Introdución
Co desenvolvemento da industria do automóbil, o mercado de vigas de impacto de aliaxe de aluminio tamén está a medrar rapidamente, aínda que aínda é relativamente pequeno no tamaño global. Segundo a previsión da Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance para o mercado de feixe de impacto de aliaxe de aluminio chinés, en 2025, estímase que a demanda do mercado roldaba as 140.000 toneladas, cun tamaño do mercado que alcanzará os 4.800 millóns de RMB. Para o 2030, a demanda do mercado proxéctase aproximadamente a 220.000 toneladas, cun tamaño estimado no mercado de 7,7 millóns de RMB e unha taxa de crecemento anual composta de aproximadamente o 13%. A tendencia de desenvolvemento do lixeiro e o rápido crecemento dos modelos de vehículos de gama media a alta son importantes factores de condución para o desenvolvemento de raios de impacto de aliaxe de aluminio en China. As perspectivas de mercado de caixas de accidentes de raios de impacto de automóbiles son prometedoras.
A medida que os custos diminúen e os avances tecnolóxicos, os raios de impacto frontal de aliaxe de aluminio e as caixas de accidentes están a estenderse gradualmente. Actualmente úsanse en modelos de vehículos de gama alta como Audi A3, Audi A4L, BMW 3 Series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal e Buick Lacrosse.
Os feixes de impacto de aliaxe de aluminio están compostos principalmente por raios cruzados de impacto, caixas de choque, placas de base de montaxe e mangas de gancho de remolque, como se mostra na figura 1.
Figura 1: montaxe de feixe de impacto de aliaxe de aluminio
A caixa de accidentes é unha caixa metálica situada entre o feixe de impacto e dous raios lonxitudinais do vehículo, servindo esencialmente como recipiente que absorbe a enerxía. Esta enerxía refírese á forza do impacto. Cando un vehículo experimenta unha colisión, o feixe de impacto ten un certo grao de capacidade de absorción de enerxía. Non obstante, se a enerxía supera a capacidade do feixe de impacto, transferirá a enerxía á caixa de accidentes. A caixa de accidentes absorbe toda a forza de impacto e deforma, asegurando que as vigas lonxitudinais permanezan indemne.
1 requisitos do produto
1.1 As dimensións deben cumprir os requisitos de tolerancia do debuxo, como se mostra na figura 2.
1.3 Requisitos de rendemento mecánico:
Resistencia á tracción: ≥215 MPa
Forza de rendemento: ≥205 MPa
Elongación A50: ≥10%
1.4 Rendemento de esmagamento da caixa de accidentes:
Ao longo do eixe X do vehículo, empregando unha superficie de colisión maior que a sección transversal do produto, carga a unha velocidade de 100 mm/min ata a trituración, cunha cantidade de compresión do 70%. A lonxitude inicial do perfil é de 300 mm. Na unión da costela de reforzo e da parede exterior, as fisuras deben ser inferiores a 15 mm para ser aceptables. Debe asegurarse de que o cracking permitido non comprometa a esmagadora capacidade de absorción de enerxía do perfil e non debería haber fisuras significativas noutras áreas despois de esmagar.
2 Enfoque de desenvolvemento
Para cumprir simultaneamente os requisitos do rendemento mecánico e o rendemento de esmagamento, o enfoque de desenvolvemento é o seguinte:
Use a varilla 6063b cunha composición de aliaxe primaria de SI 0,38-0,41% e Mg 0,53-0,60%.
Realice o calmante de aire e o envellecemento artificial para lograr a condición T6.
Empregue a néboa + a extinción de aire e realice un tratamento excesivo para alcanzar a condición T7.
3 produción piloto
3.1 Condicións de extrusión
A produción realízase nunha prensa de extrusión de 2000T cunha relación de extrusión de 36. O material empregado é a varilla de aluminio homoxeneizado 6063b. As temperaturas de calefacción da varilla de aluminio son as seguintes: Zona IV 450-III Zona 470-II Zona 490-1 Zona 500. A presión avanzada do cilindro principal é de arredor de 210 bar, coa fase de extrusión estable cunha presión de extrusión preto de 180 barras . A velocidade do eixe de extrusión é de 2,5 mm/s, e a velocidade de extrusión do perfil é de 5,3 m/min. A temperatura na toma de extrusión é de 500-540 ° C. A extinción faise usando o arrefriamento de aire coa potencia do ventilador esquerdo ao 100%, a potencia do ventilador medio ao 100%e a potencia do ventilador dereito no 50%. A taxa media de refrixeración dentro da zona de extinción alcanza os 300-350 ° C/min, e a temperatura despois de saír da zona de extinción é de 60-180 ° C. Para a extinción de aire + o aire, a taxa de refrixeración media dentro da zona de calefacción alcanza os 430-480 ° C/min, e a temperatura despois de saír da zona de extinción é de 50-70 ° C. O perfil non presenta unha flexión significativa.
3.2 Envellecemento
Despois do proceso de envellecemento do T6 a 185 ° C durante 6 horas, a dureza e as propiedades mecánicas do material son as seguintes:
Segundo o proceso de envellecemento do T7 a 210 ° C durante 6 horas e 8 horas, a dureza e as propiedades mecánicas do material son as seguintes:
Con base nos datos da proba, o método de extinción de Air Mist +, combinado co proceso de envellecemento de 210 ° C/6H, cumpre os requisitos tanto para o rendemento mecánico como para as probas de esmagamento. Considerando a rentabilidade, seleccionáronse o método Mist + Air Quenching e o proceso de envellecemento de 210 ° C/6H para a produción para cumprir os requisitos do produto.
3.3 Proba de esmagamento
Para a segunda e a terceira varilla, o extremo da cabeza está cortado por 1,5 m e o extremo da cola está cortado en 1,2m. Toman dúas mostras cada unha das seccións de cabeza, media e cola, cunha lonxitude de 300 mm. As probas de trituración realízanse despois do envellecemento a 185 ° C/6H e 210 ° C/6H e 8H (datos de rendemento mecánico como se mencionou anteriormente) nunha máquina de proba de material universal. As probas realízanse a unha velocidade de carga de 100 mm/min cunha cantidade de compresión do 70%. Os resultados son os seguintes: para a néboa + o aire de aire cos procesos de envellecemento de 210 ° C/6H e 8H, as probas de esmagamento cumpren os requisitos, como se mostra na figura 3-2, mentres que as mostras recortadas por aire presentan fisuras para todos os procesos de envellecemento .
Con base nos resultados das probas de esmagamento, a extinción de aire + aire cos procesos de envellecemento de 210 ° C/6H e 8H cumpren os requisitos do cliente.
4 Conclusión
A optimización de procesos de extinción e envellecemento é crucial para o desenvolvemento exitoso do produto e proporciona unha solución de proceso ideal para o produto de caixa de accidentes.
A través dunha proba extensa, determinouse que o estado material para o produto de caixa de accidentes debería ser 6063-T7, o método de extinción é o refrixeración de néboa + o aire e o proceso de envellecemento a 210 ° C/6H é a mellor opción para a extrusión de barras de aluminio con temperaturas que oscilan entre os 480 e os 500 ° C, a velocidade do eixe de extrusión de 2,5 mm/s, a temperatura da extrusión de 480 ° C e a temperatura de saída de extrusión de 500-540 ° C.
Editado por maio Jiang de Mat Aluminum
Tempo de publicación: maio-07-2024
