Com a crescente consciência da protecção ambiental, o desenvolvimento e a defesa de novas energias em todo o mundo tornaram iminente a promoção e aplicação de veículos energéticos. Ao mesmo tempo, os requisitos para o desenvolvimento leve de materiais automotivos, a aplicação segura de ligas de alumínio e sua qualidade de superfície, tamanho e propriedades mecânicas estão se tornando cada vez maiores. Tomando como exemplo um EV com peso de 1,6t, o material da liga de alumínio pesa cerca de 450kg, representando cerca de 30%. Os defeitos superficiais que aparecem no processo de produção de extrusão, especialmente o problema de grãos grossos nas superfícies internas e externas, afetam seriamente o andamento da produção dos perfis de alumínio e tornam-se o gargalo no desenvolvimento de suas aplicações.
Para perfis extrudados, o projeto e fabricação de matrizes de extrusão são de extrema importância, portanto a pesquisa e desenvolvimento de matrizes para perfis de alumínio EV é imperativa. A proposta de soluções de matrizes científicas e razoáveis pode melhorar ainda mais a taxa qualificada e a produtividade de extrusão dos perfis de alumínio EV para atender à demanda do mercado.
1 Padrões de Produto
(1) Os materiais, tratamento de superfície e anticorrosão de peças e componentes devem cumprir as disposições relevantes de ETS-01-007 “Requisitos Técnicos para Peças de Perfil de Liga de Alumínio” e ETS-01-006 “Requisitos Técnicos para Superfícies de Oxidação Anódica Tratamento".
(2) Tratamento de superfície: Oxidação anódica, a superfície não deve apresentar grãos grossos.
(3) A superfície das peças não pode apresentar defeitos como rachaduras e rugas. As peças não podem ser contaminadas após a oxidação.
(4) As substâncias proibidas do produto atendem aos requisitos de Q/JL J160001-2017 “Requisitos para substâncias proibidas e restritas em peças e materiais automotivos”.
(5) Requisitos de desempenho mecânico: resistência à tração ≥ 210 MPa, limite de escoamento ≥ 180 MPa, alongamento após fratura A50 ≥ 8%.
(6) Os requisitos aplicáveis à composição da liga de alumínio para veículos de novas energias são apresentados no quadro 1.
2 Otimização e análise comparativa da estrutura da matriz de extrusão Ocorrem cortes de energia em grande escala
(1) Solução tradicional 1: ou seja, para melhorar o projeto da matriz de extrusão frontal, conforme mostrado na Figura 2. De acordo com a ideia de projeto convencional, conforme mostrado pela seta na figura, a posição da costela média e a posição de drenagem sublingual são processado, as drenagens superior e inferior são de 20° de um lado, e a altura de drenagem H15 mm é usada para fornecer alumínio fundido à parte da nervura. A faca vazia sublingual é transferida em ângulo reto e o alumínio fundido permanece no canto, o que é fácil de produzir zonas mortas com escória de alumínio. Após a produção, verifica-se por oxidação que a superfície é extremamente propensa a problemas de grãos grossos.
As seguintes otimizações preliminares foram feitas no processo tradicional de fabricação de moldes:
um. Com base neste molde, tentamos aumentar o fornecimento de alumínio às nervuras através da alimentação.
b. Com base na profundidade original, aprofunda-se a profundidade da faca vazia sublingual, ou seja, acrescenta-se 5mm aos 15mm originais;
c. A largura da lâmina vazia sublingual é ampliada em 2 mm com base nos 14 mm originais. A imagem real após a otimização é mostrada na Figura 3.
Os resultados da verificação mostram que após as três melhorias preliminares acima, defeitos de grãos grossos ainda existem nos perfis após o tratamento de oxidação e não foram razoavelmente resolvidos. Isto mostra que o plano preliminar de melhoria ainda não consegue satisfazer os requisitos de produção de materiais de liga de alumínio para VEs.
(2) Novo Esquema 2 foi proposto com base na otimização preliminar. O projeto do molde do Novo Esquema 2 é mostrado na Figura 4. De acordo com o “princípio da fluidez do metal” e a “lei da menor resistência”, o molde de peças automotivas aprimorado adota o esquema de projeto do “furo traseiro aberto”. A posição das costelas desempenha um papel no impacto direto e reduz a resistência ao atrito; a superfície de alimentação é projetada para ter “formato de tampa de panela” e a posição da ponte é processada em um tipo de amplitude, o objetivo é reduzir a resistência ao atrito, melhorar a fusão e reduzir a pressão de extrusão; a ponte é afundada tanto quanto possível para evitar o problema de grãos grossos na parte inferior da ponte, e a largura da faca vazia sob a língua da parte inferior da ponte é ≤3mm; a diferença de passo entre a correia de trabalho e a correia de trabalho da matriz inferior é ≤1,0 mm; a faca vazia sob a língua superior da matriz é lisa e com transição uniforme, sem deixar uma barreira de fluxo, e o orifício de formação é perfurado o mais diretamente possível; a cinta de trabalho entre as duas cabeças na nervura interna média é tão curta quanto possível, geralmente assumindo um valor de 1,5 a 2 vezes a espessura da parede; a ranhura de drenagem tem uma transição suave para atender ao requisito de água metálica e alumínio suficiente fluindo para dentro da cavidade, apresentando um estado totalmente fundido e não deixando zona morta em qualquer lugar (a faca vazia atrás da matriz superior não excede 2 a 2,5 mm ). A comparação da estrutura da matriz de extrusão antes e depois da melhoria é mostrada na Figura 5.
