Çevre koruma bilincinin artması, dünya çapında yeni enerji kaynaklarının geliştirilmesi ve savunulması, enerji araçlarının tanıtımını ve uygulamasını kaçınılmaz hale getirmiştir. Aynı zamanda, otomotiv malzemelerinin hafif geliştirilmesi, alüminyum alaşımlarının güvenli kullanımı ve yüzey kalitesi, boyutları ve mekanik özellikleri için gereksinimler giderek artmaktadır. Örnek olarak 1,6 ton araç ağırlığına sahip bir elektrikli araç ele alındığında, alüminyum alaşım malzemesi yaklaşık 450 kg'dır ve bu da yaklaşık %30'luk bir ağırlığa denk gelmektedir. Ekstrüzyon üretim sürecinde ortaya çıkan yüzey kusurları, özellikle iç ve dış yüzeylerdeki kaba tane sorunu, alüminyum profillerin üretim sürecini ciddi şekilde etkilemekte ve uygulama geliştirme süreçlerinde darboğaz oluşturmaktadır.
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, EV alüminyum profillerinin kalifiye oranını ve ekstrüzyon verimliliğini pazar talebini karşılayacak şekilde daha da artırabilir.
1 Ürün Standartları
(1) Parça ve bileşenlerin malzemeleri, yüzey işlemleri ve korozyon önleme 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 bulunmamalıdır. Parçaların oksidasyondan sonra kirlenmesine izin verilmemelidir.
(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 gösterilmiştir.
2 Ekstrüzyon kalıp yapısının optimizasyonu ve karşılaştırmalı analizi Büyük ölçekli elektrik kesintileri meydana gelir
(1) Geleneksel çözüm 1: Şekil 2'de gösterildiği gibi, ön ekstrüzyon kalıp tasarımını iyileştirmektir. 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 bıçağı dik açıyla aktarılır ve erimiş alüminyum, alüminyum cürufu ile ölü bölgeler üretmenin kolay olduğu köşede kalır. Üretimden sonra, yüzeyin kaba taneli sorunlara 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. Dil altı boş bıçağının genişliği, orijinal 14 mm'den 2 mm daha geniştir. Optimizasyondan sonraki gerçek görüntü Şekil 3'te gösterilmektedir.
Doğrulama sonuçları, yukarıdaki üç ön iyileştirmeden sonra bile, oksidasyon işleminden sonra profillerde hala iri taneli kusurların bulunduğunu ve makul ölçüde giderilmediğini göstermektedir. Bu durum, ön iyileştirme planının elektrikli araçlar için alüminyum alaşımlı malzemelerin üretim gereksinimlerini hala karşılayamadığını göstermektedir.
(2) Ön optimizasyona dayanarak Yeni Şema 2 önerildi. Yeni Şema 2'nin kalıp tasarımı Şekil 4'te gösterilmiştir. "Metal akışkanlık ilkesi" ve "en az direnç yasası"na 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" tasarlanır ve köprü konumu bir genlik tipine işlenir, amaç sürtünme direncini azaltmak, füzyonu iyileştirmek ve ekstrüzyon basıncını azaltmaktır; köprü, köprünün dibinde iri taneler sorununu önlemek için mümkün olduğunca 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 geçişlidir ve şekillendirme deliği mümkün olduğunca doