Wraz ze wzrostem świadomości ekologicznej, rozwój i propagowanie nowych źródeł energii na całym świecie sprawiły, że promocja i wdrożenie pojazdów elektrycznych stało się nieuniknione. Jednocześnie wymagania dotyczące lekkiego projektowania materiałów motoryzacyjnych, bezpiecznego stosowania stopów aluminium oraz jakości ich powierzchni, rozmiaru i właściwości mechanicznych stają się coraz wyższe. Biorąc za przykład pojazd elektryczny o masie 1,6 tony, stop aluminium waży około 450 kg, co stanowi około 30%. Wady powierzchni pojawiające się w procesie wytłaczania, zwłaszcza problem z grubą warstwą na powierzchniach wewnętrznych i zewnętrznych, poważnie utrudniają proces produkcji profili aluminiowych i stają się wąskim gardłem w rozwoju ich zastosowań.
W przypadku profili wytłaczanych, projektowanie i produkcja matryc do wytłaczania mają kluczowe znaczenie, dlatego badania i rozwój matryc do profili aluminiowych EV są niezbędne. Proponowanie naukowych i racjonalnych rozwiązań w zakresie matryc może dodatkowo zwiększyć wydajność wytłaczania i wydajność profili aluminiowych EV, aby sprostać zapotrzebowaniu rynku.
1 Normy produktu
(1) Materiały, obróbka powierzchni i zabezpieczenie antykorozyjne części i podzespołów muszą być zgodne z odpowiednimi postanowieniami norm ETS-01-007 „Wymagania techniczne dotyczące części profilowych ze stopów aluminium” i ETS-01-006 „Wymagania techniczne dotyczące anodowej obróbki powierzchniowej metodą utleniania”.
(2) Obróbka powierzchni: utlenianie anodowe, powierzchnia nie może mieć grubych ziaren.
(3) Powierzchnia części nie może mieć wad, takich jak pęknięcia i zmarszczki. Części nie mogą być zanieczyszczone po utlenieniu.
(4) Zakazane substancje zawarte w produkcie spełniają wymagania określone w rozporządzeniu Q/JL J160001-2017 „Wymagania dotyczące substancji zakazanych i ograniczonych w częściach i materiałach samochodowych”.
(5) Wymagania dotyczące parametrów mechanicznych: wytrzymałość na rozciąganie ≥ 210 MPa, granica plastyczności ≥ 180 MPa, wydłużenie po zerwaniu A50 ≥ 8%.
(6) Wymagania dotyczące składu stopu aluminium dla nowych pojazdów energetycznych przedstawiono w tabeli 1.
2 Optymalizacja i analiza porównawcza struktury matrycy wytłaczającej Występują przerwy w dostawie prądu na dużą skalę
(1) Tradycyjne rozwiązanie 1: czyli ulepszenie konstrukcji przedniej matrycy wytłaczającej, jak pokazano na rysunku 2. Zgodnie z konwencjonalną koncepcją projektową, jak pokazano strzałką na rysunku, przetwarzane są środkowe położenie żebra i położenie drenażu podjęzykowego, górny i dolny drenaż są ustawione pod kątem 20° z jednej strony, a wysokość drenażu H15 mm służy do dostarczania stopionego aluminium do części żebrowej. Pusty nóż podjęzykowy jest przenoszony pod kątem prostym, a stopione aluminium pozostaje w narożniku, co ułatwia tworzenie martwych stref z żużlem aluminiowym. Po produkcji, poprzez utlenianie, weryfikuje się, że powierzchnia jest wyjątkowo podatna na problemy z grubym ziarnem.
W tradycyjnym procesie produkcji form wprowadzono następujące wstępne optymalizacje:
a. Bazując na tej formie, próbowaliśmy zwiększyć ilość podawanego aluminium do żeberek.
b. Na podstawie pierwotnej głębokości, głębokość pustego noża podjęzykowego jest pogłębiana, tj. do pierwotnych 15 mm dodaje się 5 mm;
c. Szerokość pustego ostrza podjęzykowego została poszerzona o 2 mm w stosunku do pierwotnych 14 mm. Rzeczywisty obraz po optymalizacji przedstawiono na rysunku 3.
