توضیح کاربردی راه حل مشکلاتی مانند دانه های درشت روی سطح و سختی جوشکاری پروفیل آلومینیوم برای EV

با افزایش آگاهی از حفاظت از محیط زیست، توسعه و حمایت از انرژی های نو در سراسر جهان، ترویج و کاربرد وسایل نقلیه انرژی را قریب الوقوع کرده است. در عین حال، الزامات برای توسعه سبک وزن مواد خودرو، استفاده ایمن از آلیاژهای آلومینیوم و کیفیت سطح، اندازه و خواص مکانیکی آنها بیشتر و بالاتر می شود. با در نظر گرفتن یک خودروی الکتریکی با وزن خودرو 1.6 تن به عنوان مثال، مواد آلیاژ آلومینیوم حدود 450 کیلوگرم است که حدود 30 درصد را تشکیل می دهد. عیوب سطحی که در فرآیند تولید اکستروژن ظاهر می شود، به ویژه مشکل دانه درشت در سطوح داخلی و خارجی، به طور جدی پیشرفت تولید پروفیل های آلومینیومی را تحت تأثیر قرار می دهد و گلوگاه توسعه کاربرد آنها می شود.

برای پروفیل های اکسترود شده، طراحی و ساخت قالب های اکستروژن از اهمیت بالایی برخوردار است، بنابراین تحقیق و توسعه قالب ها برای پروفیل های آلومینیومی EV ضروری است. پیشنهاد راه حل های قالب علمی و معقول می تواند نرخ واجد شرایط و بهره وری اکستروژن پروفیل های آلومینیوم EV را برای پاسخگویی به تقاضای بازار بهبود بخشد.

1 استانداردهای محصول

(1) مواد، عملیات سطح و ضد خوردگی قطعات و اجزاء باید با مفاد مربوط ETS-01-007 "الزامات فنی برای قطعات پروفیل آلیاژ آلومینیوم" و ETS-01-006 "الزامات فنی برای سطح اکسیداسیون آندی" مطابقت داشته باشد. درمان».

(2) درمان سطح: اکسیداسیون آندی، سطح نباید دانه های درشت داشته باشد.

(3) سطح قطعات مجاز به داشتن عیوب مانند ترک و چین و چروک نیست. قطعات پس از اکسیداسیون مجاز به آلوده شدن نیستند.

(4) مواد ممنوعه محصول الزامات Q/JL J160001-2017 "الزامات مواد ممنوعه و محدود در قطعات و مواد خودرو" را برآورده می کند.

(5) الزامات عملکرد مکانیکی: استحکام کششی ≥ 210 مگاپاسکال، استحکام تسلیم ≥ 180 مگاپاسکال، ازدیاد طول پس از شکست A50 ≥ 8%.

(6) الزامات ترکیب آلیاژ آلومینیوم برای وسایل نقلیه انرژی جدید در جدول 1 نشان داده شده است.

2 بهینه سازی و تحلیل مقایسه ای ساختار قالب اکستروژن قطع برق در مقیاس بزرگ رخ می دهد

(1) راه حل سنتی 1: یعنی برای بهبود طراحی قالب اکستروژن جلو، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. طبق ایده طراحی مرسوم، همانطور که توسط فلش ​​در شکل نشان داده شده است، موقعیت دنده میانی و موقعیت زهکشی زیر زبانی هستند. فرآوری شده، زهکش های بالایی و پایینی از یک طرف 20 درجه هستند و ارتفاع زهکشی H15 میلی متر برای تامین آلومینیوم مذاب به قسمت دنده استفاده می شود. چاقوی خالی زیرزبانی در یک زاویه قائم منتقل می شود و آلومینیوم مذاب در گوشه باقی می ماند که به راحتی می توان مناطق مرده را با سرباره آلومینیوم تولید کرد. پس از تولید، با اکسیداسیون تأیید می شود که سطح بسیار مستعد مشکلات دانه درشت است.

بهینه سازی های اولیه زیر برای فرآیند تولید قالب سنتی انجام شد:

الف بر اساس این قالب سعی شد با تغذیه، میزان عرضه آلومینیوم به دنده ها افزایش یابد.

