Çevre koruma bilincinin artmasıyla birlikte, dünya çapında yeni enerjinin geliştirilmesi ve savunulması, enerji araçlarının tanıtımını ve uygulamasını kaçınılmaz hale getirmiştir. Aynı zamanda, otomotiv malzemelerinin hafif geliştirilmesi, alüminyum alaşımlarının güvenli uygulanması ve yüzey kalitesi, boyutu ve mekanik özellikleri için gereksinimler giderek artmaktadır. Örnek olarak 1,6 ton araç ağırlığına sahip bir EV'yi ele alırsak, alüminyum alaşımlı malzeme yaklaşık 450 kg'dır ve yaklaşık %30'unu oluşturur. Ekstrüzyon üretim sürecinde ortaya çıkan yüzey kusurları, özellikle iç ve dış yüzeylerdeki kaba tane sorunu, alüminyum profillerin üretim sürecini ciddi şekilde etkilemekte ve uygulama geliştirmelerinin darboğazı haline gelmektedir.
Ekstrüde profiller için ekstrüzyon kalıplarının tasarımı ve üretimi son derece önemlidir, bu nedenle EV alüminyum profilleri için kalıpların araştırılması ve geliştirilmesi zorunludur. Bilimsel ve makul kalıp çözümleri önermek, pazar talebini karşılamak için EV alüminyum profillerinin nitelikli oranını ve ekstrüzyon üretkenliğini daha da iyileştirebilir.
1 Ürün Standartları
(1) Parça ve bileşenlerin malzemeleri, yüzey işlemleri ve korozyon önleyici özellikleri, ETS-01-007 “Alüminyum Alaşımlı Profil Parçaları için Teknik Gereksinimler” ve ETS-01-006 “Anodik Oksidasyon Yüzey İşlemi için Teknik Gereksinimler”in ilgili hükümlerine uygun olacaktır.
(2) Yüzey işlemi: Anodik oksidasyon, yüzeyde kaba taneler olmamalıdır.
(3) Parçaların yüzeyinde çatlak ve kırışıklık gibi kusurlar bulunmasına izin verilmez. Parçaların oksidasyondan sonra kirlenmesine izin verilmez.
(4) Ürünün yasaklı maddeleri, Q/JL J160001-2017 “Otomotiv Parçaları ve Malzemelerinde Yasaklı ve Kısıtlı Maddelere İlişkin Gereksinimler”in gereksinimlerini karşılamaktadır.
(5) Mekanik performans gereksinimleri: çekme dayanımı ≥ 210 MPa, akma dayanımı ≥ 180 MPa, kırılma sonrası uzama A50 ≥ %8.
(6) Yeni enerji araçları için alüminyum alaşım bileşimine ilişkin gereklilikler Tablo 1'de gösterilmektedir.
2 Ekstrüzyon kalıp yapısının optimizasyonu ve karşılaştırmalı analizi Büyük ölçekli elektrik kesintileri meydana gelir
(1) Geleneksel çözüm 1: yani, Şekil 2'de gösterildiği gibi, ön ekstrüzyon kalıp tasarımını iyileştirmek. Geleneksel tasarım fikrine göre, şekildeki okla gösterildiği gibi, orta kaburga konumu ve dil altı drenaj konumu işlenir, üst ve alt drenajlar bir tarafta 20°'dir ve drenaj yüksekliği H15 mm, kaburga kısmına erimiş alüminyum sağlamak için kullanılır. Dil altı boş bıçak dik açıyla aktarılır ve erimiş alüminyum, alüminyum cürufu ile ölü bölgeler üretmesi kolay olan köşede kalır. Üretimden sonra, yüzeyin kaba tane sorunlarına son derece eğilimli olduğu oksidasyonla doğrulanır.
Geleneksel kalıp üretim sürecinde aşağıdaki ön iyileştirmeler yapıldı:
a. Bu kalıba dayanarak, besleme yoluyla kaburgalara alüminyum beslemesini arttırmaya çalıştık.
b. Orijinal derinliğe göre, dil altı boş bıçak derinliği derinleştirilir, yani orijinal 15 mm'ye 5 mm eklenir;
c. Dilaltı boş bıçağın genişliği orijinal 14 mm'ye göre 2 mm genişletilir. Optimizasyondan sonraki gerçek resim Şekil 3'te gösterilmiştir.
