Ympäristönsuojelutietoisuuden lisääntyessä uusien energiamuotojen kehittäminen ja edistäminen ympäri maailmaa on tehnyt energiaajoneuvojen edistämisestä ja soveltamisesta välitöntä. Samaan aikaan kevyen autoteollisuuden materiaalien kehittämisen, alumiiniseosten turvallisen käytön sekä niiden pinnanlaadun, koon ja mekaanisten ominaisuuksien vaatimukset kasvavat jatkuvasti. Esimerkiksi 1,6 tonnia painavan sähköauton alumiiniseosmateriaalin paino on noin 450 kg, mikä on noin 30 %. Pursotusprosessissa ilmenevät pintavirheet, erityisesti sisä- ja ulkopintojen karkeusraeongelma, vaikuttavat vakavasti alumiiniprofiilien tuotannon edistymiseen ja muodostavat niiden sovelluskehityksen pullonkaulan.
Suulakepuristettujen profiilien kohdalla suulakepuristusmuottien suunnittelu ja valmistus ovat äärimmäisen tärkeitä, joten sähkökäyttöisten alumiiniprofiilien suulakepuristusmuottien tutkimus ja kehitys on välttämätöntä. Tieteellisten ja järkevien suulakeratkaisujen ehdottaminen voi parantaa entisestään sähkökäyttöisten alumiiniprofiilien pätevyysastetta ja suulakepuristustuottavuutta markkinoiden kysynnän tyydyttämiseksi.
1 Tuotestandardit
(1) Osien ja komponenttien materiaalien, pintakäsittelyn ja korroosioneston on oltava ETS-01-007 ”Alumiiniseosprofiiliosien tekniset vaatimukset” ja ETS-01-006 ”Anodisen oksidaatiopintakäsittelyn tekniset vaatimukset” asiaankuuluvien määräysten mukaisia.
(2) Pintakäsittely: Anodinen hapetus, pinnassa ei saa olla karkeita rakeita.
(3) Osien pinnassa ei saa olla vikoja, kuten halkeamia ja ryppyjä. Osien ei saa olla hapettumisen jälkeisiä kontaminaatioita.
(4) Tuotteen kielletyt aineet täyttävät Q/JL J160001-2017 ”Kiellettyjä ja rajoitettuja aineita autoteollisuuden osissa ja materiaaleissa koskevat vaatimukset” -standardin vaatimukset.
(5) Mekaaniset suorituskykyvaatimukset: vetolujuus ≥ 210 MPa, myötölujuus ≥ 180 MPa, murtovenymä A50 ≥ 8 %.
(6) Uusien energianlähteiden alumiiniseoskoostumuksen vaatimukset on esitetty taulukossa 1.
2 Pursotusmuotin rakenteen optimointi ja vertaileva analyysi Laajamittaisia sähkökatkoksia esiintyy
(1) Perinteinen ratkaisu 1: eli parannetaan etuosan puristusmuotin suunnittelua, kuten kuvassa 2 on esitetty. Perinteisen suunnitteluidean mukaisesti, kuten kuvassa nuoli osoittaa, keskimmäinen ruotokohta ja kielenalainen tyhjennyskohta käsitellään, ylempi ja alempi tyhjennys ovat 20° kulmassa toisella puolella ja tyhjennyskorkeutta H15 mm käytetään sulan alumiinin syöttämiseen ruoto-osaan. Kielenalainen tyhjä veitsi siirretään suorassa kulmassa, ja sula alumiini jää kulmaan, mikä helpottaa kuolleiden alueiden muodostamista alumiinikuonalla. Tuotannon jälkeen hapetuksella varmistetaan, että pinta on erittäin altis karkeille raevaurioille.
Perinteiseen muotinvalmistusprosessiin tehtiin seuraavat alustavat optimoinnit:
a. Tämän muotin pohjalta pyrimme lisäämään alumiinin syöttöä kylkiluille syöttämällä sitä.
b. Alkuperäisen syvyyden perusteella kielenalaisen tyhjän veitsen syvyyttä syvennetään eli alkuperäiseen 15 mm:iin lisätään 5 mm;
c. Kielenalusleuan leveyttä on suurennettu 2 mm alkuperäisestä 14 mm:stä. Optimoinnin jälkeinen kuva on esitetty kuvassa 3.
