Amb la creixent consciència de la protecció del medi ambient, el desenvolupament i la defensa de les noves energies a tot el món ha fet que la promoció i l'aplicació dels vehicles energètics siguin imminents. Al mateix temps, els requisits per al desenvolupament lleuger de materials per a automoció, l'aplicació segura dels aliatges d'alumini i la seva qualitat superficial, mida i propietats mecàniques són cada cop més elevats. Prenent com a exemple un vehicle elèctric amb un pes de vehicle d'1,6 t, el material d'aliatge d'alumini és d'uns 450 kg, cosa que representa aproximadament el 30%. Els defectes superficials que apareixen en el procés de producció d'extrusió, especialment el problema del gra gruixut a les superfícies internes i externes, afecten seriosament el progrés de la producció de perfils d'alumini i es converteixen en el coll d'ampolla del desenvolupament de la seva aplicació.
Per als perfils extrudits, el disseny i la fabricació de matrius d'extrusió són de màxima importància, per la qual cosa la investigació i el desenvolupament de matrius per a perfils d'alumini per a vehicles elèctrics és imprescindible. Proposar solucions de matrius científiques i raonables pot millorar encara més la taxa qualificada i la productivitat d'extrusió dels perfils d'alumini per a vehicles elèctrics per satisfer la demanda del mercat.
1 Estàndards de producte
(1) Els materials, el tractament superficial i l'anticorrosió de les peces i components han de complir les disposicions pertinents de l'ETS-01-007 "Requisits tècnics per a peces de perfil d'aliatge d'alumini" i de l'ETS-01-006 "Requisits tècnics per al tractament superficial d'oxidació anòdica".
(2) Tractament superficial: oxidació anòdica, la superfície no ha de tenir grans gruixuts.
(3) No es permet que la superfície de les peces tingui defectes com ara esquerdes i arrugues. No es permet que les peces es contaminin després de l'oxidació.
(4) Les substàncies prohibides del producte compleixen els requisits de Q/JL J160001-2017 "Requisits per a substàncies prohibides i restringides en peces i materials d'automoció".
(5) Requisits de rendiment mecànic: resistència a la tracció ≥ 210 MPa, límit elàstic ≥ 180 MPa, allargament després de la fractura A50 ≥ 8%.
(6) Els requisits de composició d'aliatge d'alumini per a vehicles de nova energia es mostren a la Taula 1.
2 Optimització i anàlisi comparativa de l'estructura de la matriu d'extrusió Es produeixen talls de corrent a gran escala
(1) Solució tradicional 1: és a dir, millorar el disseny de la matriu d'extrusió frontal, tal com es mostra a la Figura 2. Segons la idea de disseny convencional, tal com mostra la fletxa de la figura, es processen la posició de la nervadura mitjana i la posició de drenatge sublingual, els drenatges superior i inferior són de 20° a un costat i l'alçada de drenatge H15 mm s'utilitza per subministrar alumini fos a la part de la nervadura. El ganivet buit sublingual es transfereix en angle recte i l'alumini fos roman a la cantonada, cosa que facilita la producció de zones mortes amb escòria d'alumini. Després de la producció, es verifica per oxidació que la superfície és extremadament propensa a problemes de gra gruixut.
Es van fer les següents optimitzacions preliminars al procés tradicional de fabricació de motlles:
a. Basant-nos en aquest motlle, vam intentar augmentar el subministrament d'alumini a les costelles mitjançant l'alimentació.
b. A partir de la profunditat original, s'aprofundeix la profunditat del ganivet buit sublingual, és a dir, s'afegeixen 5 mm als 15 mm originals;
c. L'amplada de la fulla sublingual buida s'eixampla en 2 mm respecte als 14 mm originals. La imatge real després de l'optimització es mostra a la Figura 3.
Els resultats de la verificació mostren que després de les tres millores preliminars anteriors, encara hi ha defectes de gra gruixut als perfils després del tractament d'oxidació i no s'han resolt raonablement. Això demostra que el pla de millora preliminar encara no pot complir els requisits de producció de materials d'aliatge d'alumini per a vehicles elèctrics.
(2) El nou esquema 2 es va proposar basant-se en l'optimització preliminar. El disseny del motlle del nou esquema 2 es mostra a la figura 4. Segons el "principi de fluïdesa metàl·lica" i la "llei de mínima resistència", el motlle de peces d'automòbils millorat adopta l'esquema de disseny de "forat posterior obert". La posició de la nervadura juga un paper en l'impacte directe i redueix la resistència a la fricció; la superfície d'alimentació està dissenyada per tenir "forma de tapa de pot" i la posició del pont es processa en un tipus d'amplitud, l'objectiu és reduir la resistència a la fricció, millorar la fusió i reduir la pressió d'extrusió; el pont està enfonsat tant com sigui possible per evitar el problema dels grans gruixuts a la part inferior del pont, i l'amplada del ganivet buit sota la llengua de la part inferior del pont és ≤3 mm; la diferència de pas entre la cinta de treball i la cinta de treball de la matriu inferior és ≤1,0 mm; el ganivet buit sota la llengua de la matriu superior és suau i uniforme, sense deixar una barrera de flux, i el forat de conformació es perfora el més directament possible; La corretja de treball entre els dos capçals a la nervadura interior mitjana és tan curta com sigui possible, generalment prenent un valor d'1,5 a 2 vegades el gruix de la paret; la ranura de drenatge té una transició suau per complir el requisit de suficient aigua d'alumini metàl·lic que flueixi a la cavitat, presentant un estat completament fusionat i sense deixar cap zona morta en cap lloc (la fulla buida darrere de la matriu superior no supera els 2 a 2,5 mm). La comparació de l'estructura de la matriu d'extrusió abans i després de la millora es mostra a la Figura 5.
