Уводзіны
З развіццём аўтамабільнай прамысловасці рынак ударных бэлек з алюмініевага сплаву таксама хутка расце, хоць і па-ранейшаму адносна невялікі па агульным памеры. Згодна з прагнозам Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance для кітайскага рынку ударных бэлек з алюмініевага сплаву, да 2025 года рынкавы попыт складзе каля 140 000 тон, а памер рынку, як чакаецца, дасягне 4,8 мільярда юаняў. Прагназуецца, што да 2030 года попыт на рынку складзе прыкладна 220 000 тон з ацэначным памерам рынку ў 7,7 мільярда юаняў і агульным штогадовым тэмпам росту каля 13%. Тэндэнцыя памяншэння вагі і хуткі рост мадэляў аўтамабіляў сярэдняга і высокага класа з'яўляюцца важнымі рухаючымі фактарамі для распрацоўкі ўдарных бэлек з алюмініевых сплаваў у Кітаі. Перспектывы рынку для аўтамабільных ударных пучкоў краш-боксаў шматспадзеўныя.
Па меры зніжэння выдаткаў і развіцця тэхналогій пярэднія супрацьударныя бэлькі і аварыйныя скрыні з алюмініевага сплаву паступова становяцца ўсё больш распаўсюджанымі. У цяперашні час яны выкарыстоўваюцца ў мадэлях аўтамабіляў сярэдняга і высокага класа, такіх як Audi A3, Audi A4L, BMW 3-й серыі, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal і Buick LaCrosse.
Ударныя бэлькі з алюмініевага сплаву ў асноўным складаюцца з ударных папярочак, аварыйных боксаў, мантажных апорных пліт і гільзаў буксірнага крука, як паказана на малюнку 1.
Малюнак 1: Зборка ўдарнай бэлькі з алюмініевага сплаву
Аварыйная скрынка - гэта металічная скрынка, размешчаная паміж ударнай бэлькай і двума падоўжнымі бэлькамі транспартнага сродку, па сутнасці, служачы кантэйнерам для паглынання энергіі. Гэтая энергія адносіцца да сілы ўдару. Калі транспартны сродак сутыкаецца, ударны прамень мае пэўную ступень здольнасці паглынаць энергію. Аднак, калі энергія перавышае магутнасць ударнага прамяня, яна перадасць энергію аварыйнай скрынцы. Аварыйная скрынка паглынае ўсю сілу ўдару і сама дэфармуецца, гарантуючы, што падоўжныя бэлькі застануцца непашкоджанымі.
1 Патрабаванні да прадукту
1.1 Памеры павінны адпавядаць патрабаванням допуску чарцяжа, як паказана на малюнку 2.
1.3 Патрабаванні да механічных характарыстык:
Трываласць на разрыў: ≥215 Мпа
Мяжа цякучасці: ≥205 Мпа
Падаўжэнне A50: ≥10%
1.4 Прадукцыйнасць драбнення Crash Box:
Уздоўж восі X транспартнага сродку, выкарыстоўваючы паверхню сутыкнення, большую за папярочны перасек прадукту, нагружайце з хуткасцю 100 мм/хв да раздушвання са велічынёй сціску 70%. Пачатковая даўжыня профілю - 300 мм. На стыку арматурнага рэбра і вонкавай сцяны расколіны павінны быць менш за 15 мм, каб лічыцца дапушчальным. Неабходна пераканацца, што дапушчальнае парэпанне не пагаршае энергапаглынальную здольнасць профілю да драбнення, і не павінна быць значных расколін у іншых месцах пасля драбнення.
2 Падыход развіцця
Каб адначасова адпавядаць патрабаванням механічных характарыстык і прадукцыйнасці драбнення, падыход да распрацоўкі выглядае наступным чынам:
Выкарыстоўвайце стрыжань 6063B са складам першаснага сплаву Si 0,38-0,41% і Mg 0,53-0,60%.
Выканайце загартоўку на паветры і штучнае старэнне для дасягнення стану Т6.
Выкарыстоўвайце туман + паветранае гашэнне і правядзіце лячэнне празмернага старэння, каб дасягнуць стану T7.
