S rastućom sviješću o zaštiti okoliša, razvoj i zagovaranje novih izvora energije širom svijeta učinili su promociju i primjenu energetskih vozila neizbježnim. Istovremeno, zahtjevi za razvoj laganih automobilskih materijala, sigurnu primjenu aluminijskih legura, te njihov kvalitet površine, veličinu i mehanička svojstva postaju sve veći. Uzimajući za primjer električno vozilo težine 1,6 t, aluminijska legura teži oko 450 kg, što čini oko 30%. Površinski defekti koji se pojavljuju u procesu ekstruzije, posebno problem grubih zrna na unutrašnjim i vanjskim površinama, ozbiljno utječu na napredak u proizvodnji aluminijskih profila i postaju usko grlo u razvoju njihove primjene.
Za ekstrudirane profile, dizajn i proizvodnja ekstruzijskih alata su od najveće važnosti, tako da je istraživanje i razvoj alata za aluminijske profile za električna vozila imperativ. Predlaganje naučnih i razumnih rješenja za alate može dodatno poboljšati kvalificiranu brzinu i produktivnost ekstruzije aluminijskih profila za električna vozila kako bi se zadovoljila tržišna potražnja.
1 Standardi proizvoda
(1) Materijali, površinska obrada i zaštita od korozije dijelova i komponenti moraju biti u skladu s relevantnim odredbama standarda ETS-01-007 „Tehnički zahtjevi za profilne dijelove od aluminijskih legura“ i ETS-01-006 „Tehnički zahtjevi za površinsku obradu anodnom oksidacijom“.
(2) Površinska obrada: Anodna oksidacija, površina ne smije imati gruba zrna.
(3) Površina dijelova ne smije imati nedostatke poput pukotina i nabora. Dijelovi ne smiju biti kontaminirani nakon oksidacije.
(4) Zabranjene supstance u proizvodu ispunjavaju zahtjeve dokumenta Q/JL J160001-2017 „Zahtjevi za zabranjene i ograničene supstance u automobilskim dijelovima i materijalima“.
(5) Zahtjevi za mehaničke performanse: zatezna čvrstoća ≥ 210 MPa, granica tečenja ≥ 180 MPa, izduženje nakon loma A50 ≥ 8%.
(6) Zahtjevi za sastav aluminijskih legura za vozila s novim energetskim pogonom prikazani su u Tabeli 1.
2 Optimizacija i komparativna analiza strukture ekstruzionog alata Dolazi do velikih prekida napajanja
(1) Tradicionalno rješenje 1: to jest, poboljšanje dizajna prednjeg ekstruzijskog kalupa, kao što je prikazano na slici 2. Prema konvencionalnoj ideji dizajna, kao što je prikazano strelicom na slici, obrađuju se srednji položaj rebra i položaj sublingvalne drenaže, gornja i donja drenaža su pod uglom od 20° na jednoj strani, a visina drenaže H15 mm koristi se za dovod rastopljenog aluminija do dijela rebra. Sublingvalni prazan nož se prenosi pod pravim uglom, a rastopljeni aluminij ostaje na uglu, što lako stvara mrtve zone sa aluminijskom zgurom. Nakon proizvodnje, oksidacijom se potvrđuje da je površina izuzetno sklona problemima sa grubim zrnima.
Sljedeće preliminarne optimizacije su napravljene u tradicionalnom procesu proizvodnje kalupa:
a. Na osnovu ovog kalupa, pokušali smo povećati dovod aluminija do rebara dodavanjem.
b. Na osnovu originalne dubine, produbljuje se sublingvalna dubina praznog noža, odnosno dodaje se 5 mm na originalnih 15 mm;
c. Širina sublingvalne prazne lopatice je proširena za 2 mm u odnosu na originalnih 14 mm. Stvarna slika nakon optimizacije prikazana je na Slici 3.
Rezultati verifikacije pokazuju da nakon gore navedena tri preliminarna poboljšanja, defekti grubih zrna i dalje postoje u profilima nakon oksidacijske obrade i nisu razumno riješeni. To pokazuje da preliminarni plan poboljšanja još uvijek ne može ispuniti proizvodne zahtjeve za materijale od aluminijskih legura za električna vozila.
(2) Nova shema 2 predložena je na osnovu preliminarne optimizacije. Dizajn kalupa Nove sheme 2 prikazan je na slici 4. Prema "principu fluidnosti metala" i "zakonu najmanjeg otpora", poboljšani kalup za automobilske dijelove usvaja shemu dizajna "otvorenog zadnjeg otvora". Položaj rebra igra ulogu u direktnom udaru i smanjuje otpor trenja; površina za dovod je dizajnirana da bude "u obliku poklopca posude", a položaj mosta je obrađen u amplitudnom tipu, svrha je smanjenje otpora trenja, poboljšanje fuzije i smanjenje pritiska ekstruzije; most je što je više moguće uvučen kako bi se spriječio problem grubih zrna na dnu mosta, a širina praznog noža ispod jezička dna mosta je ≤3 mm; razlika koraka između radne trake i donje radne trake matrice je ≤1,0 mm; prazan nož ispod gornjeg jezička matrice je gladak i ravnomjerno prebačen, bez ostavljanja barijere protoka, a otvor za oblikovanje je probušen što je direktnije moguće; Radni pojas između dvije glave na srednjem unutrašnjem rebru je što je moguće kraći, obično uzimajući vrijednost od 1,5 do 2 puta debljine stijenke; drenažni žlijeb ima gladak prijelaz kako bi se zadovoljio zahtjev za dovoljnim protokom metalne aluminijske vode u šupljinu, predstavljajući potpuno spojeno stanje i ne ostavljajući mrtvu zonu ni na jednom mjestu (prazan nož iza gornjeg kalupa ne prelazi 2 do 2,5 mm). Poređenje strukture ekstruzijskog kalupa prije i nakon poboljšanja prikazano je na slici 5.
