Με την αυξανόμενη ευαισθητοποίηση σχετικά με την προστασία του περιβάλλοντος, η ανάπτυξη και η υποστήριξη της νέας ενέργειας σε όλο τον κόσμο έχει καταστήσει επικείμενη την προώθηση και εφαρμογή ενεργειακών οχημάτων. Ταυτόχρονα, οι απαιτήσεις για την ελαφριά ανάπτυξη υλικών αυτοκινήτων, την ασφαλή εφαρμογή κραμάτων αλουμινίου, καθώς και την ποιότητα της επιφάνειάς τους, το μέγεθος και τις μηχανικές τους ιδιότητες γίνονται όλο και υψηλότερες. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα ένα ηλεκτρικό όχημα με βάρος οχήματος 1,6 τόνων, το υλικό κράματος αλουμινίου είναι περίπου 450 κιλά, που αντιστοιχεί σε περίπου 30%. Τα επιφανειακά ελαττώματα που εμφανίζονται στη διαδικασία παραγωγής εξώθησης, ειδικά το πρόβλημα των χονδρόκοκκων κόκκων στις εσωτερικές και εξωτερικές επιφάνειες, επηρεάζουν σοβαρά την πρόοδο της παραγωγής προφίλ αλουμινίου και αποτελούν το εμπόδιο στην ανάπτυξη της εφαρμογής τους.
Για τα προφίλ διέλασης, ο σχεδιασμός και η κατασκευή των μήτρων διέλασης είναι ύψιστης σημασίας, επομένως η έρευνα και η ανάπτυξη μήτρων για προφίλ αλουμινίου ηλεκτρικών οχημάτων είναι επιτακτική. Η πρόταση επιστημονικών και λογικών λύσεων για μήτρες μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τον ποιοτικό ρυθμό και την παραγωγικότητα διέλασης των προφίλ αλουμινίου ηλεκτρικών οχημάτων, ώστε να καλυφθεί η ζήτηση της αγοράς.
1 Πρότυπα Προϊόντων
(1) Τα υλικά, η επιφανειακή επεξεργασία και η αντιδιαβρωτική προστασία των εξαρτημάτων και των εξαρτημάτων πρέπει να συμμορφώνονται με τις σχετικές διατάξεις του ETS-01-007 «Τεχνικές απαιτήσεις για εξαρτήματα από προφίλ κράματος αλουμινίου» και του ETS-01-006 «Τεχνικές απαιτήσεις για επιφανειακή επεξεργασία με ανοδική οξείδωση».
(2) Επιφανειακή επεξεργασία: Ανοδική οξείδωση, η επιφάνεια δεν πρέπει να έχει χονδρόκοκκους κόκκους.
(3) Η επιφάνεια των εξαρτημάτων δεν επιτρέπεται να έχει ελαττώματα όπως ρωγμές και ρυτίδες. Τα εξαρτήματα δεν επιτρέπεται να μολυνθούν μετά την οξείδωση.
(4) Οι απαγορευμένες ουσίες του προϊόντος πληρούν τις απαιτήσεις του Q/JL J160001-2017 «Απαιτήσεις για απαγορευμένες και περιορισμένες ουσίες σε ανταλλακτικά και υλικά αυτοκινήτων».
(5) Απαιτήσεις μηχανικής απόδοσης: αντοχή σε εφελκυσμό ≥ 210 MPa, όριο διαρροής ≥ 180 MPa, επιμήκυνση μετά από θραύση A50 ≥ 8%.
(6) Οι απαιτήσεις για τη σύνθεση κράματος αλουμινίου για οχήματα νέας ενέργειας παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.
2 Βελτιστοποίηση και συγκριτική ανάλυση της δομής της μήτρας εξώθησης. Συμβαίνουν διακοπές ρεύματος μεγάλης κλίμακας.
(1) Παραδοσιακή λύση 1: δηλαδή, για τη βελτίωση του σχεδιασμού της μπροστινής μήτρας εξώθησης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Σύμφωνα με την συμβατική ιδέα σχεδιασμού, όπως φαίνεται από το βέλος στο σχήμα, η θέση της μεσαίας πλευράς και η θέση της υπογλώσσιας αποστράγγισης υποβάλλονται σε επεξεργασία, οι άνω και κάτω αποχετεύσεις είναι 20° στη μία πλευρά και το ύψος αποστράγγισης H15 mm χρησιμοποιείται για την παροχή τηγμένου αλουμινίου στο τμήμα της πλευράς. Το υπογλώσσιο άδειο μαχαίρι μεταφέρεται σε ορθή γωνία και το τηγμένο αλουμίνιο παραμένει στη γωνία, γεγονός που είναι εύκολο να δημιουργήσει νεκρές ζώνες με σκωρία αλουμινίου. Μετά την παραγωγή, επαληθεύεται με οξείδωση ότι η επιφάνεια είναι εξαιρετικά επιρρεπής σε προβλήματα χονδρόκοκκων κόκκων.
Οι ακόλουθες προκαταρκτικές βελτιστοποιήσεις έγιναν στην παραδοσιακή διαδικασία κατασκευής καλουπιών:
α. Με βάση αυτό το καλούπι, προσπαθήσαμε να αυξήσουμε την παροχή αλουμινίου στις πλευρές τροφοδοτώντας.
β. Με βάση το αρχικό βάθος, το υπογλώσσιο βάθος του άδειου μαχαιριού βαθαίνει, δηλαδή προστίθενται 5 mm στα αρχικά 15 mm.
γ. Το πλάτος της υπογλώσσιας κενής λεπίδας διευρύνεται κατά 2 mm με βάση τα αρχικά 14 mm. Η πραγματική εικόνα μετά τη βελτιστοποίηση φαίνεται στο Σχήμα 3.
Τα αποτελέσματα της επαλήθευσης δείχνουν ότι μετά τις τρεις προκαταρκτικές βελτιώσεις, εξακολουθούν να υπάρχουν ελαττώματα χονδροειδών κόκκων στα προφίλ μετά την οξείδωση και δεν έχουν επιλυθεί επαρκώς. Αυτό δείχνει ότι το προκαταρκτικό σχέδιο βελτίωσης δεν μπορεί ακόμη να καλύψει τις απαιτήσεις παραγωγής υλικών από κράμα αλουμινίου για ηλεκτρικά οχήματα.
(2) Το Νέο Σχήμα 2 προτάθηκε με βάση την προκαταρκτική βελτιστοποίηση. Ο σχεδιασμός του καλουπιού του Νέου Σχήματος 2 φαίνεται στο Σχήμα 4. Σύμφωνα με την «αρχή της ρευστότητας του μετάλλου» και τον «νόμο της ελάχιστης αντίστασης», το βελτιωμένο καλούπι για εξαρτήματα αυτοκινήτων υιοθετεί το σχήμα σχεδιασμού «ανοιχτής οπίσθιας οπής». Η θέση των νευρώσεων παίζει ρόλο στην άμεση κρούση και μειώνει την αντίσταση στην τριβή. Η επιφάνεια τροφοδοσίας έχει σχεδιαστεί ώστε να έχει «σχήμα καλύμματος δοχείου» και η θέση της γέφυρας έχει υποστεί επεξεργασία σε τύπο πλάτους, με σκοπό τη μείωση της αντίστασης στην τριβή, τη βελτίωση της σύντηξης και τη μείωση της πίεσης εξώθησης. Η γέφυρα είναι βυθισμένη όσο το δυνατόν περισσότερο για να αποφευχθεί το πρόβλημα των χονδροειδών κόκκων στο κάτω μέρος της γέφυρας και το πλάτος του άδειου μαχαιριού κάτω από τη γλώσσα του πυθμένα της γέφυρας είναι ≤3 mm. Η διαφορά βήματος μεταξύ του ιμάντα εργασίας και του κάτω ιμάντα εργασίας της μήτρας είναι ≤1,0 mm. Το άδειο μαχαίρι κάτω από την άνω γλώσσα της μήτρας είναι ομαλό και ομοιόμορφα μεταβαλλόμενο, χωρίς να αφήνει φράγμα ροής και η οπή διαμόρφωσης τρυπιέται όσο το δυνατόν πιο άμεσα. Ο ιμάντας εργασίας μεταξύ των δύο κεφαλών στη μεσαία εσωτερική νεύρωση είναι όσο το δυνατόν πιο κοντός, γενικά λαμβάνοντας μια τιμή 1,5 έως 2 φορές το πάχος του τοιχώματος. Η αυλάκωση αποστράγγισης έχει μια ομαλή μετάβαση για να καλύψει την απαίτηση επαρκούς ροής νερού από μέταλλο και αλουμίνιο στην κοιλότητα, παρουσιάζοντας μια πλήρως συντηγμένη κατάσταση και χωρίς να αφήνει νεκρή ζώνη σε κανένα σημείο (το άδειο μαχαίρι πίσω από την άνω μήτρα δεν υπερβαίνει τα 2 έως 2,5 mm). Η σύγκριση της δομής της μήτρας εξώθησης πριν και μετά τη βελτίωση φαίνεται στο Σχήμα 5.
