Са све већом свешћу о заштити животне средине, развој и заговарање нових извора енергије широм света учинили су промоцију и примену енергетских возила неизбежним. Истовремено, захтеви за развој лаганих аутомобилских материјала, безбедну примену алуминијумских легура и њихов квалитет површине, величину и механичка својства постају све већи и већи. Узимајући електрично возило тежине 1,6 т као пример, алуминијумска легура је тешка око 450 кг, што чини око 30%. Површински недостаци који се јављају у процесу екструзије, посебно проблем крупних зрна на унутрашњим и спољашњим површинама, озбиљно утичу на напредак производње алуминијумских профила и постају уско грло њиховог развоја примене.
За екструдиране профиле, дизајн и производња екструзионих алата су од највеће важности, тако да је истраживање и развој алата за алуминијумске профиле за електрична возила императив. Предлагање научних и разумних решења за алате може додатно побољшати квалификовану брзину и продуктивност екструзије алуминијумских профила за електрична возила како би се задовољила потражња на тржишту.
1 Стандарди производа
(1) Материјали, површинска обрада и антикорозија делова и компоненти морају бити у складу са релевантним одредбама ETS-01-007 „Технички захтеви за профилне делове од легура алуминијума“ и ETS-01-006 „Технички захтеви за површинску обраду анодном оксидацијом“.
(2) Површинска обрада: Анодна оксидација, површина не сме имати крупна зрна.
(3) Површина делова не сме имати недостатке као што су пукотине и набори. Делови не смеју бити контаминирани након оксидације.
(4) Забрањене супстанце у производу испуњавају захтеве Q/JL J160001-2017 „Захтеви за забрањене и ограничене супстанце у аутомобилским деловима и материјалима“.
(5) Захтеви за механичке перформансе: затезна чврстоћа ≥ 210 MPa, граница течења ≥ 180 MPa, издужење након лома A50 ≥ 8%.
(6) Захтеви за састав легура алуминијума за возила са новим енергетским погоном приказани су у Табели 1.
2 Оптимизација и упоредна анализа структуре екструзионог калупа Долази до великих нестанака струје
(1) Традиционално решење 1: то јест, побољшање дизајна предњег екструзионог калупа, као што је приказано на слици 2. Према конвенционалној идеји дизајна, као што је приказано стрелицом на слици, обрађују се средњи положај ребра и положај сублингвалне дренаже, горњи и доњи одвод су под углом од 20° са једне стране, а висина дренаже H15 mm се користи за довод растопљеног алуминијума до дела ребра. Сублингвални празан нож се преноси под правим углом, а растопљени алуминијум остаје на углу, што олакшава стварање мртвих зона са алуминијумском згуром. Након производње, оксидацијом се потврђује да је површина изузетно склона проблемима са крупним зрнима.
Следеће прелиминарне оптимизације су направљене у традиционалном процесу производње калупа:
а. На основу овог калупа, покушали смо да повећамо довод алуминијума до ребара додавањем.
б. На основу оригиналне дубине, сублингвална дубина празног ножа се продубљује, односно, додаје се 5 мм на оригиналних 15 мм;
ц. Ширина сублингвалне празне оштрице је проширена за 2 мм у односу на оригиналних 14 мм. Стварна слика након оптимизације је приказана на слици 3.
Резултати верификације показују да након горе наведена три прелиминарна побољшања, дефекти крупних зрна и даље постоје у профилима након оксидационе обраде и нису разумно решени. Ово показује да прелиминарни план побољшања и даље не може да задовољи производне захтеве материјала од легура алуминијума за електрична возила.
(2) Нова шема 2 је предложена на основу прелиминарне оптимизације. Дизајн калупа за Нову шему 2 је приказан на слици 4. Према „принципу флуидности метала“ и „закону најмањег отпора“, побољшани калуп за аутомобилске делове усваја шему дизајна „отвореног задњег отвора“. Положај ребра игра улогу у директном удару и смањује отпор трења; површина за довод је пројектована у облику „поклопца лонца“, а положај моста је обрађен у амплитудни тип, сврха је смањење отпора трења, побољшање топљења и смањење притиска екструзије; мост је што је више могуће удубљен како би се спречио проблем крупних зрна на дну моста, а ширина празног ножа испод језичка дна моста је ≤3 мм; разлика у кораку између радне траке и доње радне траке калупа је ≤1,0 мм; празан нож испод горњег језичка калупа је гладак и равномерно прелази, без остављања баријере протока, а отвор за обликовање је пробушен што је могуће директније; Радни појас између две главе на средњем унутрашњем ребру је што је могуће краћи, генерално узимајући вредност од 1,5 до 2 пута већу од дебљине зида; дренажни жлеб има глатки прелаз како би се задовољио захтев за довољном количином воде од метала и алуминијума која тече у шупљину, представљајући потпуно стопљено стање и не остављајући мртву зону ни на једном месту (празан нож иза горњег калупа не прелази 2 до 2,5 мм). Поређење структуре екструзионог калупа пре и после побољшања приказано је на слици 5.