(3) Obratite pažnju na poboljšanje detalja obrade. Položaj mosta je poliran i glatko spojen, gornji i donji radni pojasevi kalupa su ravni, otpornost na deformaciju je smanjena, a protok metala je poboljšan kako bi se smanjila neravnomjerna deformacija. To može efikasno suzbiti probleme poput grubih zrna i zavarivanja, čime se osigurava da su položaj pražnjenja rebra i brzina korijena mosta sinhronizovani sa drugim dijelovima, te razumno i naučno suzbijaju površinski problemi poput zavarivanja grubih zrna na površini aluminijumskog profila. Poređenje prije i poslije poboljšanja drenaže kalupa prikazano je na slici 6.
3 Proces ekstruzije
Za aluminijsku leguru 6063-T6 za električna vozila, omjer ekstruzije dvostrukog kalupa izračunat je na 20-80, a omjer ekstruzije ovog aluminijskog materijala u mašini od 1800t iznosi 23, što zadovoljava zahtjeve proizvodnih performansi mašine. Proces ekstruzije prikazan je u Tabeli 2.
Tabela 2 Proces proizvodnje ekstruzijom aluminijskih profila za montažu greda novih baterijskih paketa za električna vozila
Prilikom ekstrudiranja obratite pažnju na sljedeće tačke:
(1) Zabranjeno je zagrijavati kalupe u istoj peći, u suprotnom će temperatura kalupa biti neujednačena i lako će doći do kristalizacije.
(2) Ako dođe do abnormalnog prekida rada tokom procesa ekstruzije, vrijeme prekida ne smije biti duže od 3 minute, u suprotnom se kalup mora ukloniti.
(3) Zabranjeno je vraćanje u peć na zagrijavanje, a zatim direktno ekstrudiranje nakon vađenja iz kalupa.
4. Mjere za sanaciju plijesni i njihova efikasnost
Nakon desetina popravki kalupa i probnih poboljšanja kalupa, predložen je sljedeći razuman plan popravke kalupa.
(1) Napravite prvu korekciju i podešavanje originalnog kalupa:
① Pokušajte udubiti most što je više moguće, a širina dna mosta treba biti ≤3 mm;
② Razlika u koraku između radnog remena glave i radnog remena donjeg kalupa treba biti ≤1,0 mm;
③ Ne ostavljajte blokadu protoka;
④ Radni pojas između dvije muške glave na unutrašnjim rebrima treba biti što kraći, a prijelaz drenažnog žlijeba treba biti gladak, što veći i glatkiji;
⑤ Radni remen donjeg kalupa treba biti što kraći;
⑥ Ni na jednom mjestu ne smije biti mrtve zone (zadnji prazan nož ne smije prelaziti 2 mm);
⑦ Popravite gornji kalup s grubim zrnima u unutrašnjoj šupljini, smanjite radni pojas donjeg kalupa i poravnajte blok protoka ili nemate blok protoka i skratite radni pojas donjeg kalupa.
(2) Na osnovu daljnje modifikacije kalupa i poboljšanja gore navedenog kalupa, izvode se sljedeće modifikacije kalupa:
① Uklonite mrtve zone dviju muških glava;
② Ostružite blok protoka;
③ Smanjite visinsku razliku između glave i donje radne zone matrice;
④ Skratite donju radnu zonu matrice.
(3) Nakon što je kalup popravljen i poboljšan, kvalitet površine gotovog proizvoda dostiže idealno stanje, sa sjajnom površinom i bez grubih zrna, što efikasno rješava probleme grubih zrna, zavarivanja i drugih nedostataka koji postoje na površini aluminijskih profila za električna vozila.
(4) Volumen ekstruzije se povećao sa prvobitnih 5 t/d na 15 t/d, što je značajno poboljšalo efikasnost proizvodnje.
5 Zaključak
Višestrukim optimiziranjem i poboljšanjem originalnog kalupa, u potpunosti je riješen glavni problem vezan za grubu teksturu na površini i zavarivanje aluminijskih profila za električna vozila.
(1) Slaba karika originalnog kalupa, linija položaja srednjeg rebra, racionalno je optimizirana. Eliminisanjem mrtvih zona dvije glave, izravnavanjem bloka protoka, smanjenjem visinske razlike između glave i donje radne zone kalupa i skraćivanjem donje radne zone kalupa, uspješno su prevaziđeni površinski nedostaci aluminijske legure 6063 koja se koristi u ovom tipu automobila, poput grubih zrna i zavarivanja.
(2) Volumen ekstruzije se povećao sa 5 t/d na 15 t/d, što je značajno poboljšalo efikasnost proizvodnje.
(3) Ovaj uspješan slučaj dizajna i proizvodnje ekstruzijskih alata je reprezentativan i referencibilan u proizvodnji sličnih profila te je vrijedan promocije.
Vrijeme objave: 16. novembar 2024.
