Вовед
Со развојот на автомобилската индустрија, пазарот на ударни греди од алуминиумски легури исто така брзо расте, иако сè уште е релативно мал во вкупна големина. Според прогнозата на Алијансата за иновации во автомобилската лесна технологија за кинескиот пазар на ударни греди од алуминиумски легури, до 2025 година, побарувачката на пазарот се проценува на околу 140.000 тони, со очекувана големина на пазарот да достигне 4,8 милијарди јуани. До 2030 година, се предвидува побарувачката на пазарот да биде приближно 220.000 тони, со проценета големина на пазарот од 7,7 милијарди јуани и сложена годишна стапка на раст од околу 13%. Трендот на развој на лесната тежина и брзиот раст на моделите на возила од средна до висока класа се важни фактори за развој на ударни греди од алуминиумски легури во Кина. Перспективите на пазарот за кутии за ударни греди во автомобилската индустрија се ветувачки.
Со намалувањето на трошоците и напредокот на технологијата, предните греди за удар и кутиите за судир од алуминиумски легури постепено стануваат сè пораспространети. Во моментов, тие се користат во модели на возила од средна до висока класа како што се Audi A3, Audi A4L, BMW серија 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal и Buick LaCrosse.
Ударните греди од алуминиумска легура се составени главно од ударни попречни греди, кутии за судир, монтажни основни плочи и ракави за куки за влечење, како што е прикажано на Слика 1.
Слика 1: Склоп на ударна греда од алуминиумска легура
Кутијата за судир е метална кутија сместена помеѓу гредата на ударот и двете надолжни зраци на возилото, во суштина служи како контејнер за апсорпција на енергија. Оваа енергија се однесува на силата на ударот. Кога возилото доживува судир, гредата на ударот има одреден степен на способност за апсорпција на енергија. Меѓутоа, ако енергијата го надмине капацитетот на гредата на ударот, таа ќе ја пренесе енергијата во кутијата за судир. Кутијата за судир ја апсорбира целата сила на ударот и се деформира, осигурувајќи дека надолжните зраци остануваат неоштетени.
1 Барања за производот
1.1 Димензиите мора да се придржуваат до барањата за толеранција на цртежот, како што е прикажано на Слика 2.
1.3 Барања за механички перформанси:
Затегнувачка цврстина: ≥215 MPa
Јачина на истегнување: ≥205 MPa
Издолжување A50: ≥10%
1.4 Перформанси на кршење на кутијата за судир:
По должината на X-оската на возилото, користејќи површина на судир поголема од пресекот на производот, оптоварување со брзина од 100 mm/min до кршење, со количина на компресија од 70%. Почетната должина на профилот е 300 mm. На спојот на арматурното ребро и надворешниот ѕид, пукнатините треба да бидат помали од 15 mm за да се сметаат за прифатливи. Треба да се осигура дека дозволеното пукање не го нарушува капацитетот на профилот за апсорпција на енергијата на кршење и дека не треба да има значителни пукнатини во другите области по кршењето.
2 Развоен пристап
За истовремено да се задоволат барањата за механички перформанси и перформанси на дробење, пристапот за развој е како што следува:
Користете прачка 6063B со примарен состав на легура од Si 0,38-0,41% и Mg 0,53-0,60%.
Извршете гаснење со воздух и вештачко стареење за да се постигне состојбата T6.
Употребете гаснење со магла + воздух и спроведете третман против прекумерно стареење за да се постигне состојбата T7.
3 Пилот продукција
3.1 Услови за екструзија
Производството се изведува на преса за екструзија од 2000T со коефициент на екструзија од 36. Користениот материјал е хомогенизирана алуминиумска прачка 6063B. Температурите на загревање на алуминиумската прачка се следниве: IV зона 450-III зона 470-II зона 490-1 зона 500. Притисокот на пробив на главниот цилиндар е околу 210 бари, при што стабилната фаза на екструзија има притисок на екструзија близу 180 бари. Брзината на вратилото на екструзијата е 2,5 mm/s, а брзината на профилната екструзија е 5,3 m/min. Температурата на излезот од екструзијата е 500-540°C. Гасењето се врши со воздушно ладење со моќност на левиот вентилатор на 100%, моќност на средниот вентилатор на 100% и моќност на десниот вентилатор на 50%. Просечната брзина на ладење во зоната на гаснење достигнува 300-350°C/min, а температурата по излегувањето од зоната на гаснење е 60-180°C. За гаснење со магла + воздух, просечната брзина на ладење во зоната на греење достигнува 430-480°C/мин, а температурата по излегување од зоната на гаснење е 50-70°C. Профилот не покажува значително свиткување.
3.2 Стареење
По процесот на стареење T6 на 185°C во тек на 6 часа, тврдоста и механичките својства на материјалот се следниве:
Според процесот на стареење T7 на 210°C во тек на 6 часа и 8 часа, тврдоста и механичките својства на материјалот се следниве:
Врз основа на податоците од тестовите, методот на гаснење со магла + воздух, во комбинација со процесот на стареење на 210°C/6 часа, ги исполнува барањата и за механички перформанси и за тестирање на дробење. Имајќи ја предвид економичноста, методот на гаснење со магла + воздух и процесот на стареење на 210°C/6 часа беа избрани за производство за да ги задоволат барањата на производот.
3.3 Тест на дробење
За втората и третата прачка, главниот крај е отсечен за 1,5 m, а опашниот крај е отсечен за 1,2 m. По два примерока се земаат од главниот, средниот и задниот дел, со должина од 300 mm. Тестовите за дробење се спроведуваат по стареење на 185°C/6h и 210°C/6h и 8h (податоци за механички перформанси како што е споменато погоре) на универзална машина за тестирање на материјали. Тестовите се спроведуваат со брзина на оптоварување од 100 mm/min со количина на компресија од 70%. Резултатите се следниве: за гаснење со магла + воздух со процесите на стареење на 210°C/6h и 8h, тестовите за дробење ги исполнуваат барањата, како што е прикажано на Слика 3-2, додека примероците гаснени со воздух покажуваат пукање за сите процеси на стареење.
Врз основа на резултатите од тестот за дробење, гаснењето со магла + воздух со процесите на стареење од 210°C/6 часа и 8 часа ги задоволува барањата на клиентот.
4 Заклучок
Оптимизацијата на процесите на калење и стареење е клучна за успешен развој на производот и обезбедува идеално процесно решение за производот од кутија за кршење.
Преку обемно тестирање, утврдено е дека состојбата на материјалот за производот од кутија за истегнување треба да биде 6063-T7, методот на гаснење е ладење со магла + воздух, а процесот на стареење на 210°C/6 часа е најдобриот избор за екструдирање на алуминиумски прачки со температури кои се движат од 480-500°C, брзина на екструзивно вратило од 2,5 mm/s, температура на екструдиран калап од 480°C и температура на излез на екструзија од 500-540°C.
Уредено од Меј Џијанг од MAT Aluminum
Време на објавување: 07.05.2024
