Įvadas
Plėtojantis automobilių pramonei, sparčiai auga ir aliuminio lydinių smūginių sijų rinka, nors bendras dydis vis dar yra gana mažas. Remiantis Automobilių lengvųjų technologijų inovacijų aljanso prognoze Kinijos aliuminio lydinių smūginių sijų rinkai, iki 2025 m. rinkos paklausa turėtų siekti apie 140 000 tonų, o rinkos dydis turėtų pasiekti 4,8 mlrd. RMB. Iki 2030 m. rinkos paklausa turėtų siekti apie 220 000 tonų, o rinkos dydis – 7,7 mlrd. RMB, o metinis augimo tempas – apie 13 %. Lengvų konstrukcijų plėtros tendencija ir spartus vidutinės ir aukštos klasės transporto priemonių modelių augimas yra svarbūs aliuminio lydinių smūginių sijų plėtros Kinijoje veiksniai. Automobilių smūginių sijų smūginių dėžių rinkos perspektyvos yra daug žadančios.
Mažėjant kainoms ir tobulėjant technologijoms, aliuminio lydinio priekinės smūgio sijos ir smūgio dėžės pamažu tampa vis labiau paplitusios. Šiuo metu jos naudojamos vidutinės ir aukštos klasės automobilių modeliuose, tokiuose kaip „Audi A3“, „Audi A4L“, BMW 3 serijos, BMW X1, „Mercedes-Benz C260“, „Honda CR-V“, „Toyota RAV4“, „Buick Regal“ ir „Buick LaCrosse“.
Aliuminio lydinio smūginės sijos daugiausia sudarytos iš smūginių skersinių sijų, smūgio dėžių, tvirtinimo plokščių ir vilkimo kablio įvorių, kaip parodyta 1 paveiksle.
1 pav.: Aliuminio lydinio smūginės sijos mazgas
Smūgio dėžė yra metalinė dėžė, esanti tarp smūgio sijos ir dviejų išilginių transporto priemonės sijų, iš esmės atliekanti energiją sugeriančio konteinerio funkciją. Ši energija reiškia smūgio jėgą. Kai transporto priemonė susiduria, smūgio sija turi tam tikrą energijos sugerties gebėjimą. Tačiau jei energija viršija smūgio sijos talpą, ji perduoda energiją smūgio dėžei. Smūgio dėžė sugeria visą smūgio jėgą ir deformuojasi, užtikrindama, kad išilginės sijos liktų nepažeistos.
1 Produkto reikalavimai
1.1 Matmenys turi atitikti brėžinyje nurodytus tolerancijos reikalavimus, kaip parodyta 2 paveiksle.
1.3 Mechaninių charakteristikų reikalavimai:
Tempimo stipris: ≥215 MPa
Takumo riba: ≥205 MPa
Pailgėjimas A50: ≥10%
1.4 Avarinio dėžės gniuždymo našumas:
Išilgai transporto priemonės X ašies, naudojant susidūrimo paviršių, didesnį nei gaminio skerspjūvis, apkraunama 100 mm/min greičiu iki sutraiškymo, suspaudimo laipsnis yra 70 %. Pradinis profilio ilgis yra 300 mm. Armatūros briaunos ir išorinės sienelės sandūroje įtrūkimai turi būti mažesni nei 15 mm, kad būtų laikomi priimtinais. Reikėtų užtikrinti, kad leistinas įtrūkimas nepakenktų profilio gniuždymo energijos sugerties gebėjimui, o po sutraiškymo kitose vietose neturėtų būti didelių įtrūkimų.
2 Plėtros metodas
Siekiant vienu metu atitikti mechaninių ir gniuždymo savybių reikalavimus, kūrimo metodas yra toks:
Naudokite 6063B strypą, kurio pagrindinio lydinio sudėtis yra Si 0,38–0,41 % ir Mg 0,53–0,60 %.
Atlikite oro gesinimą ir dirbtinį sendinimą, kad būtų pasiekta T6 būsena.
Naudokite rūko ir oro gesinimą ir atlikite sendinimo apdorojimą, kad būtų pasiekta T7 būsena.
