З ростам усведамлення патрэб аховы навакольнага асяроддзя, развіццё і прапаганда новых крыніц энергіі ва ўсім свеце зрабілі прасоўванне і выкарыстанне энергетычных транспартных сродкаў непазбежным. У той жа час патрабаванні да распрацоўкі лёгкіх аўтамабільных матэрыялаў, бяспечнага выкарыстання алюмініевых сплаваў, а таксама іх якасці паверхні, памеру і механічных уласцівасцей становяцца ўсё больш высокімі. Возьмем у якасці прыкладу электрамабіль з масай транспартнага сродку 1,6 т, матэрыял алюмініевага сплаву мае вагу каля 450 кг, што складае каля 30%. Дэфекты паверхні, якія ўзнікаюць у працэсе экструзіі, асабліва праблема буйнога зерня на ўнутраных і знешніх паверхнях, сур'ёзна ўплываюць на працэс вытворчасці алюмініевых профіляў і становяцца перашкодай у распрацоўцы іх прымянення.
Для экструдаваных профіляў распрацоўка і вытворчасць экструзійных штампаў маюць першараднае значэнне, таму даследаванні і распрацоўкі штампаў для алюмініевых профіляў для электрамабіляў вельмі важныя. Прапанова навуковых і разумных рашэнняў для штампаў можа яшчэ больш палепшыць хуткасць і прадукцыйнасць экструзіі алюмініевых профіляў для электрамабіляў, каб задаволіць рыначны попыт.
1 Стандарты прадукцыі
(1) Матэрыялы, апрацоўка паверхні і антыкаразійная абарона дэталяў і кампанентаў павінны адпавядаць адпаведным палажэнням ETS-01-007 «Тэхнічныя патрабаванні да профільных дэталяў з алюмініевых сплаваў» і ETS-01-006 «Тэхнічныя патрабаванні да апрацоўкі паверхні анодным акісленнем».
(2) Апрацоўка паверхні: анаднае акісленне, паверхня не павінна мець буйных зярністасцяў.
(3) Паверхня дэталяў не павінна мець дэфектаў, такіх як расколіны і маршчыны. Дэталі не павінны быць забруджаныя пасля акіслення.
(4) Забароненыя рэчывы ў прадукце адпавядаюць патрабаванням Q/JL J160001-2017 «Патрабаванні да забароненых і абмежаваных рэчываў у аўтамабільных дэталях і матэрыялах».
(5) Патрабаванні да механічных характарыстык: трываласць на расцяжэнне ≥ 210 МПа, мяжа цякучасці ≥ 180 МПа, адноснае падаўжэнне пасля разрыву A50 ≥ 8%.
(6) Патрабаванні да складу алюмініевых сплаваў для транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі паказаны ў табліцы 1.
2 Аптымізацыя і параўнальны аналіз структуры экструзійнай формы. Маштабныя адключэнні электраэнергіі.
(1) Традыцыйнае рашэнне 1: гэта значыць, паляпшэнне канструкцыі пярэдняй экструзійнай формы, як паказана на малюнку 2. Згодна з традыцыйнай канструктыўнай ідэяй, як паказана стрэлкай на малюнку, апрацоўваюцца сярэдняе становішча рабрын і пад'язычнае становішча дрэнажу, верхні і ніжні дрэнажы знаходзяцца пад вуглом 20° з аднаго боку, а вышыня дрэнажу H15 мм выкарыстоўваецца для падачы расплаўленага алюмінію да часткі рабрын. Пад'язычны пусты нож перамяшчаецца пад прамым вуглом, і расплаўлены алюміній застаецца ў куце, што лёгка прыводзіць да ўтварэння мёртвых зон з алюмініевым шлакам. Пасля вытворчасці шляхам акіслення пацвярджаецца, што паверхня надзвычай схільная да праблем з буйным зернем.
У традыцыйны працэс вырабу прэс-формаў былі ўнесены наступныя папярэднія аптымізацыі:
а. Зыходзячы з гэтай формы, мы паспрабавалі павялічыць падачу алюмінію ў рэбры шляхам падачы.
