С нарастващата осведоменост за опазването на околната среда, развитието и застъпничеството за нова енергия по света направи насърчаването и прилагането на енергийни превозни средства неизбежно. В същото време изискванията за лекото разработване на автомобилни материали, безопасното приложение на алуминиеви сплави и тяхното качество на повърхността, размер и механични свойства стават все по-високи и по-високи. Като вземем за пример EV с тегло на превозното средство от 1,6 t, материалът от алуминиева сплав е около 450 kg, което представлява около 30%. Повърхностните дефекти, които се появяват в производствения процес на екструдиране, особено проблемът с грубите зърна на вътрешните и външните повърхности, сериозно засягат напредъка на производството на алуминиевите профили и се превръщат в пречка за развитието на тяхното приложение.
За екструдираните профили проектирането и производството на матрици за екструдиране са от изключително значение, така че изследването и разработването на матрици за EV алуминиеви профили е наложително. Предлагането на научни и разумни решения за матрици може допълнително да подобри квалифицираната скорост и производителността на екструдиране на EV алуминиеви профили, за да отговори на пазарното търсене.
1 Продуктови стандарти
(1) Материалите, повърхностната обработка и антикорозионната защита на частите и компонентите трябва да отговарят на съответните разпоредби на ETS-01-007 „Технически изисквания за профилни части от алуминиева сплав“ и ETS-01-006 „Технически изисквания за повърхности с анодно оксидиране Лечение”.
(2) Повърхностна обработка: Анодно оксидиране, повърхността не трябва да има едри зърна.
(3) Не се допуска повърхността на частите да има дефекти като пукнатини и гънки. Не се допуска замърсяване на частите след окисляване.
(4) Забранените вещества в продукта отговарят на изискванията на Q/JL J160001-2017 „Изисквания за забранени и ограничени вещества в автомобилни части и материали“.
(5) Изисквания за механични характеристики: якост на опън ≥ 210 MPa, граница на провлачване ≥ 180 MPa, удължение след счупване A50 ≥ 8%.
(6) Изискванията за състава на алуминиевата сплав за нови енергийни превозни средства са показани в таблица 1.
2 Оптимизиране и сравнителен анализ на структурата на матрицата за екструдиране Възникват големи прекъсвания на захранването
(1) Традиционно решение 1: т.е. да се подобри конструкцията на предната матрица за екструдиране, както е показано на фигура 2. Според конвенционалната идея за дизайн, както е показано от стрелката на фигурата, позицията на средното ребро и позицията на сублингвалния дренаж са обработени, горният и долният дренаж са 20° от едната страна, а височината на дренажа H15 mm се използва за подаване на разтопен алуминий към ребрената част. Сублингвалният празен нож се прехвърля под прав ъгъл, а разтопеният алуминий остава в ъгъла, който лесно се произвежда мъртви зони с алуминиева шлака. След производството се проверява чрез окисляване, че повърхността е изключително податлива на проблеми с груби зърна.
Бяха направени следните предварителни оптимизации на традиционния процес на производство на матрици:
а. Въз основа на тази форма се опитахме да увеличим подаването на алуминий към ребрата чрез подаване.
b. Въз основа на първоначалната дълбочина, дълбочината на сублингвалния празен нож се задълбочава, т.е. 5 mm се добавят към оригиналните 15 mm;
c. Ширината на сублингвалното празно острие е разширена с 2 мм спрямо оригиналните 14 мм. Действителната картина след оптимизацията е показана на фигура 3.
Резултатите от проверката показват, че след горните три предварителни подобрения все още съществуват груби дефекти на зърната в профилите след окислителна обработка и не са разумно разрешени. Това показва, че предварителният план за подобрение все още не може да отговори на изискванията за производство на материали от алуминиева сплав за електромобили.
(2) Въз основа на предварителната оптимизация беше предложена нова Схема 2. Дизайнът на матрицата на Нова схема 2 е показан на Фигура 4. Съгласно „принципа на течливостта на метала“ и „закона за най-малкото съпротивление“, подобрената форма за автомобилни части приема схемата на проектиране „отворен заден отвор“. Позицията на ребрата играе роля при директен удар и намалява устойчивостта на триене; подаващата повърхност е проектирана да бъде „с форма на капак на гърне“ и позицията на моста е обработена в амплитуден тип, целта е да се намали съпротивлението на триене, да се подобри сливането и да се намали налягането при екструдиране; мостът е потънал колкото е възможно повече, за да се предотврати проблема с едрите зърна в долната част на моста, а ширината на празния нож под езика на дъното на моста е ≤3 mm; разликата в стъпките между работната лента и долната работна лента е ≤1,0 mm; празният нож под горния език на матрицата е гладък и с равномерен преход, без да оставя бариера на потока, а формовъчният отвор е пробит възможно най-директно; работният пояс между двете глави на средното вътрешно ребро е възможно най-къс, като обикновено приема стойност от 1,5 до 2 пъти дебелината на стената; дренажният жлеб има плавен преход, за да отговори на изискването за достатъчно метална алуминиева вода, която тече в кухината, представяйки напълно разтопено състояние и не оставя мъртва зона на нито едно място (празният нож зад горната матрица не надвишава 2 до 2,5 mm ). Сравнението на структурата на матрицата за екструдиране преди и след подобрението е показано на фигура 5.