Wyniki weryfikacji wskazują, że po trzech powyższych wstępnych poprawkach, w profilach nadal występują wady gruboziarniste po procesie utleniania, których nie udało się w wystarczającym stopniu usunąć. Oznacza to, że wstępny plan ulepszeń nadal nie spełnia wymagań produkcyjnych stopów aluminium do pojazdów elektrycznych.
(2) Nowy Schemat 2 został zaproponowany na podstawie wstępnej optymalizacji. Projekt formy Nowego Schematu 2 pokazano na Rysunku 4. Zgodnie z „zasadą płynności metalu” i „prawem najmniejszego oporu” ulepszona forma części samochodowych przyjmuje schemat konstrukcji „otwartego otworu tylnego”. Położenie żebra odgrywa rolę w bezpośrednim uderzeniu i zmniejsza opór tarcia; powierzchnia podawania jest zaprojektowana tak, aby miała „kształt pokrywy garnka”, a położenie mostka jest przetworzone w typ amplitudowy, celem jest zmniejszenie oporu tarcia, poprawa stopienia i zmniejszenie ciśnienia wytłaczania; mostek jest zagłębiony tak bardzo, jak to możliwe, aby zapobiec problemowi grubych ziaren na dnie mostka, a szerokość pustego noża pod językiem dna mostka wynosi ≤3 mm; różnica stopni między pasem roboczym a pasem roboczym dolnej matrycy wynosi ≤1,0 mm; pusty nóż pod językiem górnej matrycy jest gładki i równomiernie przechodzi, bez pozostawiania bariery przepływu, a otwór formujący jest dziurkowany tak bezpośrednio, jak to możliwe; Pas roboczy między dwiema głowicami na środkowym żebrze wewnętrznym jest jak najkrótszy, zazwyczaj przyjmując wartość od 1,5 do 2 razy większą od grubości ścianki; rowek odpływowy ma płynne przejście, aby spełnić wymóg wystarczającej ilości wody metalowo-aluminiowej wpływającej do wnęki, zapewniającej stan pełnego stopienia i niepozostawiającej martwej strefy w żadnym miejscu (pusty nóż za górną matrycą nie przekracza 2 do 2,5 mm). Porównanie struktury matrycy do wytłaczania przed i po ulepszeniu przedstawiono na rysunku 5.
(3) Zwróć uwagę na udoskonalenie szczegółów obróbki. Pozycja mostka jest wypolerowana i płynnie połączona, górny i dolny pas roboczy matrycy jest płaski, opór odkształcenia jest zmniejszony, a przepływ metalu jest poprawiony, co redukuje nierównomierne odkształcenia. Pozwala to skutecznie wyeliminować problemy, takie jak zgrubne ziarna i spawanie, zapewniając w ten sposób synchronizację pozycji wypływu żebra i prędkości stopy mostka z innymi częściami, a także racjonalnie i naukowo niwelując problemy powierzchniowe, takie jak zgrubne spawanie na powierzchni profilu aluminiowego. Porównanie przed i po udoskonaleniu drenażu formy przedstawiono na rysunku 6.
3 Proces wytłaczania
W przypadku stopu aluminium 6063-T6 przeznaczonego do pojazdów elektrycznych, współczynnik wytłaczania matrycy dzielonej wynosi 20-80, a współczynnik wytłaczania tego materiału aluminiowego w maszynie o mocy 1800 ton wynosi 23, co spełnia wymagania dotyczące wydajności produkcyjnej maszyny. Proces wytłaczania przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 2 Proces produkcji wytłaczanych profili aluminiowych do montażu belek nowych pakietów akumulatorów pojazdów elektrycznych
Podczas wytłaczania należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:
(1) Zabrania się podgrzewania form w tym samym piecu, gdyż spowoduje to nierównomierną temperaturę formy i łatwą krystalizację.
