Praktična razlaga rešitev težav, kot so groba zrna na površini in težavno varjenje aluminijastih profilov za EV

Z naraščajočo ozaveščenostjo o varstvu okolja sta razvoj in zagovarjanje nove energije po vsem svetu naredila promocijo in uporabo energetskih vozil neizbežno. Hkrati postajajo zahteve za lahek razvoj avtomobilskih materialov, varno uporabo aluminijevih zlitin ter njihovo površinsko kakovost, velikost in mehanske lastnosti vedno višje. Če za primer vzamemo EV s težo vozila 1,6 t, je material iz aluminijeve zlitine približno 450 kg, kar predstavlja približno 30 %. Površinske napake, ki se pojavijo v proizvodnem procesu ekstrudiranja, 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 matric izrednega pomena, zato sta raziskava in razvoj matric za aluminijaste profile EV nujna. Predlaganje znanstvenih in razumnih rešitev za matriko lahko dodatno izboljša kvalificirano hitrost in produktivnost iztiskanja aluminijastih profilov EV, da bi zadovoljili povpraševanje na trgu.

1 Standardi za izdelke

(1) Materiali, površinska obdelava in protikorozijska zaščita delov in komponent morajo biti v skladu z ustreznimi določbami ETS-01-007 »Tehnične zahteve za profilne dele iz aluminijeve zlitine« in ETS-01-006 »Tehnične zahteve za površino z anodno oksidacijo Zdravljenje”.

(2) Površinska obdelava: Anodna oksidacija, površina ne sme imeti grobih zrn.

(3) Na površini delov ni dovoljeno imeti napak, kot so razpoke in gube. Deli po oksidaciji ne smejo biti onesnaženi.

(4) Prepovedane snovi v izdelku izpolnjujejo zahteve 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 zlomu A50 ≥ 8 %.

(6) Zahteve za sestavo aluminijeve zlitine za nova energetska vozila so prikazane v tabeli 1.

2 Optimizacija in primerjalna analiza strukture ekstruzijske matrice Pojavijo se obsežni izpadi električne energije

(1) Tradicionalna rešitev 1: to je izboljšanje zasnove sprednje ekstruzijske matrice, kot je prikazano na sliki 2. V skladu s konvencionalno zasnovo, kot je prikazano s puščico na sliki, sta položaj srednjega rebra in položaj sublingvalne drenaže obdelan, zgornja in spodnja drenaža sta 20° na eni strani, višina drenaže H15 mm pa se uporablja za dovod staljenega aluminija v rebrni del. Podjezični prazen nož se prenese pod pravim kotom, staljeni aluminij pa ostane na vogalu, kar je enostavno narediti mrtve cone z aluminijevo žlindro. Po proizvodnji je z oksidacijo preverjeno, da je površina izjemno nagnjena k težavam z grobimi zrni.

Naslednje predhodne optimizacije so bile izvedene v tradicionalnem procesu izdelave kalupov:

a. Na podlagi tega kalupa smo poskušali z dovajanjem povečati dovod aluminija v rebra.

b. Na podlagi prvotne globine se globina podjezičnega praznega noža poglobi, kar pomeni, da se prvotnim 15 mm doda 5 mm;

c. Širina sublingvalnega praznega rezila je razširjena 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 grobozrnate napake še vedno obstajajo v profilih po oksidacijski obdelavi in ​​niso bile razumno odpravljene. To kaže, da predhodni načrt izboljšav še vedno ne more izpolniti zahtev glede proizvodnje materialov iz aluminijevih zlitin za električna vozila.

(2) Na podlagi predhodne optimizacije je bila predlagana nova shema 2. Zasnova kalupa nove sheme 2 je prikazana na sliki 4. V skladu z "načelom fluidnosti kovine" in "zakonom najmanjšega upora" izboljšani kalup za avtomobilske dele sprejme shemo zasnove "odprte zadnje luknje". Položaj reber ima vlogo pri neposrednem udarcu in zmanjša odpornost proti trenju; dovodna površina je zasnovana tako, da je v obliki pokrova lonca, položaj mostička pa je obdelan v amplitudni tip, namen je zmanjšati odpornost proti trenju, izboljšati taljenje in zmanjšati tlak ekstrudiranja; most je čim bolj potopljen, da se prepreči problem grobih zrn na dnu mostu, širina praznega noža pod jezikom dna mostu pa je ≤3 mm; stopenjska razlika med delovnim pasom in spodnjim delovnim pasom je ≤1,0 mm; prazen nož pod zgornjim jezikom matrice je gladek in enakomerno prehoden, ne da bi zapustil oviro za pretok, in oblikovalna luknja je preluknjana čim bolj neposredno; delovni trak med obema glavama na srednjem notranjem rebru je čim krajši, na splošno ima vrednost 1,5- do 2-kratne debeline stene; drenažni utor ima gladek prehod, da zadosti zahtevi po zadostni količini vode iz kovinskega aluminija, ki teče v votlino, pri čemer je popolnoma zlit in nikjer ne pušča mrtve cone (prazen nož za zgornjo matrico ne presega 2 do 2,5 mm ). Primerjava strukture ekstruzijske matrice pred in po izboljšavi je prikazana na sliki 5.