(3) Δώστε προσοχή στη βελτίωση των λεπτομερειών επεξεργασίας. Η θέση της γέφυρας γυαλίζεται και συνδέεται ομαλά, οι άνω και κάτω ιμάντες εργασίας της μήτρας είναι επίπεδες, η αντίσταση στην παραμόρφωση μειώνεται και η ροή του μετάλλου βελτιώνεται για να μειωθεί η ανομοιόμορφη παραμόρφωση. Μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά προβλήματα όπως οι χονδρόκοκκοι και η συγκόλληση, διασφαλίζοντας έτσι ότι η θέση εκκένωσης των νευρώσεων και η ταχύτητα της ρίζας της γέφυρας συγχρονίζονται με άλλα μέρη, και εύλογα και επιστημονικά καταστέλλοντας προβλήματα επιφάνειας όπως η συγκόλληση χονδρόκοκκων στην επιφάνεια του προφίλ αλουμινίου. Η σύγκριση πριν και μετά τη βελτίωση της αποστράγγισης του καλουπιού φαίνεται στο Σχήμα 6.
3 Διαδικασία εξώθησης
Για το κράμα αλουμινίου 6063-T6 για ηλεκτρικά οχήματα, ο λόγος εξώθησης της διαχωρισμένης μήτρας υπολογίζεται σε 20-80 και ο λόγος εξώθησης αυτού του υλικού αλουμινίου στη μηχανή 1800t είναι 23, γεγονός που πληροί τις απαιτήσεις απόδοσης παραγωγής της μηχανής. Η διαδικασία εξώθησης παρουσιάζεται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2 Διαδικασία παραγωγής με εξώθηση προφίλ αλουμινίου για δοκούς στήριξης νέων πακέτων μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων
Δώστε προσοχή στα ακόλουθα σημεία κατά την εξώθηση:
(1) Απαγορεύεται η θέρμανση των καλουπιών στον ίδιο κλίβανο, διαφορετικά η θερμοκρασία του καλουπιού θα είναι ανομοιόμορφη και η κρυστάλλωση θα συμβεί εύκολα.
(2) Εάν συμβεί κάποιο μη φυσιολογικό κλείσιμο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης, ο χρόνος διακοπής λειτουργίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 3 λεπτά, διαφορετικά το καλούπι πρέπει να αφαιρεθεί.
(3) Απαγορεύεται η επιστροφή στον κλίβανο για θέρμανση και στη συνέχεια η εξώθηση αμέσως μετά την αφαίρεση του καλουπιού.
4. Μέτρα επισκευής μούχλας και η αποτελεσματικότητά τους
Μετά από δεκάδες επισκευές καλουπιών και δοκιμαστικές βελτιώσεις καλουπιών, προτείνεται το ακόλουθο λογικό σχέδιο επισκευής καλουπιών.
(1) Κάντε την πρώτη διόρθωση και προσαρμογή στο αρχικό καλούπι:
① Προσπαθήστε να βυθίσετε τη γέφυρα όσο το δυνατόν περισσότερο και το πλάτος του πυθμένα της γέφυρας πρέπει να είναι ≤3 mm.
