Разработка алюминиевой аварийной коробки экструдированных профилей для автомобильных ударов

Разработка алюминиевой аварийной коробки экструдированных профилей для автомобильных ударов

Введение

Благодаря развитию автомобильной промышленности рынок ударов для ударов рынка алюминиевого сплава также быстро растет, хотя и все еще относительно мал по общему размеру. Согласно прогнозу Альянса автомобильных легких технологических инноваций для китайского рынка Impact Beam Beam китайского алюминиевого сплава, к 2025 году рыночный спрос, по оценкам, составляет около 140 000 тонн, при этом объем рынка достигнет 4,8 миллиарда юаней. К 2030 году рыночный спрос, по прогнозам, составляет приблизительно 220 000 тонн, причем предполагаемый размер рынка составляет 7,7 млрд юаней и совокупный годовой темп роста около 13%. Тенденция развития легкого веса и быстрый рост моделей транспортных средств среднего и высокого уровня являются важными движущими факторами для развития воздействий алюминиевого сплава в Китае. Перспективы рынка для автомобильных ящиков с аварийным сбоем луча являются многообещающими.

По мере снижения затрат и развития технологий, алюминиевые передние удары и боксы с авариями постепенно становятся более распространенными. В настоящее время они используются в моделях транспортных средств среднего и высокого уровня, таких как Audi A3, Audi A4L, BMW 3 Series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota Rav4, Buick Regal и Buick Lacrosse.

Ударные лучи алюминиевого сплава в основном состоят из ударов с помощью ударов, аварийных коробок, монтажных панелей и буксирующих рукавов, как показано на рисунке 1.

1694833057322

Рисунок 1: Узел пучка алюминиевого сплава

Аварийная коробка представляет собой металлическую коробку, расположенную между ударом удара и двумя продольными лучами автомобиля, по сути, служит энергетическим контейнером. Эта энергия относится к силе удара. Когда транспортное средство испытывает столкновение, ударный луч обладает определенной степенью поглощения энергии. Однако, если энергия превышает емкость удара удара, она перенесет энергию в аварийную коробку. Корочная коробка поглощает всю ударную силу и деформируется, гарантируя, что продольные лучи оставались неповрежденными.

1 Требования к продукту

1.1 Размеры должны придерживаться требований к допускам чертежа, как показано на рисунке 2.

 

1694833194912
Рисунок 2: поперечное сечение аварийной коробки
1.2 Материальное состояние: 6063-T6

1.3 Требования к механической производительности:

Прочность на растяжение: ≥215 МПа

Сила урожайности: ≥205 МПа

Удлинение A50: ≥10%

1.4.

Вдоль оси x транспортного средства, используя поверхность столкновения, превышающую поперечное сечение продукта, нагружайте со скоростью 100 мм/мин до раздавливания, с количеством сжатия 70%. Начальная длина профиля составляет 300 мм. На соединении армирующего ребра и внешней стенки трещины должны быть менее 15 мм, чтобы считаться приемлемым. Следует гарантировать, что разрешенное растрескивание не ставит под угрозу сокрушительную энергию профиля, а после раздавливания не должно быть существенных трещин в других областях.

2 Подход к разработке

Чтобы одновременно соответствовать требованиям механической производительности и производительности дробления, подход к разработке выглядит следующим образом:

Используйте стержень 6063b с первичным сплавным составом Si 0,38-0,41% и Mg 0,53-0,60%.

Выполните утилизацию воздуха и искусственное старение для достижения состояния T6.

Используйте туман + гасить воздух и провести превышение пожилой обработки для достижения состояния T7.

3 пилотное производство

3.1 Условия экструзии

Производство осуществляется на экструзионной прессе 2000T с соотношением экструзии 36. Используемый материал - гомогенизированный алюминиевый стержень 6063b. Температура нагрева алюминиевого стержня следующие: зона IV Зона 450-III Зона 470-II Зона 490-1 Зона 500. Давление прорыва главного цилиндра составляет около 210 бар, причем стабильная фаза экструзии имеет давление экструзии вблизи 180 бар. Полем Скорость экструзионного вала составляет 2,5 мм/с, а скорость экструзии профиля составляет 5,3 м/мин. Температура на выходе экструзии составляет 500-540 ° C. Пострадание выполняется с использованием воздушного охлаждения с помощью левой мощности вентилятора при 100%, среднешнекодистого вентилятора на 100%и правой мощности вентилятора на 50%. Средняя скорость охлаждения в зоне гашения достигает 300-350 ° C/мин, а температура после выхода из зоны гашения составляет 60-180 ° C. Для гашения тумана + воздух средняя скорость охлаждения в зоне нагрева достигает 430-480 ° C/мин, а температура после выхода из зоны гашения составляет 50-70 ° C. Профиль не имеет существенного изгиба.

3.2 старение

После процесса старения T6 при 185 ° C в течение 6 часов твердость и механические свойства материала следующие:

1694833768610

Согласно процессу старения T7 при 210 ° C в течение 6 часов и 8 часов, твердость и механические свойства материала следующие:

4

На основании данных тестовых данных метод гашения Mist + Air в сочетании с процессом старения 210 ° C/6H соответствует требованиям как для механических характеристик, так и для тестирования дробления. Учитывая экономическую эффективность, метод гашения Mist + Air и процесс старения 210 ° C/6H были выбраны для производства для удовлетворения требований продукта.

3.3

Для второго и третьего стержня концом головы отрезается на 1,5 м, а хвостовой конец отрезан на 1,2 м. Два образца взяты из головы, среднего и хвостового участка, длиной 300 мм. Испытания на дробление проводятся после старения при 185 ° C/6H и 210 ° C/6H и 8H (данные механической производительности, как указано выше) на универсальной машине тестирования материала. Тесты проводятся со скоростью нагрузки 100 мм/мин с количеством сжатия 70%. Результаты заключаются в следующем: для процессов старения 210 ° C/6H и 8H испытания на раздавливание соответствуют требованиям, как показано на рисунке 3-2, в то время как образцы с воздуха демонстрируют растрескивание для всех процессов старения. Полем

Основываясь на результатах испытания на раздавливание, гашение тумана + воздух с процессами старения 210 ° C/6H и 8H соответствует требованиям клиента.

1694834109832

Рисунок 3-1: Сильное растрескивание при гашении воздуха, несоответствие Рисунок 3-2: Нет растрескивания в тумане + гашение воздуха, совместимый

4 Заключение

Оптимизация процессов гашения и старения имеет решающее значение для успешной разработки продукта и обеспечивает идеальное решение для процесса для продукта Crash Box.

Благодаря обширному тестированию было установлено, что состояние материала для продукта с аварийной коробкой должно быть 6063-T7, метод гашения-это охлаждение тумана + воздушное охлаждение, а процесс старения при 210 ° C/6H является лучшим выбором для экструдирования алюминиевых стержней С температурами в диапазоне от 480-500 ° С, скорости экструзионного вала 2,5 мм/с, температура экструзии 480 ° С и температура вытяжения экструзии 500-540 ° C.

Под редакцией мая Цзян из Mat Aluminum


Время публикации: май-07-2024