(3) Bodite pozorni na izboljšanje podrobnosti obdelave. Položaj mostu je poliran in gladko povezan, zgornji in spodnji delovni jermen sta ravna, odpornost proti deformacijam je zmanjšana, pretok kovine pa je izboljšan, da se zmanjša neenakomerna deformacija. Učinkovito lahko zatre težave, kot so groba zrna in varjenje, s čimer zagotovi, da sta položaj izpusta rebra in hitrost korena mostu sinhronizirana z drugimi deli, ter razumno in znanstveno zatre površinske težave, kot je grobo zrnato varjenje na površini aluminija. profil . Primerjava pred in po izboljšanju drenaže kalupa je prikazana na sliki 6.

3 Postopek iztiskanja

Za aluminijevo zlitino 6063-T6 za električna vozila je izračunano razmerje iztiskanja deljene matrice 20-80, razmerje iztiskanja tega aluminijastega materiala v stroju 1800t pa je 23, kar ustreza zahtevam proizvodne zmogljivosti stroja. Postopek iztiskanja je prikazan v tabeli 2.

Tabela 2 Postopek ekstrudiranja aluminijastih profilov za montažne nosilce novih baterijskih vložkov za EV

Pri ekstrudiranju bodite pozorni na naslednje točke:

(1) Prepovedano je segrevati kalupe v isti peči, sicer bo temperatura kalupa neenakomerna in zlahka pride do kristalizacije.

(2) Če med postopkom iztiskanja pride do nenormalne zaustavitve, čas zaustavitve ne sme preseči 3 minut, sicer je treba odstraniti kalup.

(3) Prepovedano je vračanje v peč za ogrevanje in nato ekstrudiranje neposredno po odstranitvi iz kalupa.

4. Ukrepi za popravilo plesni in njihova učinkovitost

Po desetinah popravil plesni in poskusnih izboljšavah plesni je predlagan naslednji razumen načrt popravila plesni.

(1) Naredite prvi popravek in prilagoditev prvotnega kalupa:

① Poskusite čim bolj potopiti most, širina dna mostu pa mora biti ≤3 mm;

② Koračna razlika med delovnim pasom glave in delovnim pasom spodnjega kalupa mora biti ≤1,0 mm;

③ Ne puščajte blokade pretoka;

④ Delovni pas med dvema moškima glavama na notranjih rebrih mora biti čim krajši, prehod drenažnega utora pa gladek, čim večji in gladek;

⑤ Delovni pas spodnjega kalupa mora biti čim krajši;

⑥ Nikjer ne sme biti mrtve cone (prazen zadnji 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 nimate pretočnega bloka in skrajšajte delovni pas spodnjega kalupa.

(2) Na podlagi nadaljnje modifikacije kalupa in izboljšave zgoraj navedenega kalupa se izvedejo naslednje modifikacije kalupa:

① Odstranite mrtve cone obeh moških glav;

② Strgajte pretočni blok;

③ Zmanjšajte višinsko razliko med glavo in spodnjim delovnim območjem matrice;

④ Skrajšajte spodnje delovno območje matrice.

(3) Ko je kalup popravljen in izboljšan, kakovost površine končnega izdelka doseže idealno stanje, s svetlo površino in brez grobih zrn, kar učinkovito rešuje težave z grobimi zrni, varjenjem in drugimi napakami, ki obstajajo na površini aluminijasti profili za EV.

(4) Obseg ekstrudiranja se je povečal s prvotnih 5 t/d na 15 t/d, kar je močno izboljšalo učinkovitost proizvodnje.

5 Zaključek

Z večkratnim optimiziranjem in izboljšanjem originalnega kalupa je bil v celoti rešen velik problem, povezan z grobo zrnatostjo na površini in varjenjem aluminijastih profilov za EV.

(1) Šibka povezava prvotnega kalupa, črta položaja srednjega rebra, je bila racionalno optimizirana. Z odpravo mrtvih območij obeh glav, sploščitvijo pretočnega bloka, zmanjšanjem višinske razlike med glavo in spodnjim delovnim območjem matrice ter skrajšanjem spodnjega delovnega območja matrice so površinske napake aluminijeve zlitine 6063, ki se uporablja v tej vrsti avtomobilske, kot so groba zrna in varjenje, uspešno premagali.

(2) Obseg iztiskanja se je povečal s 5 t/d na 15 t/d, kar je močno izboljšalo učinkovitost proizvodnje.

(3) Ta uspešen primer načrtovanja in izdelave ekstrudijske matrice je reprezentativen in referenciran v proizvodnji podobnih profilov ter je vreden promocije.