Coa crecente concienciación sobre a protección ambiental, o desenvolvemento e a defensa das novas enerxías en todo o mundo fixeron que a promoción e a aplicación de vehículos enerxéticos sexan inminentes. Ao mesmo tempo, os requisitos para o desenvolvemento lixeiro de materiais para automóbiles, a aplicación segura das aliaxes de aluminio e a súa calidade superficial, tamaño e propiedades mecánicas son cada vez maiores. Tomando como exemplo un vehículo eléctrico cun peso de 1,6 t, o material de aliaxe de aluminio pesa uns 450 kg, o que representa aproximadamente o 30 %. Os defectos superficiais que aparecen no proceso de produción por extrusión, especialmente o problema da granularidade grosa nas superficies internas e externas, afectan seriamente o progreso da produción de perfís de aluminio e convértense no pescozo de botella do desenvolvemento da súa aplicación.
Para os perfís extruídos, o deseño e a fabricación de matrices de extrusión son de suma importancia, polo que a investigación e o desenvolvemento de matrices para perfís de aluminio para vehículos eléctricos son imprescindibles. Propoñer solucións de matrices científicas e razoables pode mellorar aínda máis a taxa cualificada e a produtividade de extrusión dos perfís de aluminio para vehículos eléctricos para satisfacer a demanda do mercado.
1 Estándares de produto
(1) Os materiais, o tratamento superficial e a anticorrosión das pezas e compoñentes deberán cumprir as disposicións pertinentes da norma ETS-01-007 "Requisitos técnicos para pezas de perfil de aliaxe de aluminio" e da norma ETS-01-006 "Requisitos técnicos para o tratamento superficial por oxidación anódica".
(2) Tratamento superficial: oxidación anódica, a superficie non debe ter grans grosos.
(3) Non se permite que a superficie das pezas teña defectos como fendas e engurras. As pezas non se poden contaminar despois da oxidación.
(4) As substancias prohibidas do produto cumpren os requisitos de Q/JL J160001-2017 “Requisitos para substancias prohibidas e restrinxidas en pezas e materiais de automoción”.
(5) Requisitos de rendemento mecánico: resistencia á tracción ≥ 210 MPa, límite elástico ≥ 180 MPa, alongamento despois da fractura A50 ≥ 8 %.
(6) Os requisitos para a composición da aliaxe de aluminio para vehículos de novas enerxías móstranse na Táboa 1.
2 Optimización e análise comparativa da estrutura da matriz de extrusión Prodúcense cortes de enerxía a grande escala
(1) Solución tradicional 1: é dicir, mellorar o deseño da matriz de extrusión frontal, como se mostra na Figura 2. Segundo a idea de deseño convencional, como mostra a frecha na figura, a posición da nervadura central e a posición de drenaxe sublingual procésanse, as drenaxes superior e inferior están a 20° nun lado e a altura de drenaxe H15 mm úsase para subministrar aluminio fundido á parte da nervadura. A coitela baleira sublingual transfírese nun ángulo recto e o aluminio fundido permanece na esquina, o que facilita a produción de zonas mortas con escoria de aluminio. Despois da produción, verifícase mediante oxidación que a superficie é extremadamente propensa a problemas de gran groso.
Realizáronse as seguintes optimizacións preliminares no proceso tradicional de fabricación de moldes:
a. Baseándonos neste molde, tentamos aumentar o subministro de aluminio ás costelas mediante a alimentación.
b. En función da profundidade orixinal, a profundidade do bisturí baleiro sublingual afonda, é dicir, engádense 5 mm aos 15 mm orixinais;
c. A anchura da lámina baleira sublingual ampliouse en 2 mm con respecto aos 14 mm orixinais. A imaxe real despois da optimización móstrase na Figura 3.
Os resultados da verificación amosan que, despois das tres melloras preliminares mencionadas, aínda existen defectos de gran groso nos perfís despois do tratamento de oxidación e non se resolveron razoablemente. Isto demostra que o plan de mellora preliminar aínda non pode cumprir os requisitos de produción de materiais de aliaxe de aluminio para vehículos eléctricos.
(2) O novo esquema 2 propúxose baseándose na optimización preliminar. O deseño do molde do novo esquema 2 móstrase na figura 4. De acordo co "principio de fluidez do metal" e a "lei de mínima resistencia", o molde mellorado para pezas de automóbiles adopta o esquema de deseño de "orificio traseiro aberto". A posición das costelas xoga un papel no impacto directo e reduce a resistencia á fricción; a superficie de alimentación está deseñada para ter "forma de tapa de pote" e a posición da ponte procésase nun tipo de amplitude, o propósito é reducir a resistencia á fricción, mellorar a fusión e reducir a presión de extrusión; a ponte afundese o máximo posible para evitar o problema dos grans grosos na parte inferior da ponte, e o ancho da coitela baleira baixo a lingueta da parte inferior da ponte é ≤3 mm; a diferenza de paso entre a cinta de traballo e a cinta de traballo da matriz inferior é ≤1,0 mm; a coitela baleira baixo a lingueta da matriz superior ten unha transición suave e uniforme, sen deixar unha barreira de fluxo, e o orificio de formación perfórase o máis directamente posible; A correa de traballo entre as dúas cabezas na nervadura interior media é o máis curta posible, xeralmente tomando un valor de 1,5 a 2 veces o grosor da parede; a ranura de drenaxe ten unha transición suave para cumprir o requisito de suficiente auga de metal e aluminio que flúa cara á cavidade, presentando un estado completamente fusionado e sen deixar zona morta en ningún lugar (a coitela baleira detrás da matriz superior non supera os 2 a 2,5 mm). A comparación da estrutura da matriz de extrusión antes e despois da mellora móstrase na Figura 5.
