Con la creciente conciencia sobre la protección del medio ambiente, el desarrollo y la promoción de nuevas energías en todo el mundo han hecho inminente la promoción y aplicación de vehículos energéticos. Al mismo tiempo, los requisitos para el desarrollo ligero de materiales para automóviles, la aplicación segura de aleaciones de aluminio y su calidad superficial, tamaño y propiedades mecánicas son cada vez mayores. Tomando como ejemplo un vehículo eléctrico con un peso de 1,6 toneladas, el material de aleación de aluminio pesa aproximadamente 450 kg, lo que representa aproximadamente el 30%. Los defectos superficiales que aparecen en el proceso de producción de extrusión, especialmente el problema del grano grueso en las superficies internas y externas, afectan seriamente el progreso de la producción de perfiles de aluminio y se convierten en el cuello de botella del desarrollo de sus aplicaciones.
Para perfiles extruidos, el diseño y fabricación de matrices de extrusión son de suma importancia, por lo que la investigación y desarrollo de matrices para perfiles de aluminio EV es imperativa. Proponer soluciones de matrices científicas y razonables puede mejorar aún más la tasa de calificación y la productividad de extrusión de los perfiles de aluminio para vehículos eléctricos para satisfacer la demanda del mercado.
1 Estándares de producto
(1) Los materiales, el tratamiento superficial y la anticorrosión de piezas y componentes deberán cumplir con las disposiciones pertinentes de ETS-01-007 "Requisitos técnicos para piezas de perfiles de aleación de aluminio" y ETS-01-006 "Requisitos técnicos para superficies de oxidación anódica". Tratamiento".
(2) Tratamiento superficial: Oxidación anódica, la superficie no debe tener granos gruesos.
(3) No se permite que la superficie de las piezas tenga defectos como grietas y arrugas. No se permite que las piezas se contaminen después de la oxidación.
(4) Las sustancias prohibidas del producto cumplen con los requisitos de Q/JL J160001-2017 “Requisitos para sustancias prohibidas y restringidas en piezas y materiales automotrices”.
(5) Requisitos de rendimiento mecánico: resistencia a la tracción ≥ 210 MPa, límite elástico ≥ 180 MPa, alargamiento después de la fractura A50 ≥ 8%.
(6) Los requisitos para la composición de aleaciones de aluminio para vehículos de nuevas energías se muestran en el cuadro 1.
2 Optimización y análisis comparativo de la estructura del troquel de extrusión. Se producen cortes de energía a gran escala.
(1) Solución tradicional 1: es decir, mejorar el diseño del troquel de extrusión frontal, como se muestra en la Figura 2. Según la idea de diseño convencional, como lo muestra la flecha en la figura, la posición de la costilla media y la posición del drenaje sublingual son Procesado, los drenajes superior e inferior están a 20° en un lado, y la altura de drenaje H15 mm se utiliza para suministrar aluminio fundido a la parte de la nervadura. El cuchillo vacío sublingual se transfiere en ángulo recto y el aluminio fundido permanece en la esquina, lo que facilita la formación de zonas muertas con escoria de aluminio. Después de la producción, se comprueba mediante oxidación que la superficie es extremadamente propensa a problemas de grano grueso.
Se realizaron las siguientes optimizaciones preliminares al proceso tradicional de fabricación de moldes:
a. Basándonos en este molde, intentamos aumentar el suministro de aluminio a las nervaduras mediante alimentación.
b. Sobre la base de la profundidad original, se profundiza la profundidad del cuchillo vacío sublingual, es decir, se agregan 5 mm a los 15 mm originales;
do. El ancho de la hoja vacía sublingual se amplía en 2 mm con respecto a los 14 mm originales. La imagen real después de la optimización se muestra en la Figura 3.
Los resultados de la verificación muestran que después de las tres mejoras preliminares anteriores, todavía existen defectos de grano grueso en los perfiles después del tratamiento de oxidación y no se han resuelto razonablemente. Esto muestra que el plan de mejora preliminar aún no puede cumplir con los requisitos de producción de materiales de aleación de aluminio para vehículos eléctricos.
(2) Se propuso el nuevo Esquema 2 basado en la optimización preliminar. El diseño del molde del Nuevo Esquema 2 se muestra en la Figura 4. De acuerdo con el “principio de fluidez del metal” y la “ley de mínima resistencia”, el molde mejorado de piezas de automóviles adopta el esquema de diseño de “agujero trasero abierto”. La posición de las nervaduras influye en el impacto directo y reduce la resistencia a la fricción; la superficie de alimentación está diseñada para tener "forma de tapa de olla" y la posición del puente se procesa en un tipo de amplitud, el propósito es reducir la resistencia a la fricción, mejorar la fusión y reducir la presión de extrusión; el puente está hundido tanto como sea posible para evitar el problema de los granos gruesos en la parte inferior del puente, y el ancho de la cuchilla vacía debajo de la lengüeta de la parte inferior del puente es ≤3 mm; la diferencia de paso entre la correa de trabajo y la correa de trabajo del troquel inferior es ≤1,0 mm; la cuchilla vacía debajo de la lengüeta de la matriz superior tiene una transición suave y uniforme, sin dejar una barrera de flujo, y el orificio de formación se perfora lo más directamente posible; la correa de trabajo entre las dos cabezas en la nervadura interior media es lo más corta posible, tomando generalmente un valor de 1,5 a 2 veces el espesor de la pared; la ranura de drenaje tiene una transición suave para cumplir con el requisito de que fluya suficiente agua de metal y aluminio hacia la cavidad, presentando un estado completamente fusionado y sin dejar zona muerta en ningún lugar (la cuchilla vacía detrás del troquel superior no excede de 2 a 2,5 mm). ). La comparación de la estructura del troquel de extrusión antes y después de la mejora se muestra en la Figura 5.
