Introducció
Amb el desenvolupament de la indústria de l'automòbil, el mercat de les bigues d'impacte d'aliatge d'alumini també està creixent ràpidament, tot i que encara és relativament petit en mida general. Segons la previsió de l'Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance per al mercat xinès de feixos d'impacte d'aliatge d'alumini, el 2025, s'estima que la demanda del mercat serà d'unes 140.000 tones, amb una mida del mercat que s'espera que arribi als 4.800 milions de RMB. L'any 2030, es preveu que la demanda del mercat sigui d'aproximadament 220.000 tones, amb una mida estimada del mercat de 7.700 milions de RMB i una taxa de creixement anual composta d'uns 13%. La tendència de desenvolupament de la lleugeresa i el ràpid creixement dels models de vehicles de gamma mitjana a alta són factors impulsors importants per al desenvolupament de bigues d'impacte d'aliatge d'alumini a la Xina. Les perspectives del mercat de les caixes d'impacte del feix d'impacte d'automòbils són prometedores.
A mesura que els costos disminueixen i la tecnologia avança, les bigues d'impacte frontal i les caixes d'impacte d'aliatge d'alumini s'estan estenent gradualment. Actualment, s'utilitzen en models de vehicles de gamma mitjana a alta com Audi A3, Audi A4L, BMW 3 series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal i Buick LaCrosse.
Les bigues d'impacte d'aliatge d'alumini es componen principalment de traverses d'impacte, caixes d'impacte, plaques de base de muntatge i mànigues de ganxo de remolc, tal com es mostra a la figura 1.
Figura 1: Conjunt de biga d'impacte d'aliatge d'alumini
La caixa d'impacte és una caixa metàl·lica situada entre la biga d'impacte i dues bigues longitudinals del vehicle, que serveix essencialment com a contenidor que absorbeix energia. Aquesta energia es refereix a la força d'impacte. Quan un vehicle experimenta una col·lisió, el feix d'impacte té un cert grau de capacitat d'absorció d'energia. Tanmateix, si l'energia supera la capacitat del feix d'impacte, transferirà l'energia a la caixa de xoc. La caixa d'impacte absorbeix tota la força d'impacte i es deforma, assegurant que les bigues longitudinals romanguin intactes.
1 Requisits del producte
1.1 Les dimensions han de complir els requisits de tolerància del dibuix, tal com es mostra a la figura 2.
1.3 Requisits de rendiment mecànic:
Resistència a la tracció: ≥215 MPa
Resistència de rendiment: ≥205 MPa
Elongació A50: ≥10%
1.4 Rendiment de trituració de la caixa de xoc:
Al llarg de l'eix X del vehicle, utilitzant una superfície de col·lisió més gran que la secció transversal del producte, carregueu a una velocitat de 100 mm/min fins a l'aixafament, amb una quantitat de compressió del 70%. La longitud inicial del perfil és de 300 mm. A la unió de la nervadura de reforç i la paret exterior, les esquerdes han de ser inferiors a 15 mm per considerar-se acceptables. S'ha d'assegurar que l'esquerda permesa no compromet la capacitat d'absorció d'energia de trituració del perfil i que no hi hagi esquerdes significatives en altres zones després de la trituració.
2 Enfocament de desenvolupament
Per complir simultàniament els requisits de rendiment mecànic i rendiment de trituració, l'enfocament de desenvolupament és el següent:
Utilitzeu vareta 6063B amb una composició d'aliatge primari de Si 0,38-0,41% i Mg 0,53-0,60%.
Realitzeu l'extinció d'aire i l'envelliment artificial per aconseguir la condició T6.
Utilitzeu l'extinció de boira + aire i feu un tractament d'envelliment excessiu per aconseguir la condició T7.
3 Producció pilot
3.1 Condicions d'extrusió
La producció es realitza en una premsa d'extrusió 2000T amb una relació d'extrusió de 36. El material utilitzat és vareta d'alumini homogeneïtzada 6063B. Les temperatures d'escalfament de la vareta d'alumini són les següents: IV zona 450-III zona 470-II zona 490-1 zona 500. La pressió de trencament del cilindre principal és d'uns 210 bar, amb la fase d'extrusió estable amb una pressió d'extrusió propera als 180 bar . La velocitat de l'eix d'extrusió és de 2,5 mm/s i la velocitat d'extrusió del perfil és de 5,3 m/min. La temperatura a la sortida d'extrusió és de 500-540 °C. L'extinció es fa mitjançant la refrigeració per aire amb la potència del ventilador esquerre al 100%, la potència del ventilador mitjà al 100% i la potència del ventilador dret al 50%. La velocitat mitjana de refredament dins de la zona d'extinció arriba als 300-350 °C/min, i la temperatura després de sortir de la zona d'extinció és de 60-180 °C. Per a l'extinció de boira + aire, la velocitat mitjana de refrigeració dins de la zona de calefacció arriba als 430-480 °C/min i la temperatura després de sortir de la zona d'extinció és de 50-70 °C. El perfil no presenta una flexió significativa.
3.2 Envelliment
Després del procés d'envelliment T6 a 185 °C durant 6 hores, la duresa i les propietats mecàniques del material són les següents:
Segons el procés d'envelliment T7 a 210 °C durant 6 hores i 8 hores, la duresa i les propietats mecàniques del material són les següents:
D'acord amb les dades de la prova, el mètode d'extinció de boira + aire, combinat amb el procés d'envelliment de 210 °C/6h, compleix els requisits tant de rendiment mecànic com de prova de trituració. Tenint en compte la rendibilitat, es va seleccionar el mètode d'extinció de boira + aire i el procés d'envelliment de 210 °C/6h per a la producció per satisfer els requisits del producte.
3.3 Prova de trituració
Per a la segona i la tercera varetes, l'extrem del cap es talla 1,5 m i l'extrem de la cua es talla 1,2 m. Es prenen dues mostres cadascuna de les seccions de cap, mig i cua, amb una longitud de 300 mm. Les proves de trituració es realitzen després d'un envelliment a 185 °C/6h i 210 °C/6h i 8h (dades de rendiment mecànic com s'ha esmentat anteriorment) en una màquina de prova de materials universal. Les proves es realitzen a una velocitat de càrrega de 100 mm/min amb una quantitat de compressió del 70%. Els resultats són els següents: per a l'extinció de boira + aire amb els processos d'envelliment de 210 °C/6h i 8h, les proves de trituració compleixen els requisits, tal com es mostra a la figura 3-2, mentre que les mostres extingides per aire presenten esquerdes per a tots els processos d'envelliment. .
Segons els resultats de les proves de trituració, l'extinció de boira + aire amb els processos d'envelliment de 210 °C/6h i 8h compleixen els requisits del client.
4 Conclusió
L'optimització dels processos d'envelliment i envelliment és crucial per al desenvolupament exitós del producte i proporciona una solució de procés ideal per al producte de caixa d'accidents.
Mitjançant proves exhaustives, s'ha determinat que l'estat del material per al producte de la caixa de xoc ha de ser 6063-T7, el mètode d'extinció és boira + refrigeració per aire i el procés d'envelliment a 210 ° C / 6 h és la millor opció per extruir barres d'alumini. amb temperatures que oscil·len entre 480 i 500 °C, velocitat de l'eix d'extrusió de 2,5 mm/s, temperatura de matriu d'extrusió de 480 °C i temperatura de sortida d'extrusió de 500-540 °C.
Editat per May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicació: maig-07-2024