(3) Preste atención á mellora dos detalles do procesamento. A posición da ponte está pulida e conectada sen problemas, as correas de traballo da matriz superior e inferior son planas, a resistencia á deformación redúcese e o fluxo de metal mellórase para reducir a deformación desigual. Pode suprimir eficazmente problemas como grans grosos e soldadura, garantindo así que a posición de descarga das costelas e a velocidade da raíz da ponte estean sincronizadas con outras pezas e suprimindo de forma razoable e científica os problemas superficiais, como a soldadura de grans grosos, na superficie do perfil de aluminio. A comparación antes e despois da mellora da drenaxe do molde móstrase na Figura 6.
3 Proceso de extrusión
Para a aliaxe de aluminio 6063-T6 para vehículos eléctricos, a relación de extrusión da matriz dividida calcúlase en 20-80, e a relación de extrusión deste material de aluminio na máquina de 1800 t é de 23, o que cumpre cos requisitos de rendemento de produción da máquina. O proceso de extrusión móstrase na Táboa 2.
Táboa 2 Proceso de produción por extrusión de perfís de aluminio para vigas de montaxe de novos paquetes de baterías de vehículos eléctricos
Preste atención aos seguintes puntos ao extruír:
(1) Está prohibido quentar os moldes no mesmo forno, xa que se non, a temperatura do molde será desigual e a cristalización producirase con facilidade.
(2) Se se produce unha parada anormal durante o proceso de extrusión, o tempo de parada non debe exceder os 3 minutos; se non, débese retirar o molde.
(3) Prohíbese volver ao forno para quentalo e logo extruír directamente despois do desmoldeo.
4. Medidas de reparación de mofo e a súa eficacia
Despois de ducias de reparacións de mofo e melloras de proba de moldes, proponse o seguinte plan razoable de reparación de mofo.
(1) Fai a primeira corrección e axuste do molde orixinal:
① Tenta afundir a ponte o máximo posible e a anchura da parte inferior da ponte debe ser ≤3 mm;
② A diferenza de paso entre a correa de traballo da cabeza e a correa de traballo do molde inferior debe ser ≤1,0 mm;
③ Non deixes un bloqueo de fluxo;
④ A correa de traballo entre as dúas cabezas macho nas costelas interiores debe ser o máis curta posible e a transición da ranura de drenaxe debe ser suave, o máis grande e lisa posible;
⑤ A cinta de traballo do molde inferior debe ser o máis curta posible;
⑥ Non se debe deixar ningunha zona morta en ningún lugar (a coitela traseira baleira non debe exceder os 2 mm);
⑦ Reparar o molde superior con grans grosos na cavidade interior, reducir a correa de traballo do molde inferior e aplanar o bloque de fluxo, ou non ter un bloque de fluxo e acurtar a correa de traballo do molde inferior.
(2) En base á modificación e mellora adicional do molde mencionado, realízanse as seguintes modificacións do molde:
① Eliminar as zonas mortas das dúas cabezas masculinas;
② Raspar o bloque de fluxo;
③ Reducir a diferenza de altura entre a cabeza e a zona de traballo da matriz inferior;
④ Acurtar a zona de traballo da matriz inferior.
(3) Despois de reparar e mellorar o molde, a calidade superficial do produto acabado alcanza un estado ideal, cunha superficie brillante e sen grans grosos, o que resolve eficazmente os problemas de grans grosos, soldaduras e outros defectos existentes na superficie dos perfís de aluminio para vehículos eléctricos.
(4) O volume de extrusión aumentou das 5 t/d orixinais a 15 t/d, o que mellorou considerablemente a eficiencia da produción.
5 Conclusión
Ao optimizar e mellorar repetidamente o molde orixinal, resolveuse por completo un problema importante relacionado coa granulación grosa na superficie e a soldadura dos perfís de aluminio para vehículos eléctricos.
(1) O elo débil do molde orixinal, a liña de posición da nervadura central, optimizouse racionalmente. Ao eliminar as zonas mortas dos dous cabezales, aplanar o bloque de fluxo, reducir a diferenza de altura entre o cabezal e a zona de traballo da matriz inferior e acurtar a zona de traballo da matriz inferior, superáronse con éxito os defectos superficiais da aliaxe de aluminio 6063 utilizada neste tipo de automóbil, como grans grosos e soldaduras.
(2) O volume de extrusión aumentou de 5 t/d a 15 t/d, o que mellorou considerablemente a eficiencia da produción.
(3) Este caso exitoso de deseño e fabricación de matrices de extrusión é representativo e referencial na produción de perfís similares e merece ser promocionado.
Data de publicación: 16 de novembro de 2024