Doğrulama sonuçları, yukarıdaki üç ön iyileştirmeden sonra, oksidasyon işleminden sonra profillerde hala kaba tane kusurlarının bulunduğunu ve makul bir şekilde çözülmediğini göstermektedir. Bu, ön iyileştirme planının hala EV'ler için alüminyum alaşımlı malzemelerin üretim gereksinimlerini karşılayamadığını göstermektedir.
(2) Ön optimizasyona dayanarak Yeni Şema 2 önerildi. Yeni Şema 2'nin kalıp tasarımı Şekil 4'te gösterilmiştir. "Metal akışkanlık ilkesine" ve "en az direnç yasasına" göre, geliştirilmiş otomotiv parçaları kalıbı "açık arka delik" tasarım şemasını benimser. Kaburga konumu doğrudan darbede rol oynar ve sürtünme direncini azaltır; besleme yüzeyi "pot kapağı şeklinde" olacak şekilde tasarlanmıştır ve köprü konumu bir genlik tipine işlenir, amaç sürtünme direncini azaltmak, füzyonu iyileştirmek ve ekstrüzyon basıncını azaltmaktır; köprü, köprünün altındaki kaba taneler sorununu önlemek için olabildiğince batırılır ve köprü tabanının dilinin altındaki boş bıçağın genişliği ≤3 mm'dir; çalışma kayışı ile alt kalıp çalışma kayışı arasındaki adım farkı ≤1,0 mm'dir; üst kalıp dilinin altındaki boş bıçak, akış bariyeri bırakmadan pürüzsüz ve eşit şekilde geçişlidir ve şekillendirme deliği mümkün olduğunca doğrudan delinir; Orta iç kaburgadaki iki kafa arasındaki çalışma kayışı mümkün olduğunca kısadır, genellikle duvar kalınlığının 1,5 ila 2 katı bir değer alır; drenaj oluğu, boşluğa yeterli metal alüminyum suyu akması gereksinimini karşılamak için düzgün bir geçişe sahiptir, tamamen kaynaşmış bir durum sunar ve hiçbir yerde ölü bölge bırakmaz (üst kalıbın arkasındaki boş bıçak 2 ila 2,5 mm'yi geçmez). Ekstrüzyon kalıp yapısının iyileştirmeden önce ve sonra karşılaştırması Şekil 5'te gösterilmiştir.
(3) İşleme detaylarının iyileştirilmesine dikkat edin. Köprü konumu cilalanır ve düzgün bir şekilde bağlanır, üst ve alt kalıp çalışma bantları düz olur, deformasyon direnci azalır ve düzensiz deformasyonu azaltmak için metal akışı iyileştirilir. Kaba taneler ve kaynak gibi sorunları etkili bir şekilde bastırabilir, böylece kaburga boşaltma konumunun ve köprü kökünün hızının diğer parçalarla senkronize olmasını sağlar ve alüminyum profilin yüzeyindeki kaba tane kaynağı gibi yüzey sorunlarını makul ve bilimsel bir şekilde bastırır. Kalıp drenajı iyileştirmesinden önce ve sonra karşılaştırma Şekil 6'da gösterilmiştir.
3 Ekstrüzyon işlemi
EV'ler için 6063-T6 alüminyum alaşımı için, bölünmüş kalıbın ekstrüzyon oranı 20-80 olarak hesaplanmıştır ve bu alüminyum malzemenin 1800t makinedeki ekstrüzyon oranı 23'tür, bu da makinenin üretim performans gereksinimlerini karşılar. Ekstrüzyon işlemi Tablo 2'de gösterilmiştir.
Tablo 2 Yeni EV pil paketlerinin montaj kirişleri için alüminyum profillerin ekstrüzyon üretim süreci
Ekstrüzyon yaparken aşağıdaki noktalara dikkat edin:
(1) Kalıpların aynı fırında ısıtılması yasaktır, aksi takdirde kalıp sıcaklığı eşit olmaz ve kolayca kristalleşme meydana gelir.
