A környezetvédelem iránti növekvő tudatosság, az új energiaforrások fejlesztése és népszerűsítése világszerte sürgetővé tette az energiahordozókkal működő járművek népszerűsítését és alkalmazását. Ugyanakkor az autóipari anyagok könnyűszerkezetes fejlesztésére, az alumíniumötvözetek biztonságos alkalmazására, valamint felületi minőségére, méretére és mechanikai tulajdonságaira vonatkozó követelmények egyre magasabbak. Egy 1,6 t súlyú elektromos jármű példájánál az alumíniumötvözet anyaga körülbelül 450 kg, ami körülbelül 30%-ot tesz ki. Az extrudálási gyártási folyamat során megjelenő felületi hibák, különösen a belső és külső felületeken fellépő durva szemcsés probléma, komolyan befolyásolják az alumíniumprofilok gyártási folyamatát, és alkalmazásfejlesztésük szűk keresztmetszetévé válnak.
Az extrudált profilok esetében az extrudáló szerszámok tervezése és gyártása rendkívül fontos, ezért az elektromos járművekhez (EV) való alumíniumprofilokhoz való szerszámok kutatása és fejlesztése elengedhetetlen. A tudományos és ésszerű szerszámmegoldások javaslata tovább javíthatja az elektromos járművekhez való alumíniumprofilok minősített sebességét és extrudálási termelékenységét a piaci igények kielégítése érdekében.
1 Termékszabványok
(1) Az alkatrészek és részegységek anyagainak, felületkezelésének és korrózióvédelmének meg kell felelnie az ETS-01-007 „Alumíniumötvözet profilalkatrészekre vonatkozó műszaki követelmények” és az ETS-01-006 „Anódos oxidációs felületkezelésre vonatkozó műszaki követelmények” vonatkozó rendelkezéseinek.
(2) Felületkezelés: Anódos oxidáció, a felület nem tartalmazhat durva szemcséket.
(3) Az alkatrészek felületén nem lehetnek hibák, például repedések és gyűrődések. Az alkatrészek oxidáció után nem szennyeződhetnek.
(4) A termékben tiltott anyagok megfelelnek a Q/JL J160001-2017 „A gépjárműalkatrészekben és anyagokban található tiltott és korlátozott anyagokra vonatkozó követelmények” című dokumentum követelményeinek.
(5) Mechanikai teljesítménykövetelmények: szakítószilárdság ≥ 210 MPa, folyáshatár ≥ 180 MPa, szakadás utáni nyúlás A50 ≥ 8%.
(6) Az új energiahordozókkal működő járművek alumíniumötvözet-összetételére vonatkozó követelményeket az 1. táblázat mutatja.
2 Az extrudáló szerszám szerkezetének optimalizálása és összehasonlító elemzése Nagyméretű áramkimaradások előfordulnak
(1) Hagyományos 1. megoldás: azaz a 2. ábrán látható módon javítani kell az elülső extrudáló szerszám kialakítását. A hagyományos kialakítás szerint, ahogy az ábrán a nyíl mutatja, a középső bordapozíciót és a nyelv alatti elvezetési pozíciót megmunkálják, a felső és alsó elvezetések 20°-os szögben helyezkednek el az egyik oldalon, és a H15 mm-es elvezetési magasságot az olvadt alumínium bordarészhez való juttatására használják. A nyelv alatti üres kést derékszögben viszik át, és az olvadt alumínium a sarokban marad, ami könnyen holt zónákat eredményez az alumíniumsalak miatt. A gyártás után oxidációval igazolják, hogy a felület rendkívül hajlamos a durva szemcsés problémákra.
A hagyományos formagyártási folyamaton a következő előzetes optimalizálásokat végezték el:
a. Ezen öntőforma alapján megpróbáltuk növelni a bordák alumíniumellátását adagolással.
b. Az eredeti mélység alapján a szublingvális üres kés mélységét elmélyítik, azaz az eredeti 15 mm-hez 5 mm-t adnak hozzá;
c. A szublingvális üres penge szélességét 2 mm-rel kiszélesítettük az eredeti 14 mm-hez képest. Az optimalizálás utáni tényleges képet a 3. ábra mutatja.
Az ellenőrzési eredmények azt mutatják, hogy a fenti három előzetes fejlesztés után is fennállnak durva szemcsehibák a profilokban az oxidációs kezelés után, és ezeket nem sikerült megfelelően kiküszöbölni. Ez azt mutatja, hogy az előzetes fejlesztési terv továbbra sem tudja kielégíteni az elektromos járművek alumíniumötvözet anyagainak gyártási követelményeit.
(2) Az előzetes optimalizálás alapján javasolták az új 2. sémát. Az új 2. séma formatervét a 4. ábra mutatja. A „fémfolyékonysági elv” és a „legkisebb ellenállás törvénye” szerint a továbbfejlesztett autóipari alkatrész-forma a „nyitott hátsó furat” kialakítást alkalmazza. A borda elhelyezkedése szerepet játszik a közvetlen ütközésben és csökkenti a súrlódási ellenállást; az adagolófelületet „edényfedél alakúra” tervezték, a híd helyzetét pedig amplitúdó típusúra alakították ki, a cél a súrlódási ellenállás csökkentése, a fúzió javítása és az extrudálási nyomás csökkentése; a híd a lehető legnagyobb mértékben süllyesztett, hogy megakadályozza a durva szemcsék problémáját a híd alján, és az üres kés szélessége a híd aljának nyelve alatt ≤3 mm; a munkaszalag és az alsó szerszám munkaszalagja közötti lépéskülönbség ≤1,0 mm; a felső szerszámnyelv alatti üres kés sima és egyenletes átmenettel rendelkezik, anélkül, hogy áramlási akadályt hagyna, és az alakítófurat a lehető legközvetlenebbül van kilyukasztva; A középső belső bordánál a két fej közötti munkaszalag a lehető legrövidebb, általában a falvastagság 1,5-2-szeresét veszi fel; a vízelvezető horony sima átmenettel rendelkezik, hogy elegendő fém-alumínium víz áramolhasson az üregbe, teljesen beolvadt állapotot mutatva, és sehol ne hagyjon holt zónát (a felső szerszám mögötti üres kés nem haladja meg a 2-2,5 mm-t). Az extrudáló szerszám szerkezetének összehasonlítása a fejlesztés előtt és után az 5. ábra mutatja.
(3) Fordítson figyelmet a megmunkálási részletek javítására. A híd pozíciója polírozott és simán csatlakozik, a felső és alsó szerszámmegmunkáló övek laposak, a deformációs ellenállás csökken, és a fém áramlása javul az egyenetlen deformáció csökkentése érdekében. Hatékonyan elnyomhatja az olyan problémákat, mint a durva szemcsék és az összehegedés, ezáltal biztosítva, hogy a borda kisülési helyzete és a hídgyökér sebessége szinkronban legyen a többi alkatrészével, és ésszerűen és tudományosan elnyomja a felületi problémákat, például a durva szemcsék összehegedését az alumíniumprofil felületén. A forma vízelvezetésének javítása előtti és utáni összehasonlítás a 6. ábrán látható.
3 Extrudálási folyamat
Az elektromos járművekhez használt 6063-T6 alumíniumötvözet esetében az osztott szerszám extrudálási aránya 20-80-nak adódik, az alumínium anyag extrudálási aránya az 1800 tonnás gépen pedig 23, ami megfelel a gép gyártási teljesítménykövetelményeinek. Az extrudálási folyamatot a 2. táblázat mutatja.
2. táblázat Az új elektromos járművek akkumulátorcsomagjainak tartógerendáihoz használt alumínium profilok extrudálási gyártási folyamata
Extrudáláskor figyeljen a következő pontokra:
(1) Tilos a formákat ugyanabban a kemencében melegíteni, különben a forma hőmérséklete egyenetlen lesz, és könnyen kristályosodhat.
(2) Ha az extrudálási folyamat során rendellenes leállás történik, a leállási idő nem haladhatja meg a 3 percet, ellenkező esetben a formát el kell távolítani.
(3) Tilos a formából való kivétel után közvetlenül a kemencébe melegítés céljából visszatérni, majd extrudálni.
4. Penészjavító intézkedések és azok hatékonysága
Több tucatnyi penészjavítás és próbapenész-fejlesztés után a következő ésszerű penészjavítási tervet javasoljuk.
(1) Végezze el az első korrekciót és beállítást az eredeti öntőformán:
① Próbálja meg a hidat a lehető legjobban süllyeszteni, és a híd aljának szélessége ≤3 mm legyen;
② A fej munkaszíjának és az alsó forma munkaszíjának lépéskülönbsége ≤1,0 mm legyen;
③ Ne hagyjon áramlási blokkot;
4. A belső bordáknál lévő két hímfej közötti munkaszíjnak a lehető legrövidebbnek kell lennie, és a vízelvezető horony átmenetének simának, a lehető legnagyobbnak és simábbnak kell lennie;
5 Az alsó forma munkaszalagjának a lehető legrövidebbnek kell lennie;
6. Sehol sem szabad holt zónát hagyni (a hátsó üres kés nem haladhatja meg a 2 mm-t);
7. Javítsa meg a felső öntőforma belső üregében durva szemcséket, csökkentse az alsó öntőforma munkaszíját és lapítsa el az áramlási blokkot, vagy ne használjon áramlási blokkot és rövidítse le az alsó öntőforma munkaszíját.
(2) A fenti forma további módosítása és fejlesztése alapján a következő formamódosításokat hajtják végre:
① Szüntesse meg a két hímfej holt zónáit;
② Kapard le az áramlási blokkot;
③ Csökkentse a fej és az alsó szerszám munkazónája közötti magasságkülönbséget;
④ Rövidítse le az alsó szerszámmegmunkálási zónát.
(3) A forma javítása és fejlesztése után a késztermék felületi minősége ideális állapotba kerül, fényes felülettel és durva szemcsék nélkül, ami hatékonyan megoldja az elektromos járművek alumínium profiljainak felületén található durva szemcsék, hegesztési hibák és egyéb hibák problémáit.
(4) Az extrudálási mennyiség az eredeti 5 t/nap-ról 15 t/nap-ra nőtt, ami jelentősen javította a termelési hatékonyságot.
5 Következtetés
Az eredeti forma ismételt optimalizálásával és fejlesztésével teljesen megoldották az elektromos járművek alumíniumprofiljainak felületén lévő durva szemcsézettséggel és hegesztéssel kapcsolatos egyik fő problémát.
(1) Az eredeti forma gyenge láncszemét, a középső borda helyzetvonalát racionálisan optimalizálták. A két fej holtzónáinak kiküszöbölésével, az áramlási blokk ellaposításával, a fej és az alsó szerszám munkazónája közötti magasságkülönbség csökkentésével, valamint az alsó szerszám munkazónájának lerövidítésével sikeresen kiküszöbölték az ilyen típusú autókban használt 6063 alumíniumötvözet felületi hibáit, például a durva szemcséket és a hegesztési hibákat.
(2) Az extrudálási mennyiség 5 t/nap-ról 15 t/nap-ra nőtt, ami jelentősen javította a termelési hatékonyságot.
(3) Az extrudáló szerszámok tervezésének és gyártásának ez a sikeres esete reprezentatív és referenciaként szolgál hasonló profilok gyártásában, és népszerűsítésre méltó.
Közzététel ideje: 2024. november 16.