б) Зыходзячы з першапачатковай глыбіні, глыбіня пад'язычнага пустога нажа паглыбляецца, гэта значыць да першапачатковых 15 мм дадаецца 5 мм;
c. Шырыня пад'язычнай пустой лапаткі павялічана на 2 мм у параўнанні з першапачатковымі 14 мм. Рэальная выява пасля аптымізацыі паказана на малюнку 3.
Вынікі праверкі паказваюць, што пасля трох папярэдніх паляпшэнняў, у профілях усё яшчэ існуюць дэфекты буйнога зерня пасля акіслення і не былі дастаткова вырашаны. Гэта сведчыць аб тым, што папярэдні план паляпшэння ўсё яшчэ не можа задаволіць патрабаванні да вытворчасці алюмініевых сплаваў для электрамабіляў.
(2) Новая схема 2 была прапанавана на аснове папярэдняй аптымізацыі. Канструкцыя формы па новай схеме 2 паказана на малюнку 4. Згодна з «прынцыпам цякучасці металу» і «законам найменшага супраціўлення», палепшаная форма для аўтамабільных дэталяў выкарыстоўвае схему канструкцыі «адкрытая задняя адтуліна». Размяшчэнне рэбраў адыгрывае ролю ў прамым удары і зніжае супраціў трэння; паверхня падачы распрацавана ў форме «вечка гаршка», а размяшчэнне моста апрацавана па амплітудным тыпу, мэтай з'яўляецца зніжэнне супраціўлення трэнню, паляпшэнне плаўлення і зніжэнне ціску экструзіі; мост максімальна пагружаны, каб прадухіліць праблему буйных зерняў у ніжняй частцы моста, а шырыня пустога нажа пад язычком дна моста ≤3 мм; розніца кроку паміж рабочай стужкай і ніжняй рабочай стужкай формы ≤1,0 мм; пусты нож пад верхнім язычком формы гладкі і раўнамерны пераход, не пакідаючы бар'ера для патоку, а фарміруючая адтуліна прабіта максімальна непасрэдна; Рабочы пояс паміж дзвюма галоўкамі ў сярэднім унутраным рабры максімальна кароткі, звычайна ў 1,5-2 разы перавышае таўшчыню сценкі; дрэнажная канаўка мае плаўны пераход, каб задаволіць патрабаванне дастатковай колькасці вады з металу і алюмінію, якая паступае ў поласць, забяспечваючы цалкам плаўлены стан і не пакідаючы мёртвых зон ні ў адным месцы (пусты нож за верхняй матрыцай не перавышае 2-2,5 мм). Параўнанне структуры экструзійнай матрыцы да і пасля паляпшэння паказана на малюнку 5.
(3) Звярніце ўвагу на паляпшэнне дэталяў апрацоўкі. Пазіцыя мастка адпаліравана і злучана плаўна, верхні і ніжні рабочыя стужкі формы плоскія, супраціў дэфармацыі зніжаецца, а паток металу паляпшаецца для памяншэння нераўнамернай дэфармацыі. Гэта дазваляе эфектыўна падаўляць такія праблемы, як буйная зярністасць і зварка, тым самым забяспечваючы сінхранізацыю пазіцыі выхаду рабрын і хуткасці кораня мастка з іншымі дэталямі, а таксама разумна і навукова падаўляючы праблемы з паверхняй, такія як буйная зварка на паверхні алюмініевага профілю. Параўнанне да і пасля паляпшэння дрэнажу формы паказана на малюнку 6.
3 Працэс экструзіі
Для алюмініевага сплаву 6063-T6, прызначанага для электрамабіляў, каэфіцыент экструзіі раздзельнай формы складае 20-80, а каэфіцыент экструзіі гэтага алюмініевага матэрыялу ў машыне магутнасцю 1800 тон складае 23, што адпавядае патрабаванням да вытворчых характарыстык машыны. Працэс экструзіі паказаны ў табліцы 2.
Табліца 2 Працэс вытворчасці алюмініевых профіляў метадам экструзіі для мантажу бэлек новых акумулятарных блокаў для электрамабіляў
Звярніце ўвагу на наступныя моманты пры экструзіі:
(1) Забараняецца награваць формы ў адной печы, інакш тэмпература формы будзе нераўнамернай і лёгка адбудзецца крышталізацыя.
