Introducere
Odată cu dezvoltarea industriei auto, piața grinzilor de impact din aliaj de aluminiu crește, de asemenea, rapid, deși încă relativ mică ca dimensiune generală. Conform previziunilor Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance pentru piața chineză a fasciculelor de impact din aliaj de aluminiu, până în 2025, cererea pieței este estimată la aproximativ 140.000 de tone, cu o dimensiune a pieței estimată să ajungă la 4,8 miliarde RMB. Până în 2030, cererea pieței este proiectată să fie de aproximativ 220.000 de tone, cu o dimensiune estimată a pieței de 7,7 miliarde RMB și o rată de creștere anuală compusă de aproximativ 13%. Tendința de dezvoltare a ușurării și creșterea rapidă a modelelor de vehicule de gamă medie până la înaltă sunt factori motrici importanți pentru dezvoltarea grinzilor de impact din aliaj de aluminiu în China. Perspectivele pieței pentru cutiile de impact pentru razele de impact auto sunt promițătoare.
Pe măsură ce costurile scad și tehnologia avansează, grinzile de impact frontale din aliaj de aluminiu și casetele de impact devin treptat mai răspândite. În prezent, acestea sunt utilizate în modelele de vehicule de gamă medie până la înaltă, cum ar fi Audi A3, Audi A4L, BMW seria 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal și Buick LaCrosse.
Grinzile de impact din aliaj de aluminiu sunt compuse în principal din traverse de impact, cutii de impact, plăci de bază de montare și manșoane pentru cârlige de remorcare, așa cum se arată în Figura 1.
Figura 1: Ansamblu grinzi de impact din aliaj de aluminiu
Caseta de impact este o cutie metalică situată între fasciculul de impact și două grinzi longitudinale ale vehiculului, servind în esență drept container de absorbție a energiei. Această energie se referă la forța de impact. Când un vehicul se confruntă cu o coliziune, fasciculul de impact are un anumit grad de capacitate de absorbție a energiei. Cu toate acestea, dacă energia depășește capacitatea fasciculului de impact, aceasta va transfera energia în caseta de impact. Caseta de impact absoarbe toată forța de impact și se deformează, asigurându-se că grinzile longitudinale rămân nedeteriorate.
1 Cerințe pentru produs
1.1 Dimensiunile trebuie să respecte cerințele de toleranță ale desenului, așa cum se arată în Figura 2.
1.3 Cerințe de performanță mecanică:
Rezistența la tracțiune: ≥215 MPa
Limita de curgere: ≥205 MPa
Alungire A50: ≥10%
1.4 Performanța de zdrobire a casetei de accidentare:
De-a lungul axei X a vehiculului, folosind o suprafață de coliziune mai mare decât secțiunea transversală a produsului, încărcați cu o viteză de 100 mm/min până la strivire, cu o cantitate de compresie de 70%. Lungimea inițială a profilului este de 300 mm. La joncțiunea nervurii de armare și peretele exterior, fisurile trebuie să fie mai mici de 15 mm pentru a fi considerate acceptabile. Trebuie să se asigure că fisurarea permisă nu compromite capacitatea de absorbție a energiei de strivire a profilului și nu ar trebui să existe fisuri semnificative în alte zone după zdrobire.
2 Abordarea dezvoltării
Pentru a îndeplini simultan cerințele de performanță mecanică și performanță de zdrobire, abordarea de dezvoltare este următoarea:
Utilizați tijă 6063B cu o compoziție de aliaj primar de Si 0,38-0,41% și Mg 0,53-0,60%.
Efectuați stingerea aerului și îmbătrânirea artificială pentru a obține condiția T6.
Utilizați stingerea cu ceață + aer și efectuați un tratament de supra-îmbătrânire pentru a obține starea T7.
3 Producție pilot
3.1 Condiții de extrudare
Productia se realizeaza pe o presa de extrudare 2000T cu un raport de extrudare de 36. Materialul folosit este tija de aluminiu omogenizata 6063B. Temperaturile de încălzire ale tijei de aluminiu sunt următoarele: IV zona 450-III zona 470-II zona 490-1 zona 500. Presiunea de străpungere a cilindrului principal este de aproximativ 210 bar, cu faza de extrudare stabilă având o presiune de extrudare apropiată de 180 bar. . Viteza arborelui de extrudare este de 2,5 mm/s, iar viteza de extrudare a profilului este de 5,3 m/min. Temperatura la ieșirea de extrudare este de 500-540°C. Stingerea se face folosind răcirea cu aer cu puterea ventilatorului stâng la 100%, puterea ventilatorului mijlociu la 100% și puterea ventilatorului dreapta la 50%. Viteza medie de răcire în zona de călire atinge 300-350°C/min, iar temperatura după ieșirea din zona de călire este de 60-180°C. Pentru stingerea cu ceață + aer, viteza medie de răcire în zona de încălzire ajunge la 430-480°C/min, iar temperatura după ieșirea din zona de stingere este de 50-70°C. Profilul nu prezintă o îndoire semnificativă.
3.2 Îmbătrânirea
În urma procesului de îmbătrânire T6 la 185°C timp de 6 ore, duritatea și proprietățile mecanice ale materialului sunt următoarele:
Conform procesului de îmbătrânire T7 la 210°C timp de 6 ore și 8 ore, duritatea și proprietățile mecanice ale materialului sunt următoarele:
Pe baza datelor de testare, metoda de stingere cu ceață + aer, combinată cu procesul de îmbătrânire la 210°C/6h, îndeplinește cerințele atât pentru performanța mecanică, cât și pentru testarea la strivire. Având în vedere rentabilitatea, metoda de stingere cu ceață + aer și procesul de îmbătrânire la 210°C/6h au fost selectate pentru producție pentru a satisface cerințele produsului.
3.3 Test de strivire
Pentru a doua și a treia tijă, capătul de cap este tăiat cu 1,5 m, iar capătul de coadă este tăiat cu 1,2 m. Două mostre sunt prelevate fiecare din secțiunile cap, mijloc și coadă, cu o lungime de 300 mm. Testele de zdrobire sunt efectuate după învechire la 185°C/6h și 210°C/6h și 8h (date de performanță mecanică așa cum este menționat mai sus) pe o mașină universală de testare a materialelor. Testele sunt efectuate la o viteză de încărcare de 100 mm/min cu o cantitate de compresie de 70%. Rezultatele sunt următoarele: pentru stingerea în ceață + aer cu procesele de îmbătrânire la 210°C/6h și 8h, testele de zdrobire îndeplinesc cerințele, așa cum se arată în Figura 3-2, în timp ce probele stinse cu aer prezintă fisuri pentru toate procesele de îmbătrânire. .
Pe baza rezultatelor testelor de zdrobire, stingerea cu ceață + aer cu procesele de îmbătrânire la 210°C/6h și 8h îndeplinesc cerințele clientului.
4 Concluzie
Optimizarea proceselor de stingere și îmbătrânire este crucială pentru dezvoltarea cu succes a produsului și oferă o soluție de proces ideală pentru produsul crash box.
Prin teste ample, s-a determinat că starea materialului pentru produsul crash box ar trebui să fie 6063-T7, metoda de stingere este ceață + răcire cu aer, iar procesul de îmbătrânire la 210°C/6h este cea mai bună alegere pentru extrudarea tijelor de aluminiu. cu temperaturi cuprinse între 480-500°C, viteza arborelui de extrudare de 2,5 mm/s, temperatura matriței de extrudare de 480°C și temperatura de ieșire a extrudarii de 500-540°C.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminium
Ora postării: mai-07-2024