Todentamistulokset osoittavat, että edellä mainittujen kolmen alustavan parannuksen jälkeen profiileissa on edelleen karkeita raekokoisia virheitä hapetuskäsittelyn jälkeen, eikä niitä ole kohtuullisesti korjattu. Tämä osoittaa, että alustava parannussuunnitelma ei vieläkään täytä sähköajoneuvojen alumiiniseosmateriaalien tuotantovaatimuksia.
(2) Uusi menetelmä 2 ehdotettiin alustavan optimoinnin perusteella. Uuden menetelmän 2 muotin suunnittelu on esitetty kuvassa 4. "Metalin juoksevuusperiaatteen" ja "pienimmän vastuksen lain" mukaisesti parannettu autonosien muotti omaksuu "avoimen takareiän" suunnittelujärjestelmän. Ruuvien asennolla on merkitystä suorassa iskussa ja se vähentää kitkavastusta; syöttöpinta on suunniteltu "astian kannen muotoiseksi" ja sillan asento on käsitelty amplitudityyppiseksi, tarkoituksena vähentää kitkavastusta, parantaa sulamista ja vähentää puristuspainetta; silta on upotettu mahdollisimman paljon karkeiden rakeiden estämiseksi sillan pohjalla, ja tyhjän veitsen leveys sillan pohjan kielen alla on ≤3 mm; työhihnan ja alemman muotin työhihnan välinen askelero on ≤1,0 mm; tyhjä veitsi ylemmän muotin kielen alla on sileä ja tasaisesti siirtynyt jättämättä virtausestettä, ja muovausreikä on rei'itetty mahdollisimman suoraan; Keskimmäisen sisärivan kohdalla kahden pään välinen työvyöhyke on mahdollisimman lyhyt, yleensä 1,5–2 kertaa seinämän paksuus; tyhjennysuralla on tasainen siirtymä, jotta onteloon virtaa riittävästi metalli-alumiinivettä, jolloin se muodostaa täysin sulaneen tilan eikä jätä kuollutta aluetta mihinkään (ylemmäisen suulakkeen takana olevan tyhjän veitsen paksuus ei ylitä 2–2,5 mm). Suulakepuristusmuotin rakenteen vertailu ennen parannusta ja sen jälkeen on esitetty kuvassa 5.
(3) Kiinnitä huomiota prosessointitietojen parantamiseen. Sillan asento on kiillotettu ja liitetty tasaisesti, ylä- ja alamuotin työvyöt ovat tasaiset, muodonmuutoskestävyys on heikentynyt ja metallin virtaus on parantunut epätasaisen muodonmuutoksen vähentämiseksi. Se voi tehokkaasti estää ongelmia, kuten karkeita rakeita ja hitsautumista, varmistaen siten, että jyrän purkausasento ja sillan tyven nopeus synkronoidaan muiden osien kanssa, ja kohtuullisesti ja tieteellisesti estämällä pintaongelmia, kuten karkeaa hitsautumista alumiiniprofiilin pinnalla. Vertailu ennen ja jälkeen muotin vedenpoiston parannuksen on esitetty kuvassa 6.
3 Ekstruusioprosessi
Sähköajoneuvojen 6063-T6-alumiiniseokselle halkaistun muotin puristussuhteeksi on laskettu 20–80, ja tämän alumiinimateriaalin puristussuhde 1800t-koneessa on 23, mikä täyttää koneen tuotantosuorituskykyvaatimukset. Puristusprosessi on esitetty taulukossa 2.
Taulukko 2 Uusien sähköautojen akkupakettien kiinnityspalkkien alumiiniprofiilien suulakepuristustuotantoprosessi
Kiinnitä huomiota seuraaviin kohtiin puristaessasi:
(1) Muottien lämmittäminen samassa uunissa on kielletty, muuten muotin lämpötila on epätasainen ja kiteytyminen tapahtuu helposti.
