Unha explicación práctica das solucións a problemas como os grans grosos na superficie e a difícil soldadura de perfís de aluminio para EV

Co aumento da concienciación sobre a protección ambiental, o desenvolvemento e a defensa das novas enerxías en todo o mundo fixo que a promoción e aplicación de vehículos enerxéticos sexa inminente. Ao mesmo tempo, os requisitos para o desenvolvemento lixeiro de materiais automotivos, a aplicación segura de aliaxes de aluminio e a súa calidade superficial, tamaño e propiedades mecánicas son cada vez máis altos. Tomando un EV cun peso do vehículo de 1,6 t como exemplo, o material de aliaxe de aluminio é duns 450 kg, o que supón preto do 30%. Os defectos de superficie que aparecen no proceso de produción de extrusión, especialmente o problema de grans grosos nas superficies internas e externas, afectan seriamente o progreso da produción de perfís de aluminio e convértense no pescozo de botella para o desenvolvemento da súa aplicación.

Para os perfís extrusionados, o deseño e fabricación de matrices de extrusión son de suma importancia, polo que é imprescindible a investigación e desenvolvemento de matrices para perfís de aluminio EV. Propoñer solucións de matriz científicas e razoables pode mellorar aínda máis a taxa cualificada e a produtividade de extrusión dos perfís de aluminio EV para satisfacer a demanda do mercado.

1 Normas de produto

(1) Os materiais, o tratamento superficial e a anticorrosión das pezas e compoñentes deberán cumprir as disposicións pertinentes de ETS-01-007 "Requisitos técnicos para pezas de perfís de aliaxe de aluminio" e ETS-01-006 "Requisitos técnicos para superficies de oxidación anódica". Tratamento”.

(2) Tratamento superficial: oxidación anódica, a superficie non debe ter grans grosos.

(3) Non se permite que a superficie das pezas teña defectos como gretas e engurras. Non se permite que as pezas se contaminen 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 automóbiles".

(5) Requisitos de rendemento mecánico: resistencia á tracción ≥ 210 MPa, límite de fluencia ≥ 180 MPa, alongamento despois da fractura A50 ≥ 8%.

(6) Os requisitos para a composición da aliaxe de aluminio para os vehículos de nova enerxía móstranse na táboa 1.

2 Optimización e análise comparativa da estrutura da matriz de extrusión Prodúcense cortes de enerxía a gran escala

(1) Solución tradicional 1: é dicir, para mellorar o deseño da matriz de extrusión frontal, como se mostra na figura 2. Segundo a idea de deseño convencional, como se mostra na frecha da figura, a posición da costela media e a posición de drenaxe sublingual son procesado, as drenaxes superior e inferior son de 20 ° nun lado e a altura de drenaxe H15 mm úsase para subministrar aluminio fundido á parte da costela. O coitelo baleiro sublingual transfírese en ángulo recto e o aluminio fundido permanece na esquina, o que é fácil de producir zonas mortas con escorias de aluminio. Despois da produción, verifícase por oxidación que a superficie é moi propensa a problemas de grans grosos.

Realizáronse as seguintes optimizacións preliminares ao proceso tradicional de fabricación de moldes:

a. En base a este molde, intentamos aumentar a subministración de aluminio ás costelas mediante a alimentación.

b. En función da profundidade orixinal, afonda a profundidade do coitelo baleiro sublingual, é dicir, engádese 5 mm aos 15 mm orixinais;

c. O ancho da lámina baleira sublingual amplíase 2 mm baseándose nos 14 mm orixinais. A imaxe real despois da optimización móstrase na Figura 3.

