Introdução
Com o desenvolvimento da indústria automotiva, o mercado de feixes de impacto de liga de alumínio também está crescendo rapidamente, embora ainda relativamente pequeno em tamanho geral. De acordo com a previsão da Aliança Automotiva de Inovação em Tecnologia Lightweight para o mercado de feixes de impacto em liga de alumínio chinês, até 2025, a demanda do mercado é estimada em cerca de 140.000 toneladas, com um tamanho de mercado que atinja 4,8 bilhões de RMB. Até 2030, a demanda do mercado deve ser de aproximadamente 220.000 toneladas, com um tamanho estimado de mercado de 7,7 bilhões de RMB e uma taxa de crescimento anual composta de cerca de 13%. A tendência de desenvolvimento de peso leve e o rápido crescimento de modelos de veículos de médio a ponta são fatores determinantes importantes para o desenvolvimento de vigas de impacto de liga de alumínio na China. As perspectivas de mercado para caixas de colisão de feixe de impacto automotivo são promissoras.
À medida que os custos diminuem e os avanços tecnológicos, as vigas de impacto frontal da liga de alumínio e as caixas de colisão estão gradualmente se tornando mais difundidas. Atualmente, eles são usados em modelos de veículos de ponta, como Audi A3, Audi A4L, BMW 3 Series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal e Buick Lacrosse.
Os feixes de impacto da liga de alumínio são compostos principalmente de vantagens cruzadas de impacto, caixas de colisão, placas de base de montagem e mangas de gancho de reboque, como mostra a Figura 1.
Figura 1: montagem de feixe de impacto de liga de alumínio
A caixa de colisão é uma caixa de metal localizada entre o feixe de impacto e duas vigas longitudinais do veículo, servindo essencialmente como um recipiente que absorve energia. Essa energia refere -se à força de impacto. Quando um veículo experimenta uma colisão, o feixe de impacto possui um certo grau de capacidade de absorção de energia. No entanto, se a energia exceder a capacidade do feixe de impacto, ela transferirá a energia para a caixa de colisão. A caixa de colisão absorve toda a força de impacto e se deforma, garantindo que as vigas longitudinais permaneçam sem danos.
1 requisitos do produto
1.1 As dimensões devem aderir aos requisitos de tolerância do desenho, conforme mostrado na Figura 2.
1.3 Requisitos de desempenho mecânico:
Resistência à tração: ≥215 MPa
Força de escoamento: ≥205 MPa
Alongamento A50: ≥10%
1.4 Desempenho de esmagamento da caixa de colisão:
Ao longo do eixo x do veículo, usando uma superfície de colisão maior que a seção transversal do produto, carregue a uma velocidade de 100 mm/min até esmagar, com uma quantidade de compressão de 70%. O comprimento inicial do perfil é de 300 mm. Na junção da costela de reforço e da parede externa, as rachaduras devem ser inferiores a 15 mm a serem consideradas aceitáveis. Deve-se garantir que a rachadura permitida não comprometa a capacidade de absorção de energia esmagadora do perfil, e não deve haver rachaduras significativas em outras áreas após o esmagamento.
2 abordagem de desenvolvimento
Para atender simultaneamente aos requisitos de desempenho mecânico e desempenho de esmagamento, a abordagem de desenvolvimento é a seguinte:
Use a haste 6063b com uma composição de liga primária de Si 0,38-0,41% e Mg 0,53-0,60%.
Realize a extinção do ar e o envelhecimento artificial para atingir a condição T6.
Empregue a extinção de névoa + ar e conduza um tratamento excessivo para atingir a condição T7.
3 produção piloto
3.1 Condições de extrusão
A produção é realizada em uma prensa de extrusão de 2000T com uma taxa de extrusão de 36. O material utilizado é a haste de alumínio homogeneizada 6063b. As temperaturas de aquecimento da haste de alumínio são as seguintes: Zona IV 450-III Zona 470-II Zona 490-1 Zona 500. A pressão inovadora do cilindro principal é de cerca de 210 bar, com a fase de extrusão estável com pressão de extrusão próxima a 180 barra . A velocidade do eixo de extrusão é de 2,5 mm/s e a velocidade de extrusão de perfil é de 5,3 m/min. A temperatura na saída de extrusão é de 500-540 ° C. A têmpera é feita usando o resfriamento de ar com a energia esquerda do ventilador a 100%, a energia do ventilador médio a 100%e a energia do ventilador direito a 50%. A taxa média de resfriamento dentro da zona de têmpera atinge 300-350 ° C/min, e a temperatura após a saída da zona de têmpera é de 60-180 ° C. Para extinção do ar de névoa +, a taxa média de resfriamento dentro da zona de aquecimento atinge 430-480 ° C/min, e a temperatura após a saída da zona de têmpera é de 50-70 ° C. O perfil não exibe flexão significativa.
3.2 Envelhecimento
Após o processo de envelhecimento T6 a 185 ° C por 6 horas, a dureza e as propriedades mecânicas do material são as seguintes:
De acordo com o processo de envelhecimento T7 a 210 ° C por 6 horas e 8 horas, a dureza e as propriedades mecânicas do material são as seguintes:
Com base nos dados do teste, o método de extinção do Air Mist +, combinado com o processo de envelhecimento de 210 ° C/6H, atende aos requisitos para desempenho mecânico e teste de esmagamento. Considerando o custo-efetividade, o método de extinção do Mist + Air e o processo de envelhecimento de 210 ° C/6H foram selecionados para a produção para atender aos requisitos do produto.
3.3 Teste de esmagamento
Para a segunda e terceira hastes, a extremidade da cabeça é cortada em 1,5 m e a extremidade da cauda é cortada em 1,2 m. Duas amostras são retiradas das seções da cabeça, do meio e da cauda, com um comprimento de 300 mm. Os testes de esmagamento são realizados após o envelhecimento a 185 ° C/6H e 210 ° C/6H e 8H (dados de desempenho mecânico mencionados acima) em uma máquina de teste de material universal. Os testes são realizados a uma velocidade de carregamento de 100 mm/min com uma quantidade de compressão de 70%. Os resultados são os seguintes: Para a extinção de névoa + com a extinção do ar com os processos de envelhecimento de 210 ° C/6H e 8H, os testes de esmagamento atendem aos requisitos, conforme mostrado na Figura 3-2, enquanto as amostras com base no ar exibem rachaduras para todos os processos de envelhecimento .
Com base nos resultados dos testes de esmagamento, o MIST + Air tem com os processos de envelhecimento de 210 ° C/6H e 8H atendem aos requisitos do cliente.
4 Conclusão
A otimização dos processos de extinção e envelhecimento é crucial para o desenvolvimento bem -sucedido do produto e fornece uma solução de processo ideal para o produto da caixa de colisão.
Através de testes extensos, foi determinado que o estado material do produto da caixa de colisão deve ser 6063-T7, o método de extinção é o resfriamento de névoa + ar e o processo de envelhecimento a 210 ° C/6h é a melhor opção para extrudir hastes de alumínio com temperaturas variando de 480-500 ° C, velocidade do eixo de extrusão de 2,5 mm/s, temperatura da matriz de extrusão de 480 ° C e temperatura de extrusão de saída 500-540 ° C.
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Hora de postagem: maio-07-2024
