Z naraščajočo ozaveščenostjo o varstvu okolja sta razvoj in zagovarjanje novih virov energije po vsem svetu povzročila nujnost promocije in uporabe vozil na energijo. Hkrati so zahteve po razvoju lahkih avtomobilskih materialov, varni uporabi aluminijevih zlitin ter njihovi kakovosti površine, velikosti in mehanskih lastnosti vse višje. Na primer, električno vozilo s težo 1,6 tone tehta približno 450 kg, kar predstavlja približno 30 %. Površinske napake, ki se pojavijo med ekstruzijskim proizvodnim procesom, zlasti problem grobih zrn na notranjih in zunanjih površinah, resno vplivajo na napredek proizvodnje aluminijastih profilov in postanejo ozko grlo pri razvoju njihove uporabe.
Za ekstrudirane profile sta načrtovanje in izdelava ekstruzijskih orodij izjemnega pomena, zato so raziskave in razvoj orodij za aluminijaste profile za električna vozila nujni. Predlaganje znanstvenih in razumnih rešitev za orodij lahko dodatno izboljša kvalificirano hitrost in produktivnost ekstrudiranja aluminijastih profilov za električna vozila, da bi zadostili povpraševanju na trgu.
1 Standardi izdelkov
(1) Materiali, površinska obdelava in protikorozijska zaščita delov in komponent morajo biti v skladu z ustreznimi določbami standardov ETS-01-007 »Tehnične zahteve za profilne dele iz aluminijevih zlitin« in ETS-01-006 »Tehnične zahteve za površinsko obdelavo z anodno oksidacijo«.
(2) Površinska obdelava: Anodna oksidacija, površina ne sme imeti grobih zrn.
(3) Površina delov ne sme imeti napak, kot so razpoke in gube. Deli ne smejo biti onesnaženi po oksidaciji.
(4) Prepovedane snovi v izdelku izpolnjujejo zahteve iz dokumenta Q/JL J160001-2017 »Zahteve za prepovedane in omejene snovi v avtomobilskih delih in materialih«.
(5) Zahteve glede mehanskih lastnosti: natezna trdnost ≥ 210 MPa, meja tečenja ≥ 180 MPa, raztezek po lomu A50 ≥ 8 %.
(6) Zahteve glede sestave aluminijevih zlitin za vozila z novimi energijskimi viri so prikazane v tabeli 1.
2 Optimizacija in primerjalna analiza strukture ekstruzijske matrice Prihaja do obsežnih izpadov električne energije
(1) Tradicionalna rešitev 1: to pomeni izboljšanje zasnove sprednjega ekstruzijskega orodja, kot je prikazano na sliki 2. V skladu s konvencionalno zasnovo, kot kaže puščica na sliki, se obdelata srednji položaj rebra in položaj podjezične drenaže, zgornji in spodnji odtok sta na eni strani pod kotom 20°, višina drenaže H15 mm pa se uporablja za dovajanje staljenega aluminija v del rebra. Podjezični prazen nož se prenaša pod pravim kotom, staljeni aluminij pa ostane na vogalu, kar omogoča enostavno ustvarjanje mrtvih con z aluminijevo žlindro. Po izdelavi se z oksidacijo preveri, ali je površina izjemno nagnjena k težavam z grobimi zrni.
V tradicionalnem postopku izdelave kalupov so bile izvedene naslednje predhodne optimizacije:
a. Na podlagi tega kalupa smo poskušali povečati dovod aluminija v rebra z dovajanjem.
b. Na podlagi prvotne globine se globina sublingvalnega praznega noža poglobi, to pomeni, da se prvotnim 15 mm doda 5 mm;
c. Širina sublingvalnega praznega rezila se razširi za 2 mm glede na prvotnih 14 mm. Dejanska slika po optimizaciji je prikazana na sliki 3.
Rezultati preverjanja kažejo, da po zgornjih treh predhodnih izboljšavah v profilih po oksidacijski obdelavi še vedno obstajajo grobozrnate napake in niso bile ustrezno odpravljene. To kaže, da predhodni načrt izboljšav še vedno ne more izpolniti proizvodnih zahtev za materiale iz aluminijevih zlitin za električna vozila.
(2) Nova shema 2 je bila predlagana na podlagi predhodne optimizacije. Zasnova kalupa po novi shemi 2 je prikazana na sliki 4. Izboljšani kalup za avtomobilske dele v skladu z "načelom tekočnosti kovine" in "zakonom najmanjšega upora" uporablja shemo "odprte zadnje luknje". Položaj reber igra vlogo pri neposrednem udarcu in zmanjšuje upornost trenja; dovodna površina je zasnovana v obliki "pokrova lonca", položaj mostu pa je obdelan v amplitudni obliki, namen pa je zmanjšati upornost trenja, izboljšati taljenje in zmanjšati tlak ekstrudiranja; most je čim bolj pogreznjen, da se prepreči problem grobih zrn na dnu mostu, širina praznega noža pod jezičkom dna mostu pa je ≤ 3 mm; razlika v koraku med delovnim trakom in spodnjim delovnim trakom matrice je ≤ 1,0 mm; prazen nož pod zgornjim jezičkom matrice je gladek in enakomerno prehaja, ne da bi pustil prehodno oviro, oblikovalna luknja pa je izrezana čim bolj neposredno; Delovni pas med obema glavama na srednjem notranjem rebru je čim krajši, običajno od 1,5 do 2-kratnika debeline stene; drenažni utor ima gladek prehod, da zadosti zahtevi po zadostnem pretoku kovinske aluminijeve vode v votlino, kar zagotavlja popolnoma taljeno stanje in ne pušča mrtvih con na nobenem mestu (prazen nož za zgornjim matričnim orodjem ne presega 2 do 2,5 mm). Primerjava strukture ekstruzijske matrice pred in po izboljšavi je prikazana na sliki 5.
