Bevezetés
Az autóipar fejlődésével az alumíniumötvözetből készült ütőgerendák piaca is gyorsan növekszik, bár összességében még mindig viszonylag kicsi. Az Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance előrejelzése szerint a kínai alumíniumötvözet ütőgerendák piacára vonatkozóan 2025-re a piaci kereslet körülbelül 140 000 tonnára becsülhető, a piac mérete pedig várhatóan eléri a 4,8 milliárd RMB-t. 2030-ra a piaci kereslet az előrejelzések szerint megközelítőleg 220 000 tonna lesz, a piac becsült mérete 7,7 milliárd RMB, és az összetett éves növekedési ráta körülbelül 13%. A könnyű súlyozás fejlődési trendje és a közepes és felső kategóriás járműmodellek gyors növekedése fontos hajtóerőt jelentenek az alumíniumötvözetből készült ütközőgerendák fejlesztésében Kínában. Az autóipari ütközőgerendás ütköződobozok piaci kilátásai ígéretesek.
A költségek csökkenésével és a technológia fejlődésével az alumíniumötvözetből készült első ütközőgerendák és az ütköződobozok fokozatosan elterjedtek. Jelenleg olyan közép- és felsőkategóriás járműmodellekben használják őket, mint az Audi A3, Audi A4L, BMW 3 sorozat, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal és Buick LaCrosse.
Az 1. ábrán látható módon az alumíniumötvözet ütőgerendák főként ütköző kereszttartókból, ütköződobozokból, rögzítő alaplemezekből és vonóhorog hüvelyekből állnak.
1. ábra: Alumíniumötvözet ütőgerenda-egység
Az ütköződoboz egy fémdoboz, amely az ütközőgerenda és a jármű két hosszanti gerendája között helyezkedik el, és lényegében energiaelnyelő tartályként szolgál. Ez az energia a becsapódás erejére utal. Amikor egy jármű ütközést tapasztal, az ütközősugár bizonyos fokú energiaelnyelő képességgel rendelkezik. Ha azonban az energia meghaladja az ütközőnyaláb kapacitását, az energiát továbbítja az ütköződoboznak. Az ütköződoboz elnyeli az összes ütközőerőt, és deformálódik, így biztosítva, hogy a hosszanti gerendák sértetlenek maradjanak.
1 Termékkövetelmények
1.1 A méreteknek meg kell felelniük a rajz tűréskövetelményeinek, amint az a 2. ábrán látható.
1.3 Mechanikai teljesítménykövetelmények:
Szakítószilárdság: ≥215 MPa
Folyási szilárdság: ≥205 MPa
Megnyúlás A50: ≥10%
1.4 Crash Box zúzási teljesítmény:
A jármű X-tengelye mentén, a termék keresztmetszeténél nagyobb ütközési felületet használva, 100 mm/perc sebességgel terheljük zúzódásig, 70%-os összenyomódással. A profil kezdeti hossza 300 mm. A merevítő borda és a külső fal találkozásánál a repedéseknek 15 mm-nél kisebbnek kell lenniük, hogy elfogadhatónak lehessen tekinteni. Ügyelni kell arra, hogy a megengedett repedés ne sértse a profil zúzóenergia-elnyelő képességét, és a zúzódás után más területeken ne keletkezzen jelentős repedés.
2 Fejlesztési megközelítés
A mechanikai teljesítmény és a zúzási teljesítmény követelményeinek egyidejű teljesítése érdekében a fejlesztési megközelítés a következő:
Használjon 6063B rudat, amelynek elsődleges ötvözet-összetétele Si 0,38-0,41% és Mg 0,53-0,60%.
Végezzen levegős oltást és mesterséges öregítést a T6 állapot elérése érdekében.
Használjon köd + levegő oltást, és végezzen túlöregedési kezelést a T7 állapot elérése érdekében.
3 Kísérleti gyártás
3.1 Az extrudálás feltételei
A gyártás 2000T extrudáló présen történik 36 extrudálási arány mellett. A felhasznált anyag 6063B homogenizált alumínium rúd. Az alumínium rúd fűtési hőmérsékletei a következők: IV zóna 450-III zóna 470-II zóna 490-1 zóna 500. A főhenger áttörési nyomása 210 bar körül van, a stabil extrudálási fázis extrudálási nyomása közel 180 bar . Az extrudáló tengely sebessége 2,5 mm/s, a profil extrudálási sebessége 5,3 m/perc. A hőmérséklet az extrudálás kimeneténél 500-540 °C. Az oltás léghűtéssel történik, a bal oldali ventilátor teljesítménye 100%, a középső ventilátor teljesítménye 100%, a jobb oldali ventilátor teljesítménye 50%. Az oltózónán belül az átlagos hűtési sebesség eléri a 300-350°C/perc értéket, az oltózónából való kilépés után a hőmérséklet 60-180°C. Köd+levegő oltásnál az átlagos hűtési sebesség a fűtési zónán belül eléri a 430-480°C/perc értéket, az oltási zónából való kilépés utáni hőmérséklet pedig 50-70°C. A profil nem mutat jelentős hajlítást.
3.2 Öregedés
A T6 öregítési folyamatot követően 185°C-on 6 órán keresztül az anyag keménysége és mechanikai tulajdonságai a következők:
A T7 öregítési folyamat szerint 210°C-on 6 és 8 órán keresztül az anyag keménysége és mechanikai tulajdonságai a következők:
A tesztadatok alapján a köd+levegő oltási módszer a 210°C/6 órás öregítési eljárással kombinálva mind a mechanikai teljesítőképesség, mind a nyomóvizsgálati követelményeknek megfelel. A költséghatékonyság figyelembevételével a köd + levegő oltási módszert és a 210°C/6 órás öregítési eljárást választottuk a gyártáshoz, hogy megfeleljenek a termék követelményeinek.
3.3 Zúzási teszt
A második és harmadik rúdnál a fej végét 1,5 méterrel, a farok végét 1,2 méterrel levágják. Két-két mintát veszünk a fejből, a középső részből és a farokból, 300 mm hosszúságban. A nyomópróbákat 185 °C/6 óra és 210 °C/6 óra és 8 óra (a fent említett mechanikai teljesítményadatok) végzett öregítés után egy univerzális anyagvizsgáló gépen végzik. A vizsgálatokat 100 mm/perc terhelési sebesség mellett, 70%-os összenyomódás mellett végzik. Az eredmények a következők: a köd+levegős oltásnál a 210°C/6 órás és 8 órás öregítési folyamatokkal a zúzási tesztek megfelelnek a követelményeknek, amint az a 3-2. ábrán látható, míg a levegővel kioltott minták repedést mutatnak minden öregítési folyamatra. .
A zúzási tesztek eredményei alapján a köd+levegő oltás 210°C/6h és 8h öregítési folyamatokkal megfelel az ügyfél igényeinek.
4 Következtetés
A kioltási és öregedési folyamatok optimalizálása kulcsfontosságú a termék sikeres fejlesztéséhez, és ideális folyamatmegoldást biztosít a crash box termékhez.
Kiterjedt tesztelés során megállapították, hogy az ütköződobozos termék anyagállapota 6063-T7, a kioltási módszer köd + léghűtés, és a 210°C/6 órás öregítési folyamat a legjobb választás alumíniumrudak extrudálásához. 480-500 °C közötti hőmérséklettel, 2,5 mm/s extrudáló tengely sebességgel, 480 °C extrudáló szerszám hőmérséklettel és 500-540 °C extrudálási kimeneti hőmérséklettel.
Szerkesztette: May Jiang a MAT Aluminiumtól
Feladás időpontja: 2024. május 07