(2) Jeżeli w trakcie procesu wytłaczania nastąpi nieprawidłowe wyłączenie, czas wyłączenia nie może przekroczyć 3 minut, w przeciwnym razie formę należy usunąć.
(3) Zabrania się ponownego wkładania do pieca w celu nagrzania i bezpośredniego wytłaczania po wyjęciu z formy.
4. Środki naprawcze pleśni i ich skuteczność
Po przeprowadzeniu dziesiątek napraw pleśni i próbnych ulepszeń, zaproponowano następujący rozsądny plan naprawy pleśni.
(1) Dokonaj pierwszej korekty i regulacji oryginalnej formy:
① Staraj się zagłębić mostek tak głęboko, jak to możliwe, a szerokość dolnej części mostka powinna wynosić ≤3 mm;
② Różnica stopni pomiędzy pasem roboczym głowicy a pasem roboczym dolnej formy powinna wynosić ≤1,0 mm;
③ Nie pozostawiaj blokady przepływu;
④ Pas roboczy między dwoma męskimi głowicami przy wewnętrznych żebrach powinien być jak najkrótszy, a przejście rowka odpływowego powinno być gładkie, jak największe i gładkie;
⑤ Pas roboczy dolnej formy powinien być jak najkrótszy;
⑥ W żadnym miejscu nie należy pozostawiać martwej strefy (odległość tylnego pustego noża nie powinna przekraczać 2 mm);
⑦ Napraw górną formę z grubymi ziarnami w wewnętrznej komorze, zmniejsz pas roboczy dolnej formy i spłaszcz blokadę przepływu lub nie dopuść do blokady przepływu i skróć pas roboczy dolnej formy.
(2) Na podstawie dalszej modyfikacji i udoskonalenia formy w/w, przeprowadza się następujące modyfikacje formy:
① Wyeliminuj martwe strefy wokół dwóch męskich głów;
② Zdejmij blokadę przepływu;
③ Zmniejsz różnicę wysokości między głowicą a dolną strefą roboczą matrycy;
④ Skróć dolną strefę roboczą matrycy.
(3) Po naprawie i ulepszeniu formy jakość powierzchni gotowego produktu osiąga idealny stan, z błyszczącą powierzchnią i bez grubych ziaren, co skutecznie rozwiązuje problemy grubych ziaren, spawania i innych wad występujących na powierzchni profili aluminiowych do pojazdów elektrycznych.
(4) Objętość wytłaczania wzrosła z pierwotnych 5 t/d do 15 t/d, co znacznie poprawiło wydajność produkcji.
5. Wnioski
Dzięki wielokrotnym udoskonaleniom i udoskonaleniom oryginalnej formy, poważny problem związany z grubą strukturą powierzchni i spawaniem profili aluminiowych do pojazdów elektrycznych został całkowicie rozwiązany.
(1) Słaby punkt oryginalnej formy, linia położenia żebra środkowego, został racjonalnie zoptymalizowany. Dzięki wyeliminowaniu martwych stref obu głowic, spłaszczeniu bloku przepływu, zmniejszeniu różnicy wysokości między głowicą a dolną strefą roboczą matrycy oraz skróceniu dolnej strefy roboczej matrycy, udało się skutecznie wyeliminować wady powierzchni stopu aluminium 6063 stosowanego w tym typie samochodu, takie jak gruboziarnistość i spawanie.
(2) Objętość wytłaczania wzrosła z 5 t/d do 15 t/d, co znacznie poprawiło wydajność produkcji.
(3) Ten udany przypadek zaprojektowania i wytworzenia matrycy wytłaczającej jest reprezentatywny i godny odniesienia w produkcji podobnych profili i zasługuje na rozpropagowanie.
Czas publikacji: 16-11-2024