3 Доследная вытворчасць
3.1 Умовы экструзіі
Вытворчасць ажыццяўляецца на экструзійным прэсе 2000T з каэфіцыентам экструзіі 36. У якасці матэрыялу выкарыстоўваецца гамагенізаваны алюмініевы стрыжань 6063B. Тэмпературы нагрэву алюмініевага стрыжня наступныя: IV зона 450-III зона 470-II зона 490-1 зона 500. Ціск прарыву ў галоўным цыліндры складае каля 210 бар, стабільная фаза экструзіі мае ціск экструзіі, блізкі да 180 бар. . Хуткасць экструзійнага вала складае 2,5 мм/с, а хуткасць экструзіі профілю - 5,3 м/мін. Тэмпература на выхадзе экструзіі складае 500-540°C. Гашэнне ажыццяўляецца з выкарыстаннем паветранага астуджэння з магутнасцю левага вентылятара 100%, магутнасцю сярэдняга вентылятара 100% і магутнасцю правага вентылятара 50%. Сярэдняя хуткасць астуджэння ў зоне загартоўкі дасягае 300-350°С/мін, а тэмпература пасля выхаду з зоны закалкі - 60-180°С. Пры тушэнні туманам + паветрам сярэдняя хуткасць астуджэння ў зоне нагрэву дасягае 430-480°C/мін, а тэмпература пасля выхаду з зоны тушэння складае 50-70°C. Профіль не дэманструе істотнага выгібу.
3.2 Старэнне
Пасля працэсу старэння T6 пры 185°C на працягу 6 гадзін цвёрдасць і механічныя ўласцівасці матэрыялу наступныя:
Згодна з працэсам старэння T7 пры 210°C на працягу 6 гадзін і 8 гадзін, цвёрдасць і механічныя ўласцівасці матэрыялу наступныя:
Зыходзячы з дадзеных выпрабаванняў, метад туману + паветра ў спалучэнні з працэсам старэння пры 210°C/6 гадзін адпавядае патрабаванням як да механічных характарыстык, так і да выпрабаванняў на раздушванне. Улічваючы эканамічную эфектыўнасць, для вытворчасці былі абраны метад туману + паветра і працэс старэння пры 210°C/6 гадзін, каб адпавядаць патрабаванням прадукту.
3.3 Тэст на раздушванне
Для другога і трэцяга дубцоў галаўны канец зразаецца на 1,5 м, а хваставой - на 1,2 м. Па дзве пробы бяруць з галаўнога, сярэдняга і хваставога аддзелаў даўжынёй 300 мм. Выпрабаванні на раздушванне праводзяцца пасля старэння пры тэмпературах 185°C/6 гадзін і 210°C/6 гадзін і 8 гадзін (даныя аб механічных характарыстыках, як згадвалася вышэй) на універсальнай машыне для выпрабаванняў матэрыялаў. Выпрабаванні праводзяцца пры хуткасці нагрузкі 100 мм/мін са ступенню сціску 70%. Вынікі наступныя: для загартоўкі туманам + паветрам з працэсамі старэння 210°C/6 гадзін і 8 гадзін выпрабаванні на раздушванне адпавядаюць патрабаванням, як паказана на малюнку 3-2, у той час як узоры, загартаваныя паветрам, дэманструюць парэпанне пры ўсіх працэсах старэння. .
Згодна з вынікамі выпрабаванняў на раздушванне, загартоўка туманам + паветрам з працэсамі старэння 210°C/6 гадзін і 8 гадзін адпавядае патрабаванням заказчыка.
4 Заключэнне
Аптымізацыя працэсаў загартоўкі і старэння мае вырашальнае значэнне для паспяховай распрацоўкі прадукту і забяспечвае ідэальнае тэхналагічнае рашэнне для прадукту crash box.
Шляхам шырокіх выпрабаванняў было ўстаноўлена, што стан матэрыялу для прадукту crash box павінен быць 6063-T7, метад загартоўкі - туман + паветранае астуджэнне, а працэс старэння пры 210°C/6 гадзін з'яўляецца лепшым выбарам для экструзіі алюмініевых стрыжняў. з тэмпературай у дыяпазоне ад 480-500°C, хуткасцю экструзійнага вала 2,5 мм/с, тэмпературай экструзійнай матрыцы 480°C, а тэмпература экструзіі на выхадзе 500-540°C.
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminium
Час публікацыі: 7 мая 2024 г