(3) Presteu atenció a la millora dels detalls del processament. La posició del pont es polit i connecta suaument, les corretges de treball de la matriu superior i inferior són planes, es redueix la resistència a la deformació i es millora el flux de metall per reduir la deformació desigual. Pot suprimir eficaçment problemes com ara grans gruixuts i soldadura, garantint així que la posició de descàrrega de la nervadura i la velocitat de l'arrel del pont estiguin sincronitzades amb altres parts i suprimint raonablement i científicament problemes superficials com ara la soldadura de gra gruixut a la superfície del perfil d'alumini. La comparació abans i després de la millora del drenatge del motlle es mostra a la Figura 6.
3 Procés d'extrusió
Per a l'aliatge d'alumini 6063-T6 per a vehicles elèctrics, la relació d'extrusió de la matriu dividida es calcula en 20-80, i la relació d'extrusió d'aquest material d'alumini a la màquina de 1800t és de 23, cosa que compleix els requisits de rendiment de producció de la màquina. El procés d'extrusió es mostra a la Taula 2.
Taula 2 Procés de producció per extrusió de perfils d'alumini per a bigues de muntatge de nous paquets de bateries de vehicles elèctrics
Presteu atenció als següents punts a l'hora d'extrudir:
(1) Està prohibit escalfar els motlles al mateix forn, ja que en cas contrari la temperatura del motlle serà desigual i la cristal·lització es produirà fàcilment.
(2) Si es produeix una aturada anormal durant el procés d'extrusió, el temps d'aturada no ha de superar els 3 minuts; en cas contrari, s'ha de retirar el motlle.
(3) Està prohibit tornar al forn per escalfar-lo i després extrudir-lo directament després del desemmotllament.
4. Mesures de reparació de floridura i la seva eficàcia
Després de desenes de reparacions de motlles i millores de prova de motlles, es proposa el següent pla raonable de reparació de motlles.
(1) Feu la primera correcció i ajust al motlle original:
① Intenta enfonsar el pont tant com sigui possible, i l'amplada de la part inferior del pont ha de ser ≤3 mm;
② La diferència de pas entre la corretja de treball del capçal i la corretja de treball del motlle inferior ha de ser ≤1,0 mm;
③ No deixeu un bloqueig de flux;
④ La corretja de treball entre els dos caps mascles a les costelles interiors ha de ser el més curta possible, i la transició de la ranura de drenatge ha de ser suau, tan gran i llisa com sigui possible;
⑤ La corretja de treball del motlle inferior ha de ser el més curta possible;
⑥ No s'ha de deixar cap zona morta en cap lloc (la fulla buida posterior no ha de superar els 2 mm);
⑦ Repareu el motlle superior amb grans gruixuts a la cavitat interior, reduïu la corretja de treball del motlle inferior i aplaneu el bloc de flux, o no tingueu un bloc de flux i escurceu la corretja de treball del motlle inferior.
(2) A partir de la modificació i millora addicionals del motlle esmentat, es realitzen les modificacions següents del motlle:
① Eliminar les zones mortes dels dos caps masculins;
② Raspeu el bloc de flux;
③ Reduir la diferència d'alçada entre el capçal i la zona de treball de la matriu inferior;
④ Escurçar la zona de treball de la matriu inferior.
(3) Després de reparar i millorar el motlle, la qualitat superficial del producte acabat arriba a un estat ideal, amb una superfície brillant i sense grans gruixuts, cosa que resol eficaçment els problemes de grans gruixuts, soldadura i altres defectes existents a la superfície dels perfils d'alumini per a vehicles elèctrics.
(4) El volum d'extrusió va augmentar de les 5 t/d originals a 15 t/d, millorant considerablement l'eficiència de la producció.
5 Conclusió
Mitjançant l'optimització i la millora repetides del motlle original, es va resoldre completament un problema important relacionat amb el gra gruixut de la superfície i la soldadura dels perfils d'alumini per a vehicles elèctrics.
(1) El punt feble del motlle original, la línia de posició de la nervadura central, es va optimitzar racionalment. Eliminant les zones mortes dels dos capçals, aplanant el bloc de flux, reduint la diferència d'alçada entre el capçal i la zona de treball de la matriu inferior i escurçant la zona de treball de la matriu inferior, es van superar amb èxit els defectes superficials de l'aliatge d'alumini 6063 utilitzat en aquest tipus d'automòbil, com ara els grans gruixuts i les soldadures.
(2) El volum d'extrusió va augmentar de 5 t/d a 15 t/d, millorant considerablement l'eficiència de la producció.
(3) Aquest cas reeixit de disseny i fabricació de matrius d'extrusió és representatiu i referencial en la producció de perfils similars i mereix ser promocionat.
Data de publicació: 16 de novembre de 2024
