Inleiding
Met die ontwikkeling van die motorbedryf groei die mark vir impakbalke van aluminiumlegering ook vinnig, hoewel dit steeds relatief klein in algehele grootte is. Volgens die voorspelling deur die Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance vir die Chinese mark vir impakbalke van aluminiumlegering, word die markvraag teen 2025 op ongeveer 140 000 ton geraam, met 'n markgrootte wat na verwagting 4,8 miljard RMB sal bereik. Teen 2030 word die markvraag na verwagting ongeveer 220 000 ton geraam, met 'n geraamde markgrootte van 7,7 miljard RMB, en 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers van ongeveer 13%. Die ontwikkelingstendens van liggewigvermindering en die vinnige groei van middel- tot hoë-end voertuigmodelle is belangrike dryfvere vir die ontwikkeling van impakbalke van aluminiumlegering in China. Die markvooruitsigte vir botsbokse vir impakbalke in motors is belowend.
Namate kostes daal en tegnologie vorder, word aluminiumlegerings-voorste impakbalke en botsbokse geleidelik meer wydverspreid. Tans word hulle gebruik in middel- tot hoë-end voertuigmodelle soos die Audi A3, Audi A4L, BMW 3-reeks, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal en Buick LaCrosse.
Aluminiumlegering-impakbalke bestaan hoofsaaklik uit impakdwarsbalke, botsbokse, monteringsbasisplate en sleephaakmoue, soos in Figuur 1 getoon.
Figuur 1: Aluminiumlegering-impakbalksamestelling
Die botsingsboks is 'n metaalboks wat tussen die impakbalk en twee longitudinale balke van die voertuig geleë is, en dien in wese as 'n energie-absorberende houer. Hierdie energie verwys na die krag van die impak. Wanneer 'n voertuig 'n botsing ervaar, het die impakbalk 'n sekere mate van energie-absorberende vermoë. As die energie egter die kapasiteit van die impakbalk oorskry, sal dit die energie na die botsingsboks oordra. Die botsingsboks absorbeer al die impakkrag en vervorm homself, wat verseker dat die longitudinale balke onbeskadig bly.
1 Produkvereistes
1.1 Afmetings moet voldoen aan die tekening se toleransievereistes, soos getoon in Figuur 2.
1.3 Meganiese Prestasievereistes:
Treksterkte: ≥215 MPa
Opbrengssterkte: ≥205 MPa
Verlenging A50: ≥10%
1.4 Botsboks-verpletteringsprestasie:
Langs die voertuig se X-as, met 'n botsingsoppervlak groter as die produk se deursnee, word teen 'n spoed van 100 mm/min gelaai tot vergruising, met 'n kompressie van 70%. Die aanvanklike lengte van die profiel is 300 mm. By die aansluiting van die versterkingsrib en die buitewand moet krake minder as 15 mm wees om as aanvaarbaar beskou te word. Daar moet verseker word dat die toegelate krake nie die profiel se vergruisingsenergie-absorberende kapasiteit in gevaar stel nie, en daar moet geen beduidende krake in ander areas na vergruising wees nie.
2 Ontwikkelingsbenadering
Om gelyktydig aan die vereistes van meganiese werkverrigting en vergruisingswerkverrigting te voldoen, is die ontwikkelingsbenadering soos volg:
Gebruik 'n 6063B-staaf met 'n primêre legeringsamestelling van Si 0.38-0.41% en Mg 0.53-0.60%.
Voer lugblus en kunsmatige veroudering uit om die T6-toestand te bereik.
Gebruik mis + lugblus en voer oorverouderingsbehandeling uit om die T7-toestand te bereik.
3 Loodsproduksie
3.1 Ekstrusietoestande
Produksie word uitgevoer op 'n 2000T-ekstrusiepers met 'n ekstrusieverhouding van 36. Die materiaal wat gebruik word, is gehomogeniseerde aluminiumstaaf 6063B. Die verhittingstemperature van die aluminiumstaaf is soos volg: IV sone 450-III sone 470-II sone 490-1 sone 500. Die hoofsilinder se deurbraakdruk is ongeveer 210 bar, met die stabiele ekstrusiefase wat 'n ekstrusiedruk van naby 180 bar het. Die ekstrusie-asspoed is 2.5 mm/s, en die profiel-ekstrusiespoed is 5.3 m/min. Die temperatuur by die ekstrusie-uitlaat is 500-540°C. Die blus word gedoen met behulp van lugverkoeling met die linkerwaaierkrag teen 100%, die middelste waaierkrag teen 100% en die regterwaaierkrag teen 50%. Die gemiddelde verkoelingstempo binne die blusgebied bereik 300-350°C/min, en die temperatuur na die uitgang van die blusgebied is 60-180°C. Vir mis + lugblus bereik die gemiddelde verkoelingstempo binne die verhittingsone 430-480°C/min, en die temperatuur na uitgang van die blussone is 50-70°C. Die profiel toon geen beduidende buiging nie.
3.2 Veroudering
Na die T6-verouderingsproses by 185°C vir 6 uur, is die materiaal se hardheid en meganiese eienskappe soos volg:
Volgens die T7-verouderingsproses by 210°C vir 6 uur en 8 uur, is die materiaal se hardheid en meganiese eienskappe soos volg:
Gebaseer op die toetsdata, voldoen die mis + lug blusmetode, gekombineer met die 210°C/6u verouderingsproses, aan die vereistes vir beide meganiese werkverrigting en vergruisingstoetsing. Met inagneming van koste-effektiwiteit, is die mis + lug blusmetode en die 210°C/6u verouderingsproses gekies vir produksie om aan die produk se vereistes te voldoen.
3.3 Verpletteringstoets
Vir die tweede en derde stange word die kop-ent met 1.5 m afgesny, en die stert-ent met 1.2 m afgesny. Twee monsters elk word geneem uit die kop-, middel- en stertgedeeltes, met 'n lengte van 300 mm. Verpletteringstoetse word uitgevoer na veroudering by 185°C/6 uur en 210°C/6 uur en 8 uur (meganiese werkverrigtingsdata soos hierbo genoem) op 'n universele materiaaltoetsmasjien. Die toetse word uitgevoer teen 'n laaispoed van 100 mm/min met 'n kompressiehoeveelheid van 70%. Die resultate is soos volg: vir mis + lugblus met die 210°C/6 uur en 8 uur verouderingsprosesse, voldoen die vergruisingstoetse aan die vereistes, soos getoon in Figuur 3-2, terwyl die luggebluste monsters krake toon vir alle verouderingsprosesse.
Gebaseer op die resultate van die vergruisingstoets, voldoen mis + lugblus met die 210°C/6u en 8u verouderingsprosesse aan die kliënt se vereistes.
4 Gevolgtrekking
Die optimalisering van blus- en verouderingsprosesse is van kritieke belang vir die suksesvolle ontwikkeling van die produk en bied 'n ideale prosesoplossing vir die botsboksproduk.
Deur middel van uitgebreide toetse is bepaal dat die materiaaltoestand vir die botsboksproduk 6063-T7 moet wees, die blusmetode mis + lugverkoeling is, en die verouderingsproses teen 210°C/6u die beste keuse is vir die ekstrudering van aluminiumstawe met temperature wat wissel van 480-500°C, ekstrusie-asspoed van 2.5 mm/s, ekstrusie-matrystemperatuur van 480°C en ekstrusie-uitlaattemperatuur van 500-540°C.
Geredigeer deur May Jiang van MAT Aluminium
Plasingstyd: 7 Mei 2024