(3) Обратите пажњу на побољшање детаља обраде. Положај моста је полиран и глатко повезан, горњи и доњи радни појас калупа су равни, отпорност на деформацију је смањена, а проток метала је побољшан како би се смањила неравномерна деформација. То може ефикасно да сузбије проблеме као што су крупна зрна и заваривање, чиме се осигурава да су положај избацивања ребра и брзина корена моста синхронизовани са другим деловима, и разумно и научно сузбијају површинске проблеме као што је заваривање крупних зрна на површини алуминијумског профила. Поређење пре и после побољшања дренаже калупа приказано је на слици 6.
3 Процес екструзије
За алуминијумску легуру 6063-Т6 за електрична возила, однос екструзије подељеног калупа је израчунат на 20-80, а однос екструзије овог алуминијумског материјала у машини од 1800t је 23, што задовољава захтеве производних перформанси машине. Процес екструзије је приказан у Табели 2.
Табела 2 Процес производње алуминијумских профила екструзијом за монтажу греда нових батеријских пакета за електрична возила
Приликом екструдирања обратите пажњу на следеће тачке:
(1) Забрањено је загревање калупа у истој пећи, у супротном ће температура калупа бити неравномерна и лако ће доћи до кристализације.
(2) Ако дође до абнормалног заустављања током процеса екструзије, време заустављања не сме бити дуже од 3 минута, у супротном се калуп мора уклонити.
(3) Забрањено је враћање у пећ на загревање, а затим екструдирање директно након вађења из калупа.
4. Мере за санацију буђи и њихова ефикасност
Након десетина поправки калупа и пробних побољшања калупа, предложен је следећи разуман план поправке калупа.
(1) Направите прву корекцију и подешавање оригиналног калупа:
① Покушајте да што више удубите мост, а ширина дна моста треба да буде ≤3 мм;
② Разлика у кораку између радног појаса главе и радног појаса доњег калупа треба да буде ≤1,0 мм;
③ Не остављајте блокаду протока;
④ Радни појас између две мушке главе на унутрашњим ребрима треба да буде што краћи, а прелаз дренажног жлеба треба да буде гладак, што већи и глаткији;
⑤ Радни појас доњег калупа треба да буде што краћи;
⑥ Не сме бити мртве зоне ни на једном месту (задњи празан нож не сме бити већи од 2 мм);
⑦ Поправите горњи калуп са крупним зрнима у унутрашњој шупљини, смањите радни појас доњег калупа и спљоштите блок протока, или немате блок протока и скратите радни појас доњег калупа.
(2) На основу даље модификације калупа и побољшања горе наведеног калупа, врше се следеће модификације калупа:
① Уклоните мртве зоне две мушке главе;
② Остружите блок протока;
③ Смањите висинску разлику између главе и доње радне зоне матрице;
④ Скратите доњу радну зону матрице.
(3) Након што је калуп поправљен и побољшан, квалитет површине готовог производа достиже идеално стање, са светлом површином и без крупних зрна, што ефикасно решава проблеме крупних зрна, заваривања и других дефеката који постоје на површини алуминијумских профила за електрична возила.
(4) Запремина екструзије повећана је са првобитних 5 т/д на 15 т/д, што је значајно побољшало ефикасност производње.
5 Закључак
Вишеструком оптимизацијом и побољшањем оригиналног калупа, потпуно је решен главни проблем везан за крупну зрнастост на површини и заваривање алуминијумских профила за електрична возила.
(1) Слаба карика оригиналног калупа, линија положаја средњег ребра, рационално је оптимизована. Елиминисањем мртвих зона две главе, спљоштењем блока протока, смањењем разлике у висини између главе и доње радне зоне калупа и скраћивањем доње радне зоне калупа, успешно су превазиђени површински недостаци легуре алуминијума 6063 која се користи у овој врсти аутомобила, као што су крупна зрна и заваривање.
(2) Запремина екструзије повећана је са 5 т/д на 15 т/д, што је значајно побољшало ефикасност производње.
(3) Овај успешан случај дизајна и производње екструзионих калупа је репрезентативан и референцибилан у производњи сличних профила и заслужује промоцију.
Време објаве: 16. новембар 2024.
