Úvod
S rozvojom automobilového priemyslu rýchlo rastie aj trh s nárazovými nosníkmi z hliníkovej zliatiny, aj keď z hľadiska celkovej veľkosti je stále relatívne malý. Podľa prognózy Aliancie pre inovácie automobilových ľahkých technológií pre čínsky trh s nárazovými lúčmi z hliníkovej zliatiny sa do roku 2025 odhaduje dopyt na trhu okolo 140 000 ton, pričom veľkosť trhu sa očakáva na úrovni 4,8 miliardy RMB. Do roku 2030 sa predpokladá, že dopyt na trhu bude približne 220 000 ton s odhadovanou veľkosťou trhu 7,7 miliardy RMB a zloženým ročným rastom približne 13 %. Vývojový trend odľahčenia a rýchly rast modelov vozidiel strednej a vyššej triedy sú dôležitými hnacími faktormi pre vývoj nárazových nosníkov z hliníkovej zliatiny v Číne. Trhové vyhliadky automobilových boxov s nárazovým lúčom sú sľubné.
Keďže náklady klesajú a technológia napreduje, predné nárazové nosníky a nárazové boxy z hliníkovej zliatiny sa postupne rozširujú. V súčasnosti sa používajú v modeloch vozidiel strednej až vyššej triedy, ako sú Audi A3, Audi A4L, BMW radu 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal a Buick LaCrosse.
Nárazové nosníky z hliníkovej zliatiny sa skladajú hlavne z nárazových nosníkov, nárazových boxov, montážnych základných dosiek a puzdier ťažných hákov, ako je znázornené na obrázku 1.
Obrázok 1: Zostava nárazového nosníka z hliníkovej zliatiny
Nárazová skriňa je kovová skriňa umiestnená medzi nárazovým nosníkom a dvoma pozdĺžnymi nosníkmi vozidla, ktorá v podstate slúži ako nádoba pohlcujúca energiu. Táto energia sa vzťahuje na silu nárazu. Keď dôjde k zrážke vozidla, nárazový lúč má určitý stupeň schopnosti absorbovať energiu. Ak však energia prekročí kapacitu nárazového lúča, prenesie energiu do nárazového boxu. Nárazový box absorbuje všetku silu nárazu a sám sa deformuje, čím zaisťuje, že pozdĺžne nosníky zostanú nepoškodené.
1 Požiadavky na produkt
1.1 Rozmery musia zodpovedať požiadavkám na toleranciu výkresu, ako je znázornené na obrázku 2.
1.3 Požiadavky na mechanický výkon:
Pevnosť v ťahu: ≥215 MPa
Medza klzu: ≥205 MPa
Predĺženie A50: ≥10 %
1.4 Drviaci výkon Crash Box:
Pozdĺž osi X vozidla, s použitím nárazovej plochy väčšej ako je prierez výrobku, zaťažujte rýchlosťou 100 mm/min až do rozdrvenia, s veľkosťou kompresie 70 %. Počiatočná dĺžka profilu je 300 mm. V mieste spojenia výstužného rebra a vonkajšej steny by trhliny mali byť menšie ako 15 mm, aby sa považovali za prijateľné. Malo by sa zabezpečiť, aby povolené praskanie neohrozilo schopnosť profilu absorbovať drviacu energiu a po drvení by nemali byť žiadne výrazné praskliny v iných oblastiach.
2 Rozvojový prístup
Na súčasné splnenie požiadaviek mechanického výkonu a drviaceho výkonu je vývojový prístup nasledovný:
Použite tyč 6063B so zložením primárnej zliatiny Si 0,38-0,41 % a Mg 0,53-0,60 %.
Vykonajte ochladzovanie vzduchom a umelé starnutie, aby ste dosiahli stav T6.
Na dosiahnutie stavu T7 použite hmlu + ochladzovanie vzduchom a vykonajte ošetrenie proti nadmernému starnutiu.
