Introducción
Con el desarrollo de la industria automotriz, el mercado de vigas de impacto de aleación de aluminio también está creciendo rápidamente, aunque todavía es relativamente pequeño en tamaño general. Según el pronóstico de la Alianza de Innovación de Tecnología Ligeros Automotrices para el mercado de haz de impacto de aleación de aluminio chino, para 2025, la demanda del mercado se estima en alrededor de 140,000 toneladas, y se espera que un tamaño de mercado alcance 4.800 millones de RMB. Para 2030, se prevé que la demanda del mercado sea de aproximadamente 220,000 toneladas, con un tamaño de mercado estimado de 7,7 mil millones de RMB y una tasa de crecimiento anual compuesta de aproximadamente el 13%. La tendencia de desarrollo del peso ligero y el rápido crecimiento de los modelos de vehículos de mediana a alta gama son factores impulsores importantes para el desarrollo de vigas de impacto de aleación de aluminio en China. Las perspectivas del mercado para las cajas de choque de haz de impacto automotriz son prometedoras.
A medida que los costos disminuyen y los avances de la tecnología, las vigas de impacto delantera de aleación de aluminio y las cajas de choque se están volviendo más generalizadas. Actualmente, se utilizan en modelos de vehículos de mediana a alta gama como Audi A3, Audi A4L, BMW 3 series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal y Buick Lacrosse.
Las vigas de impacto de aleación de aluminio se componen principalmente de rayas transversales de impacto, cajas de choque, placas base de montaje y mangas de gancho de remolque, como se muestra en la Figura 1.
Figura 1: Conjunto de haz de impacto de aleación de aluminio
La caja de choque es una caja de metal ubicada entre el haz de impacto y dos vigas longitudinales del vehículo, esencialmente sirve como un contenedor que absorbe la energía. Esta energía se refiere a la fuerza del impacto. Cuando un vehículo experimenta una colisión, el haz de impacto tiene un cierto grado de capacidad de absorción de energía. Sin embargo, si la energía excede la capacidad del haz de impacto, transferirá la energía a la caja de choque. La caja de choque absorbe toda la fuerza de impacto y se deforma, asegurando que las vigas longitudinales permanezcan sin daños.
1 requisitos del producto
1.1 Las dimensiones deben adherirse a los requisitos de tolerancia del dibujo, como se muestra en la Figura 2.
1.3 Requisitos de rendimiento mecánico:
Resistencia a la tracción: ≥215 MPa
Fuerza de rendimiento: ≥205 MPa
Alargamiento A50: ≥10%
1.4 Rendimiento de trituración de cajas de choque:
A lo largo del eje X del vehículo, utilizando una superficie de colisión más grande que la sección transversal del producto, se cargue a una velocidad de 100 mm/min hasta aplastar, con una cantidad de compresión del 70%. La longitud inicial del perfil es de 300 mm. En la unión de la costilla de refuerzo y la pared exterior, las grietas deben ser menos de 15 mm para considerarse aceptables. Debe asegurarse de que el agrietamiento permitido no comprometa la capacidad de absorción de energía de aplastamiento del perfil, y no debería haber grietas significativas en otras áreas después del trituración.
2 enfoque de desarrollo
Para cumplir simultáneamente los requisitos de rendimiento mecánico y rendimiento de aplastamiento, el enfoque de desarrollo es el siguiente:
Use la barra 6063b con una composición de aleación primaria de SI 0.38-0.41% y mg 0.53-0.60%.
Realice el enfriamiento de aire y el envejecimiento artificial para lograr la condición T6.
Emplee el enfriamiento de Mist + Air y realice un tratamiento sobre el sobregaging para lograr la condición T7.
3 producción piloto
3.1 Condiciones de extrusión
La producción se lleva a cabo en una prensa de extrusión de 2000T con una relación de extrusión de 36. El material utilizado es la varilla de aluminio homogeneizada 6063B. Las temperaturas de calentamiento de la varilla de aluminio son las siguientes: Zona IV 450-III Zona 470-II Zona 490-1 Zona 500. La presión innovadora del cilindro principal es de alrededor de 210 bar, con la fase de extrusión estable que tiene una presión de extrusión cerca de 180 bar . La velocidad del eje de extrusión es de 2,5 mm/s, y la velocidad de extrusión de perfil es de 5,3 m/min. La temperatura en la salida de extrusión es de 500-540 ° C. El enfriamiento se realiza con enfriamiento de aire con la potencia del ventilador izquierdo al 100%, la potencia del ventilador medio al 100%y la potencia del ventilador derecho al 50%. La velocidad de enfriamiento promedio dentro de la zona de enfriamiento alcanza 300-350 ° C/min, y la temperatura después de salir de la zona de enfriamiento es de 60-180 ° C. Para el enfriamiento de la niebla + aire, la velocidad de enfriamiento promedio dentro de la zona de calentamiento alcanza 430-480 ° C/min, y la temperatura después de salir de la zona de enfriamiento es de 50-70 ° C. El perfil no exhibe una flexión significativa.
3.2 Envejecimiento
Después del proceso de envejecimiento T6 a 185 ° C durante 6 horas, la dureza y las propiedades mecánicas del material son las siguientes:
De acuerdo con el proceso de envejecimiento de T7 a 210 ° C durante 6 horas y 8 horas, la dureza y las propiedades mecánicas del material son las siguientes:
Según los datos de la prueba, el método de enfriamiento Mist + Air, combinado con el proceso de envejecimiento de 210 ° C/6H, cumple con los requisitos tanto para el rendimiento mecánico como para las pruebas de aplastamiento. Teniendo en cuenta la rentabilidad, el método de enfriamiento de Air Mist + y el proceso de envejecimiento de 210 ° C/6H se seleccionaron para la producción para cumplir con los requisitos del producto.
3.3 Prueba de aplastamiento
Para el segundo y tercer varillas, el extremo de la cabeza se corta en 1,5 m, y el extremo de la cola se corta en 1,2 m. Dos muestras se toman de las secciones de cabeza, media y cola, con una longitud de 300 mm. Las pruebas de trituración se realizan después del envejecimiento a 185 ° C/6H y 210 ° C/6H y 8H (datos de rendimiento mecánico como se mencionó anteriormente) en una máquina de prueba de material universal. Las pruebas se realizan a una velocidad de carga de 100 mm/min con una cantidad de compresión del 70%. Los resultados son los siguientes: para el enfriamiento de la niebla + el aire con los procesos de envejecimiento de 210 ° C/6H y 8 H, las pruebas de aplastamiento cumplen con los requisitos, como se muestra en la Figura 3-2, mientras que las muestras contenidas por el aire exhiben grietas para todos los procesos de envejecimiento .
Según los resultados de la prueba de trituración, el enfriamiento de niebla + aire con los procesos de envejecimiento de 210 ° C/6H y 8H cumplen con los requisitos del cliente.
4 conclusión
La optimización de los procesos de enfriamiento y envejecimiento es crucial para el desarrollo exitoso del producto y proporciona una solución de proceso ideal para el producto Crash Box.
A través de pruebas extensas, se ha determinado que el estado del material para el producto de la caja de choque debe ser 6063-T7, el método de enfriamiento es el enfriamiento de la niebla + el aire y el proceso de envejecimiento a 210 ° C/6 h es la mejor opción para extruir las barras de aluminio Con temperaturas que van desde 480-500 ° C, velocidad del eje de extrusión de 2.5 mm/s, temperatura de matriz de extrusión de 480 ° C y temperatura de salida de extrusión de 500-540 ° C.
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Tiempo de publicación: mayo-07-2024