② Η διαφορά βήματος μεταξύ του ιμάντα εργασίας της κεφαλής και του ιμάντα εργασίας του κάτω καλουπιού πρέπει να είναι ≤1,0 mm.
③ Μην αφήνετε μπλοκ ροής.
④ Ο ιμάντας εργασίας μεταξύ των δύο αρσενικών κεφαλών στις εσωτερικές νευρώσεις πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντός και η μετάβαση της αυλάκωσης αποστράγγισης πρέπει να είναι ομαλή, όσο το δυνατόν πιο μεγάλη και λεία.
⑤ Ο ιμάντας εργασίας του κάτω καλουπιού πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντός.
⑥ Δεν πρέπει να υπάρχει νεκρή ζώνη σε κανένα σημείο (το πίσω άδειο μαχαίρι δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2 mm).
⑦ Επισκευάστε το άνω καλούπι με χονδρόκοκκους στην εσωτερική κοιλότητα, μειώστε τον ιμάντα εργασίας του κάτω καλουπιού και ισιώστε το μπλοκ ροής ή, εάν δεν έχετε μπλοκ ροής, μειώστε τον ιμάντα εργασίας του κάτω καλουπιού.
(2) Με βάση την περαιτέρω τροποποίηση και βελτίωση του καλουπιού που αναφέρθηκε παραπάνω, πραγματοποιούνται οι ακόλουθες τροποποιήσεις καλουπιού:
① Εξαλείψτε τις νεκρές ζώνες των δύο αρσενικών κεφαλών.
② Ξύστε το μπλοκ ροής.
③ Μειώστε τη διαφορά ύψους μεταξύ της κεφαλής και της κάτω ζώνης εργασίας της μήτρας.
④ Κοντύνετε την κάτω ζώνη εργασίας της μήτρας.
(3) Αφού επισκευαστεί και βελτιωθεί το καλούπι, η ποιότητα της επιφάνειας του τελικού προϊόντος φτάνει σε ιδανική κατάσταση, με φωτεινή επιφάνεια και χωρίς χονδρόκοκκους, γεγονός που λύνει αποτελεσματικά τα προβλήματα των χονδρόκοκκων, της συγκόλλησης και άλλων ελαττωμάτων που υπάρχουν στην επιφάνεια των προφίλ αλουμινίου για ηλεκτρικά οχήματα.
(4) Ο όγκος εξώθησης αυξήθηκε από τους αρχικούς 5 τόνους/ημέρα σε 15 τόνους/ημέρα, βελτιώνοντας σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής.
5 Συμπέρασμα
Με την επανειλημμένη βελτιστοποίηση και βελτίωση του αρχικού καλουπιού, λύθηκε πλήρως ένα σημαντικό πρόβλημα που σχετιζόταν με τους χονδρόκοκκους κόκκους στην επιφάνεια και τη συγκόλληση των προφίλ αλουμινίου για ηλεκτρικά οχήματα.
(1) Ο αδύναμος κρίκος του αρχικού καλουπιού, η γραμμή θέσης της μεσαίας πλευράς, βελτιστοποιήθηκε ορθολογικά. Με την εξάλειψη των νεκρών ζωνών των δύο κεφαλών, την ισοπέδωση του μπλοκ ροής, τη μείωση της διαφοράς ύψους μεταξύ της κεφαλής και της κάτω ζώνης εργασίας της μήτρας και τη μείωση της κάτω ζώνης εργασίας της μήτρας, τα επιφανειακά ελαττώματα του κράματος αλουμινίου 6063 που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον τύπο αυτοκινήτου, όπως οι χονδρόκοκκοι κόκκοι και η συγκόλληση, ξεπεράστηκαν με επιτυχία.
(2) Ο όγκος εξώθησης αυξήθηκε από 5 τόνους/ημέρα σε 15 τόνους/ημέρα, βελτιώνοντας σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής.
(3) Αυτή η επιτυχημένη περίπτωση σχεδιασμού και κατασκευής μήτρας εξώθησης είναι αντιπροσωπευτική και αξιόλογη στην παραγωγή παρόμοιων προφίλ και αξίζει να προωθηθεί.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Νοεμβρίου 2024
