ja annab ideaalse protsessilahenduse kokkupõrkega toote jaoks.
Ulatusliku testimise käigus on kindlaks tehtud, et kokkupõrkekarbi toote materjali olek peaks olema 6063-T7, karastusmeetodiks on udu + õhkjahutus ning vananemisprotsess temperatuuril 210 °C/6 h on parim valik alumiiniumvarraste ekstrudeerimiseks. temperatuuride vahemikus 480–500 °C, ekstrusioonivõlli kiirusega 2,5 mm/s, ekstrusioonivormi temperatuur 480 °C ja ekstrusiooni väljalaskeava temperatuuriga 500–540 °C.
Toimetanud May Jiang ettevõttest MAT Aluminium
Postitusaeg: mai-07-2024