ب بر اساس عمق اصلی، عمق چاقوی خالی زیرزبانی عمیق تر می شود، یعنی 5 میلی متر به 15 میلی متر اصلی اضافه می شود.

ج. عرض تیغه خالی زیرزبانی بر اساس 14 میلی متر اصلی 2 میلی متر افزایش می یابد. تصویر واقعی پس از بهینه سازی در شکل 3 نشان داده شده است.

نتایج تأیید نشان می‌دهد که پس از سه بهبود اولیه فوق، عیوب دانه درشت پس از عملیات اکسیداسیون همچنان در پروفیل‌ها وجود دارد و به طور منطقی برطرف نشده است. این نشان می‌دهد که طرح بهبود اولیه هنوز نمی‌تواند الزامات تولید مواد آلیاژ آلومینیوم را برای خودروهای الکتریکی برآورده کند.

(2) طرح جدید 2 بر اساس بهینه سازی اولیه پیشنهاد شد. طراحی قالب طرح جدید 2 در شکل 4 نشان داده شده است. با توجه به "اصل سیالیت فلز" و "قانون کمترین مقاومت"، قالب بهبود یافته قطعات خودرو از طرح طراحی "چاله پشت باز" استفاده می کند. موقعیت دنده در ضربه مستقیم نقش دارد و مقاومت اصطکاک را کاهش می دهد. سطح تغذیه به شکل "پوشش گلدان" طراحی شده است و موقعیت پل به یک نوع دامنه پردازش می شود، هدف کاهش مقاومت اصطکاک، بهبود همجوشی و کاهش فشار اکستروژن است. پل تا حد امکان فرو رفته است تا از مشکل دانه های درشت در پایین پل جلوگیری شود و عرض چاقوی خالی زیر زبانه کف پل ≤3 میلی متر است. تفاوت گام بین تسمه کار و تسمه کار قالب پایین ≤1.0 میلی متر است. چاقوی خالی زیر زبانه قالب بالایی صاف و یکنواخت است، بدون ایجاد مانع جریان، و سوراخ شکل‌دهی تا حد امکان مستقیماً سوراخ می‌شود. تسمه کار بین دو سر در دنده داخلی میانی تا حد امکان کوتاه است و معمولاً 1.5 تا 2 برابر ضخامت دیواره است. شیار زهکشی دارای یک انتقال صاف برای برآوردن نیاز آب آلومینیوم فلزی کافی است که به داخل حفره جاری می شود، حالت کاملاً ذوب شده را ارائه می دهد و هیچ منطقه مرده ای در هیچ مکانی باقی نمی گذارد (چاقوی خالی پشت قالب بالایی از 2 تا 2.5 میلی متر تجاوز نمی کند. ). مقایسه ساختار قالب اکستروژن قبل و بعد از بهبود در شکل 5 نشان داده شده است.

(3) به بهبود جزئیات پردازش توجه کنید. موقعیت پل صیقلی شده و به آرامی متصل می شود، تسمه های کار قالب بالا و پایین صاف هستند، مقاومت تغییر شکل کاهش می یابد و جریان فلز برای کاهش تغییر شکل ناهموار بهبود می یابد. می تواند به طور موثر مشکلاتی مانند دانه های درشت و جوشکاری را سرکوب کند، در نتیجه اطمینان حاصل شود که موقعیت تخلیه دنده و سرعت ریشه پل با سایر قسمت ها هماهنگ است و مشکلات سطحی مانند جوشکاری دانه درشت را به طور منطقی و علمی سرکوب می کند. پروفایل . مقایسه قبل و بعد از بهبود زهکشی قالب در شکل 6 نشان داده شده است.

3 فرآیند اکستروژن

برای آلیاژ آلومینیوم 6063-T6 برای خودروهای الکتریکی، نسبت اکستروژن قالب اسپلیت 20-80 محاسبه شده است و نسبت اکستروژن این ماده آلومینیومی در دستگاه 1800t برابر با 23 است که الزامات عملکرد تولید دستگاه را برآورده می کند. فرآیند اکستروژن در جدول 2 نشان داده شده است.

جدول 2 فرآیند تولید اکستروژن پروفیل های آلومینیومی برای نصب تیرهای بسته باتری EV جدید

هنگام اکسترود کردن به نکات زیر توجه کنید:

(1) گرم کردن قالب ها در همان کوره ممنوع است، در غیر این صورت دمای قالب ناهموار بوده و تبلور به راحتی رخ می دهد.

(2) اگر در طول فرآیند اکستروژن خاموشی غیرعادی رخ دهد، زمان خاموش شدن نباید بیش از 3 دقیقه باشد، در غیر این صورت قالب باید برداشته شود.

(3) بازگشت به کوره برای گرم کردن و سپس اکسترود مستقیم پس از قالب گیری ممنوع است.

4. اقدامات تعمیر قالب و اثربخشی آنها

پس از ده ها تعمیر قالب و بهبود قالب آزمایشی، طرح معقول تعمیر قالب زیر پیشنهاد شده است.

(1) اولین اصلاح و تنظیم را در قالب اصلی انجام دهید:

① سعی کنید تا حد امکان پل را غرق کنید و عرض کف پل باید ≤3 میلی متر باشد.

② تفاوت گام بین کمربند کار سر و کمربند کار قالب پایین باید ≤1.0 میلی متر باشد.

③ بلوک جریان را ترک نکنید.

④ کمربند کار بین دو سر نر در دنده های داخلی باید تا حد امکان کوتاه باشد و انتقال شیار زهکشی باید صاف، تا حد امکان بزرگ و صاف باشد.

⑤ تسمه کار قالب پایینی باید تا حد امکان کوتاه باشد.

⑥ هیچ منطقه مرده ای نباید در هیچ مکانی باقی بماند (چاقوی خالی پشتی نباید بیش از 2 میلی متر باشد).

⑦ قالب بالایی را با دانه های درشت در حفره داخلی تعمیر کنید، تسمه کار قالب پایینی را کاهش دهید و بلوک جریان را صاف کنید، یا بلوک جریان نداشته باشید و تسمه کار قالب پایینی را کوتاه کنید.

(2) بر اساس اصلاح بیشتر قالب و بهبود قالب فوق، اصلاحات قالب زیر انجام می شود:

① مناطق مرده دو سر نر را از بین ببرید.

② بلوک جریان را خراش دهید.

③ اختلاف ارتفاع بین سر و ناحیه کار قالب پایین را کاهش دهید.

④ ناحیه کار قالب پایینی را کوتاه کنید.

(3) پس از تعمیر و بهبود قالب، کیفیت سطح محصول نهایی به حالت ایده آل می رسد، با سطح روشن و بدون دانه های درشت، که به طور موثر مشکلات دانه های درشت، جوشکاری و سایر عیوب موجود در سطح را حل می کند. پروفیل های آلومینیومی برای خودروهای برقی

(4) حجم اکستروژن از 5 تن در روز اولیه به 15 تن در روز افزایش یافته است که راندمان تولید را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

5 نتیجه گیری

با بهینه سازی و بهبود مکرر قالب اصلی، مشکل عمده مربوط به دانه درشت روی سطح و جوشکاری پروفیل آلومینیوم برای خودروهای برقی به طور کامل حل شد.

(1) پیوند ضعیف قالب اصلی، خط موقعیت دنده میانی، به طور منطقی بهینه شده بود. با حذف مناطق مرده دو هد، صاف کردن بلوک جریان، کاهش اختلاف ارتفاع بین هد و ناحیه کار قالب پایینی و کوتاه کردن ناحیه کار قالب پایین، عیوب سطحی آلیاژ آلومینیوم 6063 مورد استفاده در این نوع اتومبیل، مانند دانه های درشت و جوشکاری، با موفقیت غلبه کردند.

(2) حجم اکستروژن از 5 تن در روز به 15 تن در روز افزایش یافت که کارایی تولید را به شدت بهبود بخشید.

(3) این مورد موفق طراحی و ساخت قالب اکستروژن در تولید پروفیل های مشابه نماینده و قابل ارجاع بوده و شایسته تبلیغ است.