3 Pilotná výroba
3.1 Podmienky extrúzie
Výroba prebieha na extrúznom lise 2000T s extrúznym pomerom 36. Použitým materiálom je homogenizovaná hliníková tyč 6063B. Teploty ohrevu hliníkovej tyče sú nasledovné: IV zóna 450-III zóna 470-II zóna 490-1 zóna 500. Prielomový tlak hlavného valca je okolo 210 barov, pričom stabilná extrúzna fáza má extrúzny tlak blízky 180 barom . Rýchlosť vytláčacieho hriadeľa je 2,5 mm/s a rýchlosť vytláčania profilu je 5,3 m/min. Teplota na výstupe extrúzie je 500-540°C. Kalenie sa vykonáva pomocou vzduchového chladenia s výkonom ľavého ventilátora na 100 %, výkonu stredného ventilátora na 100 % a výkonu pravého ventilátora na 50 %. Priemerná rýchlosť ochladzovania v ochladzovacej zóne dosahuje 300 až 350 °C/min a teplota po výstupe z ochladzovacej zóny je 60 až 180 °C. Pri ochladzovaní hmlou + vzduchom dosahuje priemerná rýchlosť chladenia v ohrievacej zóne 430-480°C/min a teplota po opustení ochladzovacej zóny je 50-70°C. Profil nevykazuje žiadne výrazné ohyby.
3.2 Starnutie
Po procese starnutia T6 pri 185 °C počas 6 hodín je tvrdosť a mechanické vlastnosti materiálu nasledovné:
Podľa procesu starnutia T7 pri 210 °C počas 6 hodín a 8 hodín sú tvrdosť a mechanické vlastnosti materiálu nasledovné:
Na základe testovacích údajov metóda kalenia hmla + vzduch v kombinácii s procesom starnutia pri 210°C/6h spĺňa požiadavky na mechanickú výkonnosť aj testovanie drvením. Vzhľadom na nákladovú efektívnosť bola na výrobu zvolená metóda kalenia hmla + vzduch a proces starnutia 210°C/6h, aby spĺňali požiadavky produktu.
3.3 Tlaková skúška
Pre druhú a tretiu tyč je hlavná časť odrezaná o 1,5 m a zadná časť je odrezaná o 1,2 m. Z hlavovej, strednej a chvostovej časti sa odoberú dve vzorky s dĺžkou 300 mm. Testy drvenia sa uskutočňujú po starnutí pri 185 °C/6h a 210°C/6h a 8h (údaje o mechanickom výkone, ako je uvedené vyššie) na univerzálnom stroji na testovanie materiálov. Testy sa uskutočňujú pri rýchlosti zaťaženia 100 mm/min so stlačeným množstvom 70 %. Výsledky sú nasledovné: pre kalenie hmlou + vzduchom s procesmi starnutia 210 °C/6h a 8h, testy drvenia spĺňajú požiadavky, ako je znázornené na obrázku 3-2, zatiaľ čo vzorky chladené vzduchom vykazujú praskanie pri všetkých procesoch starnutia .
Na základe výsledkov testu drvenia spĺňa požiadavky zákazníka kalenie hmla + vzduch s procesmi starnutia 210°C/6h a 8h.
4 Záver
Optimalizácia procesov kalenia a starnutia je rozhodujúca pre úspešný vývoj produktu a poskytuje ideálne procesné riešenie pre produkt crash box.
Prostredníctvom rozsiahleho testovania sa zistilo, že stav materiálu pre produkt crashbox by mal byť 6063-T7, metóda kalenia je hmla + chladenie vzduchom a proces starnutia pri 210 °C/6h je najlepšou voľbou pre vytláčanie hliníkových tyčí. s teplotami v rozsahu 480-500 °C, rýchlosťou vytláčacieho hriadeľa 2,5 mm/s, teplotou vytláčacej hubice 480 °C a vytláčaním výstupná teplota 500-540°C.
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odoslania: máj-07-2024
