Introduktion
Med utvecklingen av fordonsindustrin växer också marknaden för aluminiumlegeringsstrålar snabbt, om än fortfarande relativt liten i total storlek. Enligt prognosen från Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance för den kinesiska aluminiumlegerings Impact Beam Market, 2025, beräknas marknadens efterfrågan vara cirka 140 000 ton, med en marknadsstorlek som förväntas nå 4,8 miljarder RMB. År 2030 beräknas marknadens efterfrågan vara cirka 220 000 ton, med en uppskattad marknadsstorlek på 7,7 miljarder RMB och en sammansatt årlig tillväxttakt på cirka 13%. Utvecklingstrenden för lättviktning och den snabba tillväxten av medel-till-high-end-fordonsmodeller är viktiga drivfaktorer för utvecklingen av aluminiumlegeringseffektstrålar i Kina. Marknadsutsikterna för fordonspåverkan strålkraschlådor lovar.
När kostnaderna minskar och tekniken går framåt, blir aluminiumlegeringens främre strålar och kraschlådor gradvis mer utbredda. För närvarande används de i mid-till-high-end fordonsmodeller som Audi A3, Audi A4L, BMW 3-serien, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota Rav4, Buick Regal och Buick Lacrosse.
Aluminiumlegeringsstrålar består huvudsakligen av påverkan tvärbalkar, kraschlådor, monteringsbasplattor och bogseringskrokhylsor, såsom visas i figur 1.
Bild 1: Aluminiumlegering Impact Beam Assembly
Kraschlådan är en metalllåda som ligger mellan påverkningsstrålen och två longitudinella strålar i fordonet, som i huvudsak fungerar som en energibaserande behållare. Denna energi hänvisar till påverkan. När ett fordon upplever en kollision har Impact Beam en viss grad av energi-absorberande kapacitet. Men om energin överskrider kapaciteten för påverkningsstrålen kommer den att överföra energin till kraschlådan. Kraschboxen absorberar all slagkraft och deformeras själv, vilket säkerställer att de längsgående balkarna förblir oskadade.
1 produktkrav
1.1 Dimensioner måste följa ritningens toleranskrav, som visas i figur 2.
1.3 Mekaniska prestandakrav:
Draghållfasthet: ≥215 MPa
Avkastningsstyrka: ≥205 MPa
Förlängning A50: ≥10%
1.4 Krossningsprestanda:
Längs fordonets x-axel, med en kollisionsyta större än produktens tvärsnitt, belastas med en hastighet av 100 mm/min tills krossning, med en kompressionsmängd på 70%. Profilens initiala längd är 300 mm. Vid korsningen av den förstärkande revbenet och ytterväggen bör sprickor vara mindre än 15 mm för att anses vara acceptabelt. Det bör säkerställas att den tillåtna sprickan inte äventyrar profilens krossande energi-absorberande kapacitet, och det bör inte finnas några betydande sprickor i andra områden efter krossning.
2 Utvecklingsstrategi
För att samtidigt uppfylla kraven på mekanisk prestanda och krossningsprestanda är utvecklingsmetoden som följer:
Använd 6063b-stav med en primär legeringskomposition på SI 0,38-0,41% och Mg 0,53-0,60%.
Utför luftkylning och konstgjord åldrande för att uppnå T6 -tillståndet.
Använd dimma + luftkylning och genomföra överåldrande behandling för att uppnå T7-tillståndet.
3 Pilotproduktion
3.1 extruderingsförhållanden
Produktionen utförs på en 2000T -extruderingspress med ett extruderingsförhållande på 36. Materialet som används är homogeniserat aluminiumstång 6063B. Värmtemperaturen för aluminiumstången är följande: IV-zon 450-III zon 470-II zon 490-1 zon 500. Huvudcylinderns genombrottstryck är cirka 210 bar, med den stabila extruderingsfasen med ett extruderingstryck nära 180 bar . Extruderingsaxelhastigheten är 2,5 mm/s och profil extruderingshastigheten är 5,3 m/min. Temperaturen vid extrusionsuttaget är 500-540 ° C. Kylningen görs med luftkylning med den vänstra fläktkraften med 100%, mellanfläktkraften med 100%och höger fläktkraft vid 50%. Den genomsnittliga kylningshastigheten inom kylningszonen når 300-350 ° C/min, och temperaturen efter att ha lämnat kylningszonen är 60-180 ° C. För dimma + luftkylning når den genomsnittliga kylningshastigheten inom värmevetningszonen 430-480 ° C/min, och temperaturen efter att ha lämnat kylningszonen är 50-70 ° C. Profilen uppvisar ingen betydande böjning.
3.2 Åldrande
Efter T6 -åldringsprocessen vid 185 ° C i 6 timmar är materialets hårdhet och mekaniska egenskaper följande:
Enligt T7 -åldringsprocessen vid 210 ° C under 6 timmar och 8 timmar är materialets hårdhet och mekaniska egenskaper följande:
Baserat på testdata uppfyller MIST + luftkylningsmetoden, i kombination med åldringsprocessen på 210 ° C/6H, kraven för både mekanisk prestanda och krossningstest. Med tanke på kostnadseffektivitet, mist + luftkylningsmetoden och 210 ° C/6H åldringsprocessen valdes för produktion för att uppfylla produktens krav.
3.3 Krossningstest
För de andra och tredje stavarna är huvudänden avstängd med 1,5 m, och svansänden stängs av med 1,2 m. Två prover vardera är hämtade från huvud-, mitt- och svanssektionerna, med en längd av 300 mm. Krossningstester genomförs efter åldrande vid 185 ° C/6H och 210 ° C/6H och 8H (mekaniska prestandadata som nämnts ovan) på en universell materialtestmaskin. Testerna genomförs med en belastningshastighet på 100 mm/min med en kompressionsmängd på 70%. Resultaten är som följer: För dimma + luftkylning med 210 ° C/6H och 8H åldrande processer uppfyller de krossningstesterna kraven, som visas i figur 3-2, medan de luftkylda proverna uppvisar sprickor för alla åldringsprocesser .
Baserat på de krossande testresultaten uppfyller dimma + luftkylning med 210 ° C/6H och 8H åldringsprocesserna kundens krav.
4 Slutsats
Optimeringen av kylning och åldringsprocesser är avgörande för en framgångsrik utveckling av produkten och ger en idealisk processlösning för Crash Box -produkten.
Genom omfattande testning har det fastställts att materialtillståndet för Crash Box-produkten ska vara 6063-T7, kylningsmetoden är MIST + luftkylning och åldringsprocessen vid 210 ° C/6H är det bästa valet för extrudering av aluminiumstänger med temperaturer som sträcker sig från 480-500 ° C, extruderingsaxelhastighet på 2,5 mm/s, extrudering Dödtemperatur på 480 ° C och extruderingens utloppstemperatur på 500-540 ° C.
Redigerad av May Jiang från Mat Aluminium
Posttid: maj-07-2024