(2) Ekstrüzyon işlemi sırasında anormal bir kapanma meydana gelirse, kapanma süresi 3 dakikayı geçmemelidir, aksi takdirde kalıp çıkarılmalıdır.
(3) Isıtma için fırına geri dönmek ve kalıptan çıkarıldıktan sonra doğrudan ekstrüde etmek yasaktır.
4. Küf onarım önlemleri ve bunların etkinliği
Onlarca kalıp onarımı ve deneme kalıp iyileştirmeleri sonrasında, aşağıdaki makul kalıp onarım planı önerilmektedir.
(1) Orijinal kalıba ilk düzeltmeyi ve ayarlamayı yapın:
① Köprüyü mümkün olduğunca batırmaya çalışın ve köprü tabanının genişliği ≤3mm olmalıdır;
② Kafa çalışma bandı ile alt kalıp çalışma bandı arasındaki adım farkı ≤1,0 mm olmalıdır;
③ Akışı engelleyecek bir durum bırakmayın;
④ İç kaburgalardaki iki erkek kafa arasındaki çalışma kayışı mümkün olduğunca kısa olmalı ve drenaj oluğunun geçişi mümkün olduğunca geniş ve pürüzsüz olmalıdır;
⑤ Alt kalıbın çalışma bandı mümkün olduğunca kısa olmalıdır;
⑥ Hiçbir yerde ölü bölge bırakılmamalıdır (arka boş bıçak 2mm'yi geçmemelidir);
⑦ Üst kalıbın iç boşluğunu iri taneli olarak onarın, alt kalıbın çalışma bandını kısaltın ve akış bloğunu düzleştirin veya akış bloğu yapmayın ve alt kalıbın çalışma bandını kısaltın.
(2) Yukarıdaki kalıbın daha ileri kalıp modifikasyonu ve iyileştirilmesine dayanarak, aşağıdaki kalıp modifikasyonları gerçekleştirilir:
① İki erkek başın ölü bölgelerini ortadan kaldırın;
② Akış bloğunu kazıyın;
③ Kafa ile alt kalıp çalışma alanı arasındaki yükseklik farkını azaltın;
④ Alt kalıp çalışma alanını kısaltın.
(3) Kalıp onarıldıktan ve iyileştirildikten sonra, bitmiş ürünün yüzey kalitesi, EV'ler için alüminyum profillerin yüzeyinde bulunan kaba taneler, kaynak ve diğer kusurların sorunlarını etkili bir şekilde çözen parlak bir yüzey ve kaba taneler içermeyen ideal bir duruma ulaşır.
(4) Ekstrüzyon hacmi, orijinal 5 t/g'den 15 t/g'ye çıkarılarak üretim verimliliği büyük ölçüde artırıldı.
5 Sonuç
Orijinal kalıbın tekrar tekrar optimize edilmesi ve iyileştirilmesiyle, elektrikli araçlar için alüminyum profillerin yüzeyindeki kaba tanecik ve kaynakla ilgili önemli bir sorun tamamen çözüldü.
(1) Orijinal kalıbın zayıf halkası olan orta kaburga konum çizgisi rasyonel olarak optimize edildi. İki kafanın ölü bölgelerini ortadan kaldırarak, akış bloğunu düzleştirerek, kafa ile alt kalıp çalışma bölgesi arasındaki yükseklik farkını azaltarak ve alt kalıp çalışma bölgesini kısaltarak, bu tip otomobilde kullanılan 6063 alüminyum alaşımının kaba taneler ve kaynak gibi yüzey kusurları başarıyla giderildi.
(2) Ekstrüzyon hacmi 5 t/g'den 15 t/g'ye çıkarılarak üretim verimliliği büyük ölçüde artırıldı.
(3) Ekstrüzyon kalıp tasarımı ve imalatının bu başarılı örneği, benzer profillerin üretiminde temsili ve referans niteliğinde olup, tanıtılmaya değerdir.
Yayınlanma zamanı: 16-Kas-2024
