Uvod
Sa razvojem automobilske industrije, tržište udarnih greda od aluminijske legure također brzo raste, iako još uvijek relativno malo ukupne veličine. Prema prognozi Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance za kinesko tržište udarnih greda od legure aluminijuma, do 2025. godine, tržišna potražnja se procjenjuje na oko 140.000 tona, a veličina tržišta se očekuje da će dostići 4,8 milijardi RMB. Predviđeno je da će do 2030. godine potražnja na tržištu iznositi oko 220.000 tona, sa procijenjenom veličinom tržišta od 7,7 milijardi RMB, i kombinovanom godišnjom stopom rasta od oko 13%. Trend razvoja lake težine i brzi rast modela vozila srednjeg i visokog razreda važni su pokretački faktori za razvoj udarnih greda od legure aluminijuma u Kini. Tržišni izgledi za automobilske kutije za udarne zrake su obećavajući.
Kako se troškovi smanjuju i tehnologija napreduje, prednje udarne grede i kutije za udarce od aluminijumske legure postepeno postaju sve raširenije. Trenutno se koriste u modelima vozila srednje i visoke klase kao što su Audi A3, Audi A4L, BMW serije 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal i Buick LaCrosse.
Udarne grede od aluminijumske legure uglavnom se sastoje od udarnih poprečnih greda, crash kutija, montažnih osnovnih ploča i rukava kuke za vuču, kao što je prikazano na slici 1.
Slika 1: Sklop udarne grede od legure aluminijuma
Udarna kutija je metalna kutija koja se nalazi između udarne grede i dvije uzdužne grede vozila, koja u suštini služi kao kontejner koji apsorbira energiju. Ova energija se odnosi na snagu udara. Kada vozilo doživi sudar, udarna zraka ima određeni stepen sposobnosti apsorbovanja energije. Međutim, ako energija premašuje kapacitet udarne zrake, ona će prenijeti energiju u kutiju sudara. crash box apsorbira svu silu udara i sam se deformiše, osiguravajući da uzdužne grede ostanu neoštećene.
1 Zahtjevi proizvoda
1.1 Dimenzije moraju biti u skladu sa zahtjevima za toleranciju crteža, kao što je prikazano na slici 2.
1.3 Zahtjevi za mehaničke performanse:
Zatezna čvrstoća: ≥215 MPa
Granica tečenja: ≥205 MPa
Izduženje A50: ≥10%
1.4 Performanse drobljenja Crash Box-a:
Duž X-ose vozila, koristeći površinu sudara veću od poprečnog presjeka proizvoda, opteretiti brzinom od 100 mm/min do drobljenja, uz kompresiju od 70%. Početna dužina profila je 300 mm. Na spoju armaturnog rebra i vanjskog zida pukotine bi trebale biti manje od 15 mm da bi se smatrale prihvatljivim. Treba osigurati da dopuštena pukotina ne ugrozi sposobnost upijanja energije pri drobljenju profila i da nakon drobljenja ne bi trebalo biti značajnijih pukotina na drugim područjima.
2 Razvojni pristup
Kako bi se istovremeno zadovoljili zahtjevi mehaničkih performansi i performansi drobljenja, razvojni pristup je sljedeći:
Koristite štap 6063B sa sastavom primarne legure od Si 0,38-0,41% i Mg 0,53-0,60%.
Izvršite gašenje zrakom i umjetno starenje kako biste postigli stanje T6.
Upotrijebite raspršivanje + gašenje zraka i provedite tretman starenja kako biste postigli stanje T7.
3 Pilot proizvodnja
3.1 Uvjeti ekstruzije
Proizvodnja se vrši na ekstruzionoj presi od 2000T sa omjerom ekstruzije 36. Korišteni materijal je homogenizirana aluminijska šipka 6063B. Temperature grijanja aluminijske šipke su sljedeće: IV zona 450-III zona 470-II zona 490-1 zona 500. Probojni pritisak glavnog cilindra je oko 210 bara, pri čemu stabilna faza ekstruzije ima pritisak ekstruzije blizu 180 bara . Brzina ekstruzione osovine je 2,5 mm/s, a brzina ekstruzije profila je 5,3 m/min. Temperatura na izlazu za ekstruziju je 500-540°C. Gašenje se vrši pomoću vazdušnog hlađenja sa snagom lijevog ventilatora na 100%, snagom srednjeg ventilatora na 100% i snagom desnog ventilatora na 50%. Prosječna brzina hlađenja u zoni gašenja dostiže 300-350°C/min, a temperatura nakon izlaska iz zone kaljenja je 60-180°C. Za gašenje maglom + zrakom, prosječna brzina hlađenja unutar zone grijanja dostiže 430-480°C/min, a temperatura nakon izlaska iz zone gašenja je 50-70°C. Profil ne pokazuje značajnije savijanje.
3.2 Starenje
Nakon procesa starenja T6 na 185°C tokom 6 sati, tvrdoća i mehanička svojstva materijala su kako slijedi:
Prema procesu starenja T7 na 210°C u trajanju od 6 sati i 8 sati, tvrdoća i mehanička svojstva materijala su sljedeće:
Na osnovu podataka ispitivanja, metoda gašenja maglom + zrakom, u kombinaciji sa procesom starenja na 210°C/6h, ispunjava zahtjeve kako za mehaničke performanse tako i za ispitivanje gnječenja. Uzimajući u obzir ekonomičnost, metoda gašenja maglom + zrakom i proces starenja na 210°C/6h odabrani su za proizvodnju kako bi se zadovoljili zahtjevi proizvoda.
3.3 Test drobljenja
Za drugu i treću šipku, glavni kraj je odsječen za 1,5 m, a kraj repa je odsječen za 1,2 m. Uzimaju se po dva uzorka iz dijela glave, srednjeg i repa, dužine 300 mm. Ispitivanja drobljenja se izvode nakon starenja na 185°C/6h i 210°C/6h i 8h (podaci o mehaničkim performansama kao što je gore navedeno) na univerzalnoj mašini za ispitivanje materijala. Ispitivanja se provode pri brzini opterećenja od 100 mm/min uz kompresiju od 70%. Rezultati su sljedeći: za gašenje maglom + zrakom sa procesima starenja od 210°C/6h i 8h, testovi drobljenja ispunjavaju zahtjeve, kao što je prikazano na slici 3-2, dok uzorci kaljeni zrakom pokazuju pucanje za sve procese starenja. .
Na osnovu rezultata testa drobljenja, gašenje maglom + vazduh sa procesima starenja na 210°C/6h i 8h ispunjava zahteve kupaca.
4 Zaključak
Optimizacija procesa gašenja i starenja je ključna za uspješan razvoj proizvoda i pruža idealno procesno rješenje za crash box proizvod.
Opsežnim testiranjem utvrđeno je da stanje materijala za crash box proizvod treba biti 6063-T7, metoda gašenja je magla + hlađenje zrakom, a proces starenja na 210°C/6h je najbolji izbor za ekstrudiranje aluminijskih šipki. sa temperaturama u rasponu od 480-500°C, brzinom osovine za ekstruziju od 2,5 mm/s, temperaturom ekstruzione matrice od 480°C, a izlazna temperatura ekstruzije 500-540°C.
Uredio May Jiang iz MAT Aluminium
Vrijeme objave: 07.05.2024