3 Bandomoji gamyba
3.1 Ekstruzijos sąlygos
Gamyba atliekama 2000T ekstruzijos presu, kurio ekstruzijos santykis yra 36. Naudojama medžiaga yra homogenizuotas aliuminio strypas 6063B. Aliuminio strypo kaitinimo temperatūros yra tokios: IV zona 450-III zona 470-II zona 490-1 zona 500. Pagrindinio cilindro proveržio slėgis yra apie 210 barų, o stabilios ekstruzijos fazės ekstruzijos slėgis yra artimas 180 barų. Ekstruzijos veleno greitis yra 2,5 mm/s, o profilio ekstruzijos greitis – 5,3 m/min. Temperatūra ekstruzijos išleidimo angoje yra 500–540 °C. Grūdinimas atliekamas naudojant oro aušinimą, kai kairiojo ventiliatoriaus galia yra 100 %, vidurinio ventiliatoriaus galia – 100 %, o dešiniojo ventiliatoriaus galia – 50 %. Vidutinis aušinimo greitis grūdinimo zonoje siekia 300–350 °C/min., o temperatūra išėjus iš grūdinimo zonos yra 60–180 °C. Rūko ir oro aušinimo atveju vidutinis aušinimo greitis kaitinimo zonoje siekia 430–480 °C/min., o temperatūra išėjus iš aušinimo zonos yra 50–70 °C. Profilis žymiai nesilenkia.
3.2 Senėjimas
Po 6 valandų trukmės T6 sendinimo proceso 185 °C temperatūroje medžiagos kietumas ir mechaninės savybės yra tokios:
Pagal T7 senėjimo procesą 210 °C temperatūroje 6 valandas ir 8 valandas, medžiagos kietumas ir mechaninės savybės yra tokios:
Remiantis bandymų duomenimis, rūko ir oro gesinimo metodas kartu su 210 °C/6 val. sendinimo procesu atitinka tiek mechaninių savybių, tiek gniuždymo bandymų reikalavimus. Atsižvelgiant į ekonomiškumą, rūko ir oro gesinimo metodas bei 210 °C/6 val. sendinimo procesas buvo pasirinkti gamybai, kad atitiktų produkto reikalavimus.
3.3 Gniuždymo bandymas
Antrajam ir trečiajam strypams galvinė dalis nupjaunama 1,5 m, o galinė – 1,2 m. Iš galvinės, vidurinės ir galinės dalių imami po du 300 mm ilgio mėginiai. Gniuždymo bandymai atliekami po sendinimo 185 °C/6 val. ir 210 °C/6 val. bei 8 val. temperatūroje (mechaninių charakteristikų duomenys nurodyti aukščiau) universaliu medžiagų bandymo aparatu. Bandymai atliekami esant 100 mm/min. apkrovos greičiui ir 70 % suspaudimo kiekiui. Rezultatai tokie: taikant rūko ir oro grūdinimo procesus 210 °C/6 val. ir 8 val. temperatūroje, gniuždymo bandymai atitinka reikalavimus, kaip parodyta 3-2 paveiksle, o oru grūdinti mėginiai pasižymi įtrūkimais visų sendinimo procesų metu.
Remiantis gniuždymo bandymų rezultatais, rūko ir oro grūdinimas 210 °C/6 val. ir 8 val. sendinimo procesais atitinka kliento reikalavimus.
4 Išvada
Grūdinimo ir sendinimo procesų optimizavimas yra labai svarbus sėkmingam produkto kūrimui ir suteikia idealų proceso sprendimą avarinės dėžės gaminiui.
Atlikus išsamius bandymus, nustatyta, kad avarinio montavimo dėžės medžiagos būsena turėtų būti 6063-T7, gesinimo metodas – migla + aušinimas oru, o sendinimo procesas 210 °C temperatūroje / 6 val. yra geriausias pasirinkimas aliuminio strypams ekstruduoti, kai temperatūra svyruoja nuo 480 iki 500 °C, ekstruzijos veleno greitis – 2,5 mm/s, ekstruzijos formos temperatūra – 480 °C, o ekstruzijos išleidimo temperatūra – 500–540 °C.
Redagavo May Jiang iš MAT Aluminum
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 7 d.