Os resultados da verificación mostran que despois das tres melloras preliminares anteriores, aínda existen defectos de grans grosos nos perfís despois do tratamento de oxidación e non foron razoablemente resoltos. 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) Propúxose o novo Esquema 2 baseado na optimización preliminar. O deseño do molde do novo esquema 2 móstrase na figura 4. Segundo o "principio de fluidez do metal" e a "lei de menor resistencia", o molde de pezas de automóbiles mellorada adopta o esquema de deseño de "buraco traseiro aberto". A posición da costela ten un papel no impacto directo e reduce a resistencia á fricción; a superficie de alimentación está deseñada para ter "forma de cuberta de pote" e a posición da ponte é procesada nun tipo de amplitude, o propósito é reducir a resistencia á fricción, mellorar a fusión e reducir a presión de extrusión; a ponte está afundida o máximo posible para evitar o problema dos grans grosos na parte inferior da ponte, e o ancho do coitelo baleiro baixo a lingua da parte inferior da ponte é ≤3 mm; a diferenza de pasos entre o cinto de traballo e o cinto de traballo da matriz inferior é ≤1,0 mm; o coitelo baleiro baixo a lingua da matriz superior é suave e de transición uniforme, sen deixar unha barreira de fluxo, e o buraco de formación está perforado o máis directamente posible; o cinto de traballo entre as dúas cabezas na nervadura interior media é o máis curto posible, tomando xeralmente un valor de 1,5 a 2 veces o grosor da parede; a ranura de drenaxe ten unha transición suave para satisfacer o requisito de suficiente auga metálica de aluminio que flúe na cavidade, presentando un estado totalmente fundido e non deixando zona morta en ningún lugar (o coitelo baleiro 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 suavemente, os cintos de traballo da matriz superior e inferior son planos, a resistencia á deformación redúcese e o fluxo de metal mellórase para reducir a deformación irregular. Pode suprimir de forma eficaz problemas como grans grosos e soldadura, garantindo así que a posición de descarga da costela e a velocidade da raíz da ponte estean sincronizadas con outras partes e suprimindo razoable e cientificamente problemas de superficie como a soldadura de grans grosos na superficie do aluminio. perfil. 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 1800t é de 23, o que cumpre os requisitos de rendemento da máquina. O proceso de extrusión móstrase na táboa 2.

Táboa 2 Proceso de produción por extrusión de perfís de aluminio para a montaxe de vigas de novos paquetes de baterías de vehículos eléctricos

Preste atención aos seguintes puntos ao extruir:

(1) Está prohibido quentar os moldes no mesmo forno, se non, a temperatura do molde será desigual e a cristalización ocorrerá facilmente.

(2) Se se produce unha parada anormal durante o proceso de extrusión, o tempo de parada non debe superar os 3 minutos, se non, o molde debe ser eliminado.

(3) Está prohibido volver ao forno para quentar e despois extruir directamente despois do desmoldeo.

4. Medidas de reparación de moldes e a súa eficacia

Despois de decenas de reparacións de moldes e melloras de moldes de proba, proponse o seguinte plan razoable de reparación de moldes.

(1) Fai a primeira corrección e axuste ao molde orixinal:

① Tenta afundir a ponte o máximo posible e o ancho do fondo da ponte debe ser ≤3 mm;

② A diferenza de pasos entre o cinto de traballo da cabeza e o cinto de traballo do molde inferior debe ser ≤1,0 mm;

③ Non deixe un bloqueo de fluxo;

④ O cinto de traballo entre as dúas cabezas masculinas nas costelas internas debe ser o máis curto posible e a transición da ranura de drenaxe debe ser suave, o máis grande e suave posible;

⑤ O cinto de traballo do molde inferior debe ser o máis curto posible;

⑥ Non se debe deixar ningunha zona morta en ningún lugar (o coitelo baleiro traseiro non debe exceder os 2 mm);

⑦ Repare o molde superior con grans grosos na cavidade interna, reduza o cinto de traballo do molde inferior e aplane o bloque de fluxo, ou non teña un bloque de fluxo e acurte o cinto de traballo do molde inferior.

(2) En función da modificación do molde e da mellora do molde anterior, realízanse as seguintes modificacións do molde:

① Elimina as zonas mortas das dúas cabezas masculinas;

② Raspe 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, soldadura e outros defectos existentes na superficie do molde. perfís de aluminio para vehículos eléctricos.

(4) O volume de extrusión aumentou desde as 5 t/d orixinais a 15 t/d, mellorando moito a eficiencia da produción.

5 Conclusión

Ao optimizar e mellorar repetidamente o molde orixinal resolveuse por completo un gran problema relacionado co gran groso na superficie e coa soldadura de perfís de aluminio para vehículos eléctricos.

(1) O eslabón débil do molde orixinal, a liña de posición da costela media, optimizouse racionalmente. Eliminando as zonas mortas das dúas cabezas, aplanando o bloque de fluxo, reducindo a diferenza de altura entre a cabeza e a zona de traballo da matriz inferior e acurtando a zona de traballo da matriz inferior, os defectos de superficie da aliaxe de aluminio 6063 utilizada neste tipo de automóbiles, como grans grosos e soldadura, foron superados con éxito.

(2) O volume de extrusión aumentou de 5 t/d a 15 t/d, mellorando moito a eficiencia da produción.

(3) Este caso exitoso de deseño e fabricación de matrices de extrusión é representativo e referenciable na produción de perfís similares e merece ser promocionado.