(3) Обърнете внимание на подобряването на детайлите за обработка. Позицията на моста е полирана и свързана гладко, горната и долната работна лента са плоски, устойчивостта на деформация е намалена и потокът на метал е подобрен, за да се намали неравномерната деформация. Той може ефективно да потисне проблеми като едри зърна и заваряване, като по този начин гарантира, че позицията на изпразване на ребрата и скоростта на основата на моста са синхронизирани с други части и разумно и научно потискане на повърхностни проблеми като едрозърнесто заваряване на повърхността на алуминия профил . Сравнението преди и след подобряването на дренажа на формата е показано на фигура 6.
3 Процес на екструдиране
За алуминиевата сплав 6063-T6 за електромобили съотношението на екструзия на разделената матрица е изчислено на 20-80, а съотношението на екструзия на този алуминиев материал в машината 1800t е 23, което отговаря на изискванията за производствена производителност на машината. Процесът на екструдиране е показан в таблица 2.
Таблица 2 Производствен процес на екструдиране на алуминиеви профили за монтажни греди на нови EV батерийни пакети
Обърнете внимание на следните точки при екструдиране:
(1) Забранено е нагряването на формите в една и съща пещ, в противен случай температурата на формата ще бъде неравномерна и лесно ще настъпи кристализация.
(2) Ако възникне необичайно спиране по време на процеса на екструдиране, времето за спиране не трябва да надвишава 3 минути, в противен случай формата трябва да се отстрани.
(3) Забранено е връщането в пещта за нагряване и след това директно екструдиране след изваждане от формата.
4. Мерки за ремонт на мухъл и тяхната ефективност
След десетки ремонти на мухъл и пробни подобрения на мухъл се предлага следният разумен план за ремонт на мухъл.
(1) Направете първата корекция и настройка на оригиналната форма:
① Опитайте се да потопите моста колкото е възможно повече и ширината на дъното на моста трябва да бъде ≤3 mm;
② Разликата в стъпките между работния колан на главата и работния колан на долната форма трябва да бъде ≤1,0 mm;
③ Не оставяйте блокада на потока;
④ Работният колан между двете мъжки глави при вътрешните ребра трябва да е възможно най-къс, а преходът на дренажния жлеб трябва да е плавен, възможно най-голям и плавен;
⑤ Работната лента на долната форма трябва да е възможно най-къса;
⑥ Никъде не трябва да се оставя мъртва зона (задният празен нож не трябва да надвишава 2 mm);
⑦ Поправете горната форма с груби зърна във вътрешната кухина, намалете работния пояс на долната форма и изравнете блока за потока или нямайте блок за поток и скъсете работния пояс на долната форма.
(2) Въз основа на по-нататъшната модификация на формата и подобряването на горната форма се извършват следните модификации на матрицата:
① Елиминирайте мъртвите зони на двете мъжки глави;
② Изстържете блока за потока;
③ Намалете разликата във височината между главата и долната работна зона на матрицата;
④ Скъсете долната работна зона на матрицата.
(3) След като матрицата бъде ремонтирана и подобрена, качеството на повърхността на готовия продукт достига идеално състояние, с ярка повърхност и без груби зърна, което ефективно решава проблемите с грубите зърна, заваряването и други дефекти, съществуващи на повърхността на алуминиеви профили за електромобили.
(4) Обемът на екструдиране се увеличи от първоначалните 5 t/d до 15 t/d, което значително подобрява ефективността на производството.
5 Заключение
Чрез многократно оптимизиране и подобряване на оригиналната форма, основен проблем, свързан с едрото зърно на повърхността и заваряването на алуминиеви профили за EV, беше напълно решен.
(1) Слабата връзка на оригиналната форма, линията на положението на средното ребро, беше рационално оптимизирана. Чрез елиминиране на мъртвите зони на двете глави, изравняване на блока на потока, намаляване на разликата във височината между главата и долната работна зона на матрицата и скъсяване на долната работна зона на матрицата, повърхностните дефекти на алуминиевата сплав 6063, използвана в този тип автомобили, като груби зърна и заваряване, бяха успешно преодолени.
(2) Обемът на екструдиране се увеличи от 5 t/d на 15 t/d, което значително подобрява ефективността на производството.
(3) Този успешен случай на проектиране и производство на матрици за екструдиране е представителен и референтен при производството на подобни профили и е достоен за популяризиране.
Време на публикуване: 16 ноември 2024 г
