С ростом осведомленности о защите окружающей среды, развитие и пропаганда новой энергетики во всем мире сделали неизбежным продвижение и применение энергетических транспортных средств. В то же время требования к облегчению автомобильных материалов, безопасному применению алюминиевых сплавов, качеству их поверхности, размерам и механическим свойствам становятся все выше и выше. Если взять в качестве примера электромобиль массой 1,6 т, материал из алюминиевого сплава составляет около 450 кг, что составляет около 30%. Поверхностные дефекты, возникающие в процессе экструзионного производства, особенно проблема крупного зерна на внутренней и внешней поверхностях, серьезно влияют на ход производства алюминиевых профилей и становятся узким местом в разработке их применения.
Для экструдированных профилей проектирование и производство экструзионных матриц имеют первостепенное значение, поэтому исследования и разработки матриц для алюминиевых профилей EV являются обязательными. Предложение научных и разумных решений в области штампов может еще больше улучшить скорость и производительность экструзии алюминиевых профилей EV для удовлетворения рыночного спроса.
1 Стандарты продукции
(1) Материалы, обработка поверхности и защита от коррозии деталей и компонентов должны соответствовать соответствующим положениям ETS-01-007 «Технические требования к деталям профилей из алюминиевых сплавов» и ETS-01-006 «Технические требования к поверхности анодного оксидирования». Уход".
(2) Обработка поверхности: анодное окисление, поверхность не должна иметь крупных зерен.
(3) На поверхности деталей не допускается наличие дефектов, таких как трещины и морщины. Детали не должны загрязняться после окисления.
(4) Запрещенные вещества продукта соответствуют требованиям Q/JL J160001-2017 «Требования к запрещенным и ограниченным веществам в автомобильных деталях и материалах».
(5) Требования к механическим характеристикам: прочность на растяжение ≥ 210 МПа, предел текучести ≥ 180 МПа, удлинение после разрушения A50 ≥ 8%.
(6) Требования к составу алюминиевых сплавов для транспортных средств на новых источниках энергии приведены в таблице 1.
2 Оптимизация и сравнительный анализ конструкции экструзионной головки. Происходят масштабные отключения электроэнергии.
(1) Традиционное решение 1: то есть улучшить конструкцию передней экструзионной головки, как показано на рисунке 2. Согласно традиционной идее конструкции, как показано стрелкой на рисунке, положение среднего ребра и положение подъязычного дренажа являются одинаковыми. обработаны, верхний и нижний дренажи расположены под углом 20° с одной стороны, а высота дренажа H15 мм используется для подачи расплавленного алюминия в ребристую часть. Подъязычный пустой нож переносят под прямым углом, а расплавленный алюминий остается в углу, что позволяет легко образовать мертвые зоны алюминиевым шлаком. После производства путем окисления подтверждается, что поверхность чрезвычайно склонна к проблемам с крупным зерном.
В традиционный процесс изготовления пресс-форм были внесены следующие предварительные оптимизации:
а. На основе этой формы мы попытались увеличить подачу алюминия к ребрам за счет подачи.
б. На основе исходной глубины глубина подъязычного пустого ножа углубляется, то есть к исходным 15 мм добавляется 5 мм;
в. Ширина подъязычного пустого лезвия увеличена на 2 мм по сравнению с исходными 14 мм. Реальная картина после оптимизации показана на рисунке 3.
Результаты проверки показывают, что после трех вышеупомянутых предварительных улучшений крупнозернистые дефекты все еще существуют в профилях после окислительной обработки и не были разумным образом устранены. Это показывает, что предварительный план усовершенствований все еще не может удовлетворить производственные требования к материалам из алюминиевых сплавов для электромобилей.
(2) Новая схема 2 была предложена на основе предварительной оптимизации. Конструкция пресс-формы новой схемы 2 показана на рисунке 4. В соответствии с «принципом текучести металла» и «законом наименьшего сопротивления» улучшенная пресс-форма для автомобильных деталей использует схему конструкции «открытое заднее отверстие». Положение ребра играет роль при прямом ударе и снижает сопротивление трения; поверхность подачи спроектирована в форме крышки горшка, а положение моста преобразовано в амплитудный тип, цель состоит в том, чтобы уменьшить сопротивление трения, улучшить плавление и снизить давление экструзии; мост максимально утоплен, чтобы предотвратить проблему крупных зерен в нижней части моста, а ширина пустого ножа под язычком нижней части моста составляет ≤3 мм; разница шага между рабочим ремнем и рабочим ремнем нижней матрицы составляет ≤1,0 мм; пустой нож под верхним язычком матрицы проходит гладко и равномерно, не оставляя препятствий потоку, а формовочное отверстие пробивается как можно более прямо; рабочий поясок между двумя головками у среднего внутреннего ребра должен быть максимально коротким, обычно его значение должно составлять от 1,5 до 2 раз толщину стенки; дренажная канавка имеет плавный переход, чтобы удовлетворить потребность в достаточном количестве воды из металлического алюминия, поступающей в полость, представляя полностью расплавленное состояние и не оставляя мертвых зон ни в каком месте (пустой нож за верхней матрицей не превышает 2–2,5 мм). ). Сравнение конструкции экструзионной головки до и после усовершенствования показано на рисунке 5.
