S rastućom sviješću o zaštiti okoliša, razvoj i zagovaranje novih izvora energije diljem svijeta učinili su promociju i primjenu energetskih vozila neizbježnim. Istovremeno, zahtjevi za razvoj laganih automobilskih materijala, sigurnu primjenu aluminijskih legura te njihovu kvalitetu površine, veličinu i mehanička svojstva postaju sve veći. Uzimajući električno vozilo težine 1,6 t kao primjer, aluminijska legura teži oko 450 kg, što čini oko 30%. Površinski nedostaci koji se pojavljuju u procesu ekstruzije, posebno problem grubih zrna na unutarnjim i vanjskim površinama, ozbiljno utječu na napredak proizvodnje aluminijskih profila i postaju usko grlo u razvoju njihove primjene.
Za ekstrudirane profile, dizajn i izrada ekstruzijskih alata su od najveće važnosti, stoga je istraživanje i razvoj alata za aluminijske profile za električna vozila ključno. Predlaganje znanstvenih i razumnih rješenja alata može dodatno poboljšati kvalificiranu brzinu i produktivnost ekstruzije aluminijskih profila za električna vozila kako bi se zadovoljila tržišna potražnja.
1 Standardi proizvoda
(1) Materijali, površinska obrada i zaštita od korozije dijelova i komponenti moraju biti u skladu s relevantnim odredbama ETS-01-007 „Tehnički zahtjevi za profilne dijelove od aluminijskih legura“ i ETS-01-006 „Tehnički zahtjevi za površinsku obradu anodnom oksidacijom“.
(2) Površinska obrada: Anodna oksidacija, površina ne smije imati gruba zrna.
(3) Površina dijelova ne smije imati nedostatke poput pukotina i nabora. Dijelovi ne smiju biti kontaminirani nakon oksidacije.
(4) Zabranjene tvari u proizvodu ispunjavaju zahtjeve dokumenta Q/JL J160001-2017 „Zahtjevi za zabranjene i ograničene tvari u automobilskim dijelovima i materijalima“.
(5) Zahtjevi za mehanička svojstva: vlačna čvrstoća ≥ 210 MPa, granica razvlačenja ≥ 180 MPa, istezanje nakon loma A50 ≥ 8%.
(6) Zahtjevi za sastav aluminijske legure za vozila s novim energetskim pogonom prikazani su u Tablici 1.
2 Optimizacija i komparativna analiza strukture ekstruzijske matrice Dolazi do velikih prekida napajanja
(1) Tradicionalno rješenje 1: to jest, poboljšanje dizajna prednjeg ekstruzijskog kalupa, kao što je prikazano na slici 2. Prema konvencionalnoj ideji dizajna, kao što je prikazano strelicom na slici, obrađuju se srednji položaj rebra i položaj sublingvalne drenaže, gornja i donja drenaža su 20° na jednoj strani, a visina drenaže H15 mm koristi se za dovod rastaljenog aluminija u dio rebra. Sublingvalni prazan nož se prenosi pod pravim kutom, a rastaljeni aluminij ostaje na kutu, što lako stvara mrtve zone s aluminijskom troskom. Nakon proizvodnje, oksidacijom se potvrđuje da je površina izuzetno sklona problemima s grubim zrnima.
Sljedeće preliminarne optimizacije provedene su u tradicionalnom procesu proizvodnje kalupa:
a. Na temelju ovog kalupa pokušali smo povećati dovod aluminija u rebra dodavanjem.
b. Na temelju izvorne dubine, produbljuje se sublingvalna dubina praznog noža, odnosno dodaje se 5 mm izvornim 15 mm;
c. Širina sublingvalne prazne lopatice proširena je za 2 mm u odnosu na izvornih 14 mm. Stvarna slika nakon optimizacije prikazana je na slici 3.
Rezultati provjere pokazuju da nakon gore navedena tri preliminarna poboljšanja, nedostaci grubih zrna i dalje postoje u profilima nakon oksidacijske obrade i nisu razumno riješeni. To pokazuje da preliminarni plan poboljšanja još uvijek ne može zadovoljiti proizvodne zahtjeve aluminijskih legura za električna vozila.
(2) Nova shema 2 predložena je na temelju preliminarne optimizacije. Dizajn kalupa Nove sheme 2 prikazan je na slici 4. Prema „principu fluidnosti metala“ i „zakonu najmanjeg otpora“, poboljšani kalup za automobilske dijelove usvaja shemu dizajna „otvorenog stražnjeg otvora“. Položaj rebra igra ulogu u izravnom udaru i smanjuje otpor trenja; površina za dovod je dizajnirana u obliku „poklopca lonca“, a položaj mosta je obrađen u amplitudnom tipu, svrha je smanjenje otpora trenja, poboljšanje taljenja i smanjenje tlaka ekstruzije; most je što više utonuo kako bi se spriječio problem grubih zrna na dnu mosta, a širina praznog noža ispod jezička dna mosta je ≤3 mm; razlika koraka između radne trake i donje radne trake matrice je ≤1,0 mm; prazan nož ispod gornjeg jezička matrice je gladak i ravnomjerno prebačen, bez ostavljanja barijere protoka, a rupa za oblikovanje je probušena što je moguće izravnije; Radni pojas između dvije glave na srednjem unutarnjem rebru je što kraći, općenito uzimajući vrijednost od 1,5 do 2 puta debljine stijenke; odvodni žlijeb ima gladak prijelaz kako bi se zadovoljio zahtjev za dovoljnim protokom metalne aluminijske vode u šupljinu, što predstavlja potpuno staljeno stanje i ne ostavlja mrtvu zonu ni na jednom mjestu (prazan nož iza gornjeg kalupa ne prelazi 2 do 2,5 mm). Usporedba strukture ekstruzijskog kalupa prije i nakon poboljšanja prikazana je na slici 5.
