مقدمه
با توسعه صنعت خودرو، بازار تیرهای ضربه ای آلیاژ آلومینیوم نیز به سرعت در حال رشد است، البته هنوز در اندازه کلی نسبتاً کوچک است. طبق پیش‌بینی اتحادیه نوآوری فناوری سبک‌وزن خودرو برای بازار تیرهای ضربه‌ای آلیاژ آلومینیوم چین، تا سال 2025، تقاضای بازار حدود 140000 تن تخمین زده می‌شود که انتظار می‌رود اندازه بازار به 4.8 میلیارد یوان برسد. پیش بینی می شود تا سال 2030 تقاضای بازار تقریباً 220000 تن باشد که اندازه بازار تخمینی 7.7 میلیارد یوان و نرخ رشد مرکب سالانه حدود 13 درصد است. روند توسعه سبک‌وزن و رشد سریع مدل‌های خودروی متوسط به بالا، عوامل محرکه مهم برای توسعه تیرهای ضربه‌ای آلیاژ آلومینیوم در چین است. چشم انداز بازار برای جعبه های تصادف پرتو ضربه ای خودرو امیدوار کننده است.
با کاهش هزینه ها و پیشرفت فناوری، تیرهای ضربه ای جلویی آلیاژ آلومینیوم و جعبه های تصادف به تدریج گسترده تر می شوند. در حال حاضر، آنها در مدل های خودروهای متوسط تا سطح بالا مانند آئودی A3، آئودی A4L، BMW سری 3، BMW X1، مرسدس بنز C260، هوندا CR-V، تویوتا RAV4، بیوک ریگال و بیوک لاکراس استفاده می شوند.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، تیرهای ضربه ای آلیاژ آلومینیوم عمدتاً از تیرهای ضربدری ضربه، جعبه های تصادف، صفحات پایه نصب و آستین های قلاب بکسل تشکیل شده اند.
شکل 1: مجموعه تیر ضربه ای آلیاژ آلومینیوم
جعبه تصادف یک جعبه فلزی است که بین پرتو ضربه و دو تیر طولی وسیله نقلیه قرار دارد و اساسا به عنوان یک محفظه جاذب انرژی عمل می کند. این انرژی به نیروی ضربه اشاره دارد. هنگامی که یک وسیله نقلیه برخوردی را تجربه می کند، پرتو ضربه دارای درجه خاصی از قابلیت جذب انرژی است. اما اگر انرژی از ظرفیت پرتو ضربه بیشتر شود، انرژی را به جعبه تصادف منتقل می کند. جعبه تصادف تمام نیروی ضربه را جذب می کند و خود را تغییر شکل می دهد و اطمینان حاصل می کند که پرتوهای طولی آسیب نبینند.
1 مورد نیاز محصول
1.1 ابعاد باید مطابق با الزامات تحمل نقشه مطابق شکل 2 باشد.
1.3 الزامات عملکرد مکانیکی:
مقاومت کششی: ≥215 مگاپاسکال
قدرت تسلیم: ≥205 مگاپاسکال
کشیدگی A50: ≥10٪
1.4 عملکرد خرد کردن جعبه تصادف:
در امتداد محور X وسیله نقلیه، با استفاده از سطح برخورد بزرگتر از سطح مقطع محصول، با سرعت 100 میلی متر در دقیقه تا خرد شدن، با مقدار تراکم 70 درصد بارگیری کنید. طول اولیه پروفیل 300 میلی متر است. در محل اتصال دنده تقویت کننده و دیواره خارجی، ترک ها باید کمتر از 15 میلی متر باشند تا قابل قبول تلقی شوند. باید اطمینان حاصل شود که ترک مجاز، ظرفیت جذب انرژی له کننده پروفیل را به خطر نمی اندازد و پس از خرد شدن نباید ترک قابل توجهی در مناطق دیگر ایجاد شود.
2 رویکرد توسعه
برای برآوردن همزمان الزامات عملکرد مکانیکی و عملکرد خرد کردن، رویکرد توسعه به شرح زیر است:
از میله 6063B با ترکیب آلیاژ اولیه Si 0.38-0.41٪ و Mg 0.53-0.60٪ استفاده کنید.
برای رسیدن به شرایط T6، کوئنچ هوا و پیری مصنوعی را انجام دهید.
برای دستیابی به شرایط T7 از مه + هوا و درمان پیری بیش از حد استفاده کنید.
3 تولید آزمایشی
3.1 شرایط اکستروژن
تولید بر روی پرس اکستروژن 2000T با نسبت اکستروژن 36 انجام می شود. مواد مورد استفاده میله آلومینیومی همگن 6063B است. دمای گرمایش میله آلومینیومی به شرح زیر است: IV zone 450-III zone 470-II zone 490-1 zone 500. فشار نفوذ سیلندر اصلی حدود 210 بار است که فاز اکستروژن پایدار دارای فشار اکستروژن نزدیک به 180 بار است. . سرعت شفت اکستروژن 2.5 میلی متر بر ثانیه و سرعت اکستروژن پروفیل 5.3 متر در دقیقه است. دما در خروجی اکستروژن 500-540 درجه سانتیگراد است. کوئنچ با استفاده از خنک کننده هوا با قدرت فن سمت چپ در 100٪، قدرت فن میانی در 100٪ و قدرت فن سمت راست در 50٪ انجام می شود. متوسط نرخ خنک کننده در منطقه کوئنچ به 300-350 درجه سانتیگراد در دقیقه می رسد و دما پس از خروج از منطقه کوئنچ 60-180 درجه سانتیگراد است. برای خاموش کردن مه + هوا، متوسط نرخ خنک کننده در منطقه گرمایش به 430-480 درجه سانتیگراد در دقیقه می رسد و دما پس از خروج از منطقه خاموش کننده 50-70 درجه سانتیگراد است. پروفیل هیچ خمش قابل توجهی را نشان نمی دهد.
3.2 پیری
پس از فرآیند پیری T6 در دمای 185 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت، سختی و خواص مکانیکی ماده به شرح زیر است:
با توجه به فرآیند پیری T7 در دمای 210 درجه سانتی گراد به مدت 6 ساعت و 8 ساعت، سختی و خواص مکانیکی مواد به شرح زیر است:
بر اساس داده های آزمایشی، روش خاموش کردن مه + هوا، همراه با فرآیند پیری 210 درجه سانتیگراد / 6 ساعت، الزامات عملکرد مکانیکی و تست خرد کردن را برآورده می کند. با در نظر گرفتن مقرون به صرفه بودن، روش خاموش کردن مه + هوا و فرآیند پیری 210 درجه سانتیگراد در 6 ساعت برای تولید انتخاب شدند تا نیازهای محصول را برآورده کنند.
3.3 تست خرد کردن
برای میله های دوم و سوم، انتهای سر 1.5 متر و انتهای دم 1.2 متر بریده شده است. هر کدام دو نمونه از قسمت های سر، وسط و دم به طول 300 میلی متر گرفته شده است. آزمایشهای خرد کردن پس از پیری در دمای 185 درجه سانتیگراد/6 ساعت و 210 درجه سانتیگراد در 6 ساعت و 8 ساعت (داده‌های عملکرد مکانیکی همانطور که در بالا ذکر شد) بر روی دستگاه تست مواد جهانی انجام می‌شود. آزمایش ها با سرعت بارگذاری 100 میلی متر در دقیقه با مقدار تراکم 70 درصد انجام می شود. نتایج به شرح زیر است: برای خاموش کردن مه + هوا با فرآیندهای پیری 210 درجه سانتیگراد / 6 ساعت و 8 ساعت، آزمایشهای خرد کردن شرایط را برآورده می کنند، همانطور که در شکل 3-2 نشان داده شده است، در حالی که نمونه های خاموش شده با هوا برای همه فرآیندهای پیری ترک نشان می دهند. .
بر اساس نتایج تست خرد کردن، خاموش کردن مه + هوا با فرآیندهای پیری 210 درجه سانتیگراد / 6 ساعت و 8 ساعت نیازهای مشتری را برآورده می کند.
4 نتیجه گیری
بهینه سازی فرآیندهای خاموش کردن و پیری برای توسعه موفقیت آمیز محصول بسیار مهم است و یک راه حل فرآیند ایده آل برای محصول جعبه تصادف فراهم می کند.
از طریق آزمایش های گسترده مشخص شده است که حالت مواد برای محصول جعبه تصادف باید 6063-T7 باشد، روش خاموش کردن مه + خنک کننده هوا است و فرآیند پیری در دمای 210 درجه سانتیگراد / 6 ساعت بهترین انتخاب برای اکسترود کردن میله های آلومینیومی است. با دماهای بین 480-500 درجه سانتی گراد، سرعت شفت اکستروژن 2.5 میلی متر بر ثانیه، دمای قالب اکستروژن 480 درجه سانتی گراد و دمای خروجی اکستروژن 500-540 درجه سانتی گراد.
ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم
زمان ارسال: مه-07-2024