(2) Калі падчас працэсу экструзіі адбываецца анамальнае спыненне працы, час спынення не павінен перавышаць 3 хвілін, у адваротным выпадку форму неабходна выдаліць.
(3) Забараняецца вяртаць выраб у печ для нагрэву, а затым адразу пасля вымання з формы падвяргаць яго экструзіі.
4. Меры па ліквідацыі цвілі і іх эфектыўнасць
Пасля дзясяткаў рамонтаў формаў і пробных удасканаленняў формаў прапануецца наступны разумны план рамонту формаў.
(1) Зрабіце першую карэкцыю і карэкціроўку зыходнай формы:
① Паспрабуйце апусціць мост як мага ніжэй, а шырыня дна моста павінна быць ≤3 мм;
② Розніца крокаў паміж рабочым рамянём галоўкі і рабочым рамянём ніжняй формы павінна быць ≤1,0 мм;
③ Не пакідайце блакады патоку;
④ Рабочы пояс паміж двума галоўкамі мужчынскага боку на ўнутраных рэбрах павінен быць як мага карацейшым, а пераход дрэнажнай канаўкі павінен быць плаўным, максімальна вялікім і гладкім;
⑤ Рабочы пояс ніжняй формы павінен быць як мага карацейшым;
⑥ Не павінна заставацца мёртвых зон ні ў адным месцы (задні пусты нож не павінен перавышаць 2 мм);
⑦ Адрамантаваць верхнюю форму з буйнымі зернямі ва ўнутранай поласці, паменшыць працоўны пояс ніжняй формы і выраўнаваць блок патоку, або не мець блока патоку і скараціць працоўны пояс ніжняй формы.
(2) У залежнасці ад далейшай мадыфікацыі і ўдасканалення вышэйзгаданай формы выконваюцца наступныя мадыфікацыі формы:
① Выключыце мёртвыя зоны дзвюх мужчынскіх галоў;
② Саскрабці блок патоку;
③ Зменшце розніцу вышынь паміж галоўкай і ніжняй рабочай зонай штампа;
④ Скараціце ніжнюю рабочую зону штампа.
(3) Пасля рамонту і паляпшэння формы якасць паверхні гатовага вырабу дасягае ідэальнага стану, з бліскучай паверхняй і адсутнасцю буйных зярністасцяў, што эфектыўна вырашае праблемы буйных зярністасцяў, зваркі і іншых дэфектаў, якія існуюць на паверхні алюмініевых профіляў для электрамабіляў.
(4) Аб'ём экструзіі павялічыўся з першапачатковых 5 т/сут да 15 т/сут, што значна павысіла эфектыўнасць вытворчасці.
5 Выснова
Дзякуючы шматразовай аптымізацыі і ўдасканаленню зыходнай формы, была цалкам вырашана сур'ёзная праблема, звязаная з буйной зярністай паверхняй і зваркай алюмініевых профіляў для электрамабіляў.
(1) Слабае звяно першапачатковай формы — лінія размяшчэння сярэдняга рэбра — было рацыянальна аптымізавана. Дзякуючы ліквідацыі мёртвых зон дзвюх галовак, выраўноўванню блока патоку, памяншэнню розніцы вышынь паміж галоўкай і ніжняй рабочай зонай формы, а таксама скарачэнню ніжняй рабочай зоны формы, былі паспяхова пераадолены паверхневыя дэфекты алюмініевага сплаву 6063, які выкарыстоўваецца ў гэтым тыпе аўтамабіляў, такія як буйныя зярністыя структуры і зварка.
(2) Аб'ём экструзіі павялічыўся з 5 т/сут да 15 т/сут, што значна павысіла эфектыўнасць вытворчасці.
(3) Гэты паспяховы выпадак распрацоўкі і вырабу экструзійных штампаў з'яўляецца тыповым і вартым спасылкі пры вытворчасці падобных профіляў, і заслугоўвае прасоўвання.
Час публікацыі: 16 лістапада 2024 г.