(3) Обратите внимание на улучшение деталей обработки. Положение моста отполировано и плавно соединено, верхний и нижний рабочие пояса матрицы плоские, сопротивление деформации уменьшено, а текучесть металла улучшена для уменьшения неравномерной деформации. Он может эффективно подавлять такие проблемы, как крупные зерна и сварка, тем самым гарантируя синхронизацию положения ребра и скорости основания моста с другими деталями, а также разумно и научно подавляя поверхностные проблемы, такие как крупнозернистая сварка на поверхности алюминия. профиль. Сравнение до и после улучшения дренажа формы показано на рисунке 6.
3 Процесс экструзии
Для алюминиевого сплава 6063-T6 для электромобилей коэффициент экструзии разъемной матрицы составляет 20-80, а коэффициент экструзии этого алюминиевого материала на машине грузоподъемностью 1800 тонн составляет 23, что соответствует требованиям к производительности машины. Процесс экструзии показан в Таблице 2.
Таблица 2. Процесс экструзионного производства алюминиевых профилей для крепления балок новых аккумуляторных блоков электромобилей.
При выдавливании обратите внимание на следующие моменты:
(1) Запрещается нагревать формы в одной печи, иначе температура формы будет неравномерной и легко произойдет кристаллизация.
(2) Если во время процесса экструзии происходит ненормальное отключение, время отключения не должно превышать 3 минут, в противном случае форму необходимо удалить.
(3) Запрещается возвращаться в печь для нагрева, а затем экструдировать непосредственно после извлечения из формы.
4. Меры по ремонту пресс-форм и их эффективность.
После десятков ремонтов пресс-форм и пробных улучшений пресс-форм предлагается следующий разумный план ремонта пресс-форм.
(1) Сделайте первую коррекцию и настройку исходной формы:
① Постарайтесь максимально утопить мост, ширина нижней части моста должна быть ≤3 мм;
② Разница шага между рабочим ремнем головки и рабочим ремнем нижней формы должна составлять ≤1,0 мм;
③ Не оставляйте блокировку потока;
④ Рабочий поясок между двумя охватываемыми головками у внутренних ребер должен быть как можно короче, а переход дренажной канавки должен быть плавным, как можно большим и гладким;
⑤ Рабочий пояс нижней формы должен быть как можно короче;
⑥ Ни в каком месте не должно оставаться мертвых зон (задняя часть пустого ножа не должна превышать 2 мм);
⑦ Отремонтируйте верхнюю форму с крупными зернами во внутренней полости, уменьшите рабочий пояс нижней формы и сгладьте блок потока или не используйте блок потока и укоротите рабочий ремень нижней формы.
(2) На основе дальнейшей модификации и улучшения вышеуказанной формы выполняются следующие модификации формы:
① Устранить мертвые зоны на двух мужских головах;
② Соскребите блокировку потока;
③ Уменьшить разницу высот между головкой и нижней рабочей зоной матрицы;
④ Укоротите нижнюю рабочую зону матрицы.
(3) После ремонта и улучшения формы качество поверхности готового изделия достигает идеального состояния, с блестящей поверхностью и отсутствием крупных зерен, что эффективно решает проблемы крупных зерен, сварки и других дефектов, существующих на поверхности. алюминиевые профили для электромобилей.
(4) Объем экструзии увеличился с исходных 5 т/день до 15 т/день, что значительно повысило эффективность производства.
5 Заключение
Путем неоднократной оптимизации и улучшения исходной формы была полностью решена основная проблема, связанная с крупным зерном на поверхности и сваркой алюминиевых профилей для электромобилей.
(1) Слабое звено оригинальной формы — линия положения среднего ребра — было рационально оптимизировано. Путем устранения мертвых зон двух головок, выравнивания блока потока, уменьшения разницы по высоте между головкой и рабочей зоной нижней матрицы и сокращения рабочей зоны нижней матрицы, дефекты поверхности алюминиевого сплава 6063, используемого в этом типе штампа, устраняются. автомобильные, такие как грубые зерна и сварка, были успешно преодолены.
(2) Объем экструзии увеличился с 5 т/день до 15 т/день, что значительно повысило эффективность производства.
(3) Этот успешный пример проектирования и производства экструзионных головок является репрезентативным и заслуживающим внимания при производстве аналогичных профилей и заслуживает поощрения.
Время публикации: 16 ноября 2024 г.