(3) Preste atención a la mejora de los detalles del procesamiento. La posición del puente se pule y se conecta suavemente, las correas de trabajo del troquel superior e inferior son planas, se reduce la resistencia a la deformación y se mejora el flujo de metal para reducir la deformación desigual. Puede suprimir eficazmente problemas como los granos gruesos y la soldadura, asegurando así que la posición de descarga de la nervadura y la velocidad de la raíz del puente estén sincronizadas con otras partes, y suprimiendo de manera razonable y científica problemas superficiales como la soldadura de grano grueso en la superficie del aluminio. perfil . La comparación antes y después de la mejora del drenaje del molde se muestra en la Figura 6.
3 proceso de extrusión
Para la aleación de aluminio 6063-T6 para vehículos eléctricos, la relación de extrusión del troquel dividido se calcula en 20-80, y la relación de extrusión de este material de aluminio en la máquina de 1800t es 23, lo que cumple con los requisitos de rendimiento de producción de la máquina. El proceso de extrusión se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2 Proceso de producción por extrusión de perfiles de aluminio para el montaje de vigas de nuevos paquetes de baterías para vehículos eléctricos
Preste atención a los siguientes puntos al extruir:
(1) Está prohibido calentar los moldes en el mismo horno; de lo contrario, la temperatura del molde será desigual y la cristalización se producirá fácilmente.
(2) Si ocurre una parada anormal durante el proceso de extrusión, el tiempo de parada no debe exceder los 3 minutos; de lo contrario, se debe retirar el molde.
(3) Está prohibido regresar al horno para calentar y luego extruir directamente después del desmolde.
4. Medidas de reparación de moho y su eficacia.
Después de docenas de reparaciones de moldes y mejoras de prueba de moldes, se propone el siguiente plan razonable de reparación de moldes.
(1) Realizar la primera corrección y ajuste al molde original:
① Intente hundir el puente tanto como sea posible y el ancho de la parte inferior del puente debe ser ≤3 mm;
② La diferencia de paso entre la correa de trabajo de la cabeza y la correa de trabajo del molde inferior debe ser ≤1,0 mm;
③ No deje un bloqueo de flujo;
④ La correa de trabajo entre las dos cabezas macho en las nervaduras internas debe ser lo más corta posible y la transición de la ranura de drenaje debe ser suave, lo más grande y lisa posible;
⑤ La correa de trabajo del molde inferior debe ser lo más corta posible;
⑥ No se debe dejar ninguna zona muerta en ningún lugar (la cuchilla trasera vacía no debe exceder los 2 mm);
⑦ Repare el molde superior con granos gruesos en la cavidad interior, reduzca la correa de trabajo del molde inferior y aplane el bloque de flujo, o no tenga un bloque de flujo y acorte la correa de trabajo del molde inferior.
(2) Sobre la base de la modificación adicional del molde y la mejora del molde anterior, se realizan las siguientes modificaciones del molde:
① Eliminar las zonas muertas de los dos jefes masculinos;
② Quite el bloque de flujo;
③ Reducir la diferencia de altura entre el cabezal y la zona de trabajo del troquel inferior;
④ Acorte la zona de trabajo del troquel inferior.
(3) Después de reparar y mejorar el molde, la calidad de la superficie del producto terminado alcanza un estado ideal, con una superficie brillante y sin granos gruesos, lo que resuelve eficazmente los problemas de granos gruesos, soldadura y otros defectos existentes en la superficie de Perfiles de aluminio para vehículos eléctricos.
(4) El volumen de extrusión aumentó de las 5 t/d originales a 15 t/d, lo que mejoró enormemente la eficiencia de la producción.
5 Conclusión
Al optimizar y mejorar repetidamente el molde original, se resolvió por completo un problema importante relacionado con el grano grueso en la superficie y la soldadura de perfiles de aluminio para vehículos eléctricos.
(1) El eslabón débil del molde original, la línea de posición de la nervadura media, se optimizó racionalmente. Al eliminar las zonas muertas de los dos cabezales, aplanar el bloque de flujo, reducir la diferencia de altura entre el cabezal y la zona de trabajo del troquel inferior y acortar la zona de trabajo del troquel inferior, se eliminan los defectos superficiales de la aleación de aluminio 6063 utilizada en este tipo de del automóvil, como los cereales secundarios y la soldadura, fueron superados con éxito.
(2) El volumen de extrusión aumentó de 5 t/d a 15 t/d, mejorando enormemente la eficiencia de producción.
(3) Este caso exitoso de diseño y fabricación de matrices de extrusión es representativo y referenciable en la producción de perfiles similares y es digno de promoción.
Hora de publicación: 16 de noviembre de 2024