(3) Pozornost je treba nameniti izboljšanju podrobnosti obdelave. Položaj mostu je poliran in gladko povezan, zgornji in spodnji delovni trakovi matrice sta ravna, odpornost proti deformaciji je zmanjšana, pretok kovine pa je izboljšan, da se zmanjša neenakomerna deformacija. To lahko učinkovito odpravi težave, kot so groba zrna in varjenje, s čimer se zagotovi sinhronizacija položaja izpusta rebra in hitrosti korena mostu z drugimi deli ter razumno in znanstveno odpravi površinske težave, kot je grobo zrnato varjenje na površini aluminijastega profila. Primerjava pred in po izboljšanju drenaže kalupa je prikazana na sliki 6.
3 Postopek ekstrudiranja
Za aluminijasto zlitino 6063-T6 za električna vozila je izračunano razmerje ekstrudiranja deljene matrice 20-80, razmerje ekstrudiranja tega aluminijastega materiala v stroju 1800t pa je 23, kar izpolnjuje zahteve glede proizvodne zmogljivosti stroja. Postopek ekstrudiranja je prikazan v tabeli 2.
Tabela 2 Postopek ekstrudiranja aluminijastih profilov za montažo nosilcev novih baterijskih sklopov za električna vozila
Pri ekstrudiranju bodite pozorni na naslednje točke:
(1) Prepovedano je segrevanje kalupov v isti peči, sicer bo temperatura kalupa neenakomerna in bo zlahka prišlo do kristalizacije.
(2) Če med postopkom ekstrudiranja pride do nenormalne zaustavitve, čas zaustavitve ne sme presegati 3 minut, sicer je treba kalup odstraniti.
(3) Prepovedano je vrnitev v peč za segrevanje in nato neposredno ekstrudiranje po razkalupljenju.
4. Ukrepi za sanacijo plesni in njihova učinkovitost
Po številnih popravilih kalupov in poskusnih izboljšavah kalupov je predlagan naslednji razumen načrt popravila kalupov.
(1) Naredite prvi popravek in prilagoditev originalnega kalupa:
① Poskusite čim bolj pogrezniti most, širina dna mostu pa mora biti ≤ 3 mm;
② Razlika v koraku med delovnim pasom glave in delovnim pasom spodnjega kalupa mora biti ≤ 1,0 mm;
③ Ne puščajte blokade pretoka;
④ Delovni pas med obema moškima glavama na notranjih rebrah mora biti čim krajši, prehod drenažnega utora pa mora biti gladek, čim večji in gladek;
⑤ Delovni trak spodnjega kalupa mora biti čim krajši;
⑥ Na nobenem mestu ne sme biti mrtve cone (zadnji prazen nož ne sme presegati 2 mm);
⑦ Popravite zgornji kalup z grobimi zrni v notranji votlini, zmanjšajte delovni pas spodnjega kalupa in sploščite pretočni blok ali pa nimate pretočnega bloka in skrajšajte delovni pas spodnjega kalupa.
(2) Na podlagi nadaljnje modifikacije in izboljšave zgoraj navedenega kalupa se izvedejo naslednje modifikacije kalupa:
① Odstranite mrtve cone obeh moških glav;
② Postrgajte pretočni blok;
③ Zmanjšajte višinsko razliko med glavo in spodnjim delovnim območjem matrice;
④ Skrajšajte spodnje delovno območje matrice.
(3) Po popravilu in izboljšanju kalupa doseže kakovost površine končnega izdelka idealno stanje, s svetlo površino in brez grobih zrn, kar učinkovito rešuje težave z grobimi zrni, varjenjem in drugimi napakami na površini aluminijastih profilov za električna vozila.
(4) Količina ekstrudiranja se je povečala s prvotnih 5 t/dan na 15 t/dan, kar je močno izboljšalo učinkovitost proizvodnje.
5 Zaključek
Z večkratno optimizacijo in izboljšanjem originalnega kalupa je bila v celoti rešena velika težava, povezana z grobo zrnatostjo na površini in varjenjem aluminijastih profilov za električna vozila.
(1) Šibka povezava originalnega kalupa, srednja linija položaja rebra, je bila racionalno optimizirana. Z odpravo mrtvih con obeh glav, sploščitvijo pretočnega bloka, zmanjšanjem višinske razlike med glavo in spodnjim delovnim območjem matrice ter skrajšanjem spodnjega delovnega območja matrice so bile uspešno premagane površinske napake aluminijeve zlitine 6063, ki se uporablja v tej vrsti avtomobilov, kot so groba zrna in varjenje.
(2) Količina ekstrudiranja se je povečala s 5 t/dan na 15 t/dan, kar je močno izboljšalo učinkovitost proizvodnje.
(3) Ta uspešen primer zasnove in izdelave ekstruzijskih orodij je reprezentativen in se nanj lahko sklicujemo pri proizvodnji podobnih profilov ter je vreden promocije.
Čas objave: 16. november 2024