(3) Preste atenção à melhoria dos detalhes de processamento. A posição da ponte é polida e conectada suavemente, as correias de trabalho da matriz superior e inferior são planas, a resistência à deformação é reduzida e o fluxo de metal é melhorado para reduzir a deformação irregular. Ele pode efetivamente suprimir problemas como grãos grossos e soldagem, garantindo assim que a posição de descarga da nervura e a velocidade da raiz da ponte sejam sincronizadas com outras peças, e suprimindo de forma razoável e científica problemas de superfície, como soldagem de grãos grossos na superfície do alumínio perfil . A comparação antes e depois da melhoria da drenagem do molde é mostrada na Figura 6.
3 Processo de extrusão
Para a liga de alumínio 6063-T6 para EVs, a taxa de extrusão da matriz dividida é calculada em 20-80, e a taxa de extrusão deste material de alumínio na máquina 1800t é 23, o que atende aos requisitos de desempenho de produção da máquina. O processo de extrusão é mostrado na Tabela 2.
Tabela 2 Processo de produção de extrusão de perfis de alumínio para vigas de montagem de novos conjuntos de baterias EV
Preste atenção aos seguintes pontos durante a extrusão:
(1) É proibido aquecer os moldes no mesmo forno, caso contrário a temperatura do molde será irregular e a cristalização ocorrerá facilmente.
(2) Se ocorrer um desligamento anormal durante o processo de extrusão, o tempo de desligamento não deve exceder 3 minutos, caso contrário o molde deverá ser removido.
(3) É proibido retornar ao forno para aquecimento e extrudar diretamente após a desmoldagem.
4. Medidas de reparação de moldes e sua eficácia
Após dezenas de reparos de moldes e melhorias experimentais de moldes, o seguinte plano razoável de reparo de moldes é proposto.
(1) Faça a primeira correção e ajuste no molde original:
① Tente afundar a ponte o máximo possível, e a largura do fundo da ponte deve ser ≤3mm;
② A diferença de passo entre a correia de trabalho da cabeça e a correia de trabalho do molde inferior deve ser ≤1,0mm;
③ Não deixe um bloqueio de fluxo;
④ A cinta de trabalho entre as duas cabeças macho nas nervuras internas deve ser o mais curta possível, e a transição da ranhura de drenagem deve ser suave, tão grande e lisa quanto possível;
⑤ A cinta de trabalho do molde inferior deve ser a mais curta possível;
⑥ Nenhuma zona morta deve ser deixada em nenhum lugar (a parte traseira da faca vazia não deve exceder 2 mm);
⑦ Repare o molde superior com grãos grossos na cavidade interna, reduza a correia de trabalho do molde inferior e alise o bloco de fluxo, ou não tenha bloco de fluxo e encurte a correia de trabalho do molde inferior.
(2) Com base na modificação e melhoria adicionais do molde acima, as seguintes modificações no molde são realizadas:
① Elimine as zonas mortas das duas cabeças masculinas;
② Raspe o bloco de fluxo;
③ Reduza a diferença de altura entre a cabeça e a zona de trabalho da matriz inferior;
④ Encurte a zona de trabalho da matriz inferior.
(3) Após o molde ser reparado e melhorado, a qualidade superficial do produto acabado atinge um estado ideal, com superfície brilhante e sem grãos grossos, o que resolve efetivamente os problemas de grãos grossos, soldagem e outros defeitos existentes na superfície de perfis de alumínio para veículos elétricos.
(4) O volume de extrusão aumentou dos 5 t/d originais para 15 t/d, melhorando significativamente a eficiência da produção.
5 Conclusão
Ao otimizar e melhorar repetidamente o molde original, um grande problema relacionado ao grão grosso na superfície e à soldagem de perfis de alumínio para veículos elétricos foi completamente resolvido.
(1) O elo mais fraco do molde original, a linha de posição da nervura intermediária, foi racionalmente otimizado. Ao eliminar as zonas mortas das duas cabeças, achatar o bloco de fluxo, reduzir a diferença de altura entre a cabeça e a zona de trabalho da matriz inferior e encurtar a zona de trabalho da matriz inferior, os defeitos superficiais da liga de alumínio 6063 usada neste tipo de automóveis, como grãos grossos e soldagem, foram superados com sucesso.
(2) O volume de extrusão aumentou de 5 t/d para 15 t/d, melhorando significativamente a eficiência da produção.
(3) Este caso de sucesso de projeto e fabricação de matrizes de extrusão é representativo e referenciável na produção de perfis semelhantes e merece promoção.
Horário da postagem: 16 de novembro de 2024