(2) Jos pursotusprosessin aikana tapahtuu epänormaali sammutus, sammutusaika ei saa ylittää 3 minuuttia, muuten muotti on poistettava.
(3) Paluu uuniin lämmittämistä varten ja puristaminen suoraan muotista purkamisen jälkeen on kielletty.
4. Homekorjaustoimenpiteet ja niiden tehokkuus
Kymmenien muottikorjausten ja koemuottiparannusten jälkeen ehdotetaan seuraavaa kohtuullista muottikorjaussuunnitelmaa.
(1) Tee ensimmäinen korjaus ja säätö alkuperäiseen muottiin:
① Yritä upottaa siltaa mahdollisimman paljon, ja sillan pohjan leveyden tulisi olla ≤3 mm;
② Pään työhihnan ja alemman muotin työhihnan välisen askeleron tulisi olla ≤1,0 mm;
③ Älä jätä virtausestettä;
④ Sisäkylkiluiden kahden urospään välisen työvyön tulee olla mahdollisimman lyhyt ja tyhjennysuran siirtymän tulee olla tasainen, mahdollisimman suuri ja tasainen;
5. Alemman muotin työhihnan tulee olla mahdollisimman lyhyt;
⑥ Missään ei saa olla kuollutta aluetta (takimmaisen tyhjän veitsen ei tulisi olla yli 2 mm);
⑦ Korjaa ylempi muotti, jossa on karkeita rakeita sisäontelossa, lyhennä alemman muotin työhihnaa ja litistä virtauslohkoa tai jätä virtauslohko pois ja lyhennä alemman muotin työhihnaa.
(2) Edellä mainitun muotin jatkomuokkauksen ja parannuksen perusteella suoritetaan seuraavat muotin muutokset:
① Poista kahden urospään kuolleet alueet;
② Kaavi virtauslohko pois;
③ Pienennä pään ja alemman muotin työalueen välistä korkeuseroa;
④ Lyhennä alaleuan työstöaluetta.
(3) Kun muotti on korjattu ja parannettu, valmiin tuotteen pinnanlaatu saavuttaa ihanteellisen tilan, jossa on kirkas pinta ja karkeat rakeet, mikä ratkaisee tehokkaasti sähköautojen alumiiniprofiilien pinnalla esiintyvät karkeiden rakeiden, hitsauksen ja muiden vikojen ongelmat.
(4) Ekstruusiomäärä kasvoi alkuperäisestä 5 tonnista päivässä 15 tonniin päivässä, mikä paransi huomattavasti tuotantotehokkuutta.
5 Johtopäätös
Alkuperäisen muotin toistuvalla optimoinnilla ja parantamisella ratkaistiin kokonaan merkittävä ongelma, joka liittyi sähköajoneuvojen alumiiniprofiilien pinnan karkeuteen ja hitsaukseen.
(1) Alkuperäisen muotin heikko lenkki, keskimmäisen rivan sijaintilinja, optimoitiin järkevästi. Poistamalla kahden pään kuolleet alueet, litistämällä virtauslohkoa, pienentämällä pään ja muotin alemman työalueen välistä korkeuseroa ja lyhentämällä muotin alemman työalueen pituutta, tämän tyyppisissä autoissa käytetyn 6063-alumiiniseoksen pintavirheet, kuten karkeat rakeet ja hitsausvirheet, voitettiin onnistuneesti.
(2) Ekstruusiomäärä kasvoi 5 tonnista päivässä 15 tonniin päivässä, mikä paransi huomattavasti tuotantotehokkuutta.
(3) Tämä onnistunut esimerkki pursotusmuotin suunnittelusta ja valmistuksesta on edustava ja referenssiarvoinen vastaavien profiilien tuotannossa ja on siksi mainostamisen arvoinen.
Julkaisun aika: 16.11.2024