(3) Obratite pozornost na poboljšanje detalja obrade. Položaj mosta je poliran i glatko spojen, gornji i donji radni remeni kalupa su ravni, otpor deformaciji je smanjen, a protok metala je poboljšan kako bi se smanjila neravnomjerna deformacija. To može učinkovito suzbiti probleme poput grubih zrna i zavarivanja, čime se osigurava da su položaj pražnjenja rebra i brzina korijena mosta sinkronizirani s drugim dijelovima, te razumno i znanstveno suzbijaju površinski problemi poput zavarivanja grubih zrna na površini aluminijskog profila. Usporedba prije i nakon poboljšanja drenaže kalupa prikazana je na slici 6.
3 Postupak ekstruzije
Za aluminijsku leguru 6063-T6 za električna vozila, omjer ekstruzije split matrice izračunat je na 20-80, a omjer ekstruzije ovog aluminijskog materijala u stroju od 1800t iznosi 23, što zadovoljava zahtjeve proizvodnih performansi stroja. Proces ekstruzije prikazan je u Tablici 2.
Tablica 2. Proces proizvodnje ekstruzijom aluminijskih profila za montažu greda novih baterijskih paketa za električna vozila
Prilikom ekstrudiranja obratite pozornost na sljedeće točke:
(1) Zabranjeno je zagrijavati kalupe u istoj peći, inače će temperatura kalupa biti neravnomjerna i lako će doći do kristalizacije.
(2) Ako se tijekom procesa ekstruzije dogodi abnormalno zaustavljanje, vrijeme zaustavljanja ne smije biti dulje od 3 minute, inače se kalup mora ukloniti.
(3) Zabranjeno je vraćanje u peć na zagrijavanje, a zatim ekstrudiranje izravno nakon vađenja iz kalupa.
4. Mjere za sanaciju plijesni i njihova učinkovitost
Nakon desetaka popravaka kalupa i probnih poboljšanja kalupa, predlaže se sljedeći razuman plan popravka kalupa.
(1) Napravite prvu korekciju i prilagodbu izvornog kalupa:
① Pokušajte udubiti most što je više moguće, a širina dna mosta trebala bi biti ≤3 mm;
② Razlika u koraku između radnog remena glave i radnog remena donjeg kalupa treba biti ≤1,0 mm;
③ Ne ostavljajte blokadu protoka;
④ Radni pojas između dvije muške glave na unutarnjim rebrima trebao bi biti što kraći, a prijelaz odvodnog žlijeba trebao bi biti gladak, što veći i glatkiji;
⑤ Radni remen donjeg kalupa treba biti što kraći;
⑥ Ni na jednom mjestu ne smije biti mrtve zone (stražnji prazan nož ne smije prelaziti 2 mm);
⑦ Popravite gornji kalup s grubim zrnima u unutarnjoj šupljini, smanjite radni remen donjeg kalupa i izravnajte blok protoka ili nemate blok protoka i skratite radni remen donjeg kalupa.
(2) Na temelju daljnje modifikacije kalupa i poboljšanja gore navedenog kalupa, provode se sljedeće modifikacije kalupa:
① Uklonite mrtve zone dviju muških glava;
② Ostružite blok protoka;
③ Smanjite visinsku razliku između glave i donje radne zone matrice;
④ Skratite donju radnu zonu matrice.
(3) Nakon što je kalup popravljen i poboljšan, kvaliteta površine gotovog proizvoda doseže idealno stanje, sa sjajnom površinom i bez grubih zrna, što učinkovito rješava probleme grubih zrna, zavarivanja i drugih nedostataka koji postoje na površini aluminijskih profila za električna vozila.
(4) Volumen ekstruzije povećao se s izvornih 5 t/d na 15 t/d, što je znatno poboljšalo učinkovitost proizvodnje.
5 Zaključak
Višestrukim optimiziranjem i poboljšanjem originalnog kalupa, u potpunosti je riješen glavni problem vezan uz grubu teksturu na površini i zavarivanje aluminijskih profila za električna vozila.
(1) Slaba karika originalnog kalupa, linija položaja srednjeg rebra, racionalno je optimizirana. Uklanjanjem mrtvih zona dviju glava, izravnavanjem bloka protoka, smanjenjem visinske razlike između glave i donje radne zone matrice te skraćivanjem donje radne zone matrice, uspješno su prevladani površinski nedostaci aluminijske legure 6063 koja se koristi u ovoj vrsti automobila, poput grubih zrna i zavarivanja.
(2) Volumen ekstruzije povećao se s 5 t/d na 15 t/d, što je znatno poboljšalo učinkovitost proizvodnje.
(3) Ovaj uspješan slučaj dizajna i proizvodnje ekstruzijskih alata reprezentativan je i referencibilan u proizvodnji sličnih profila te je vrijedan promocije.
Vrijeme objave: 16. studenog 2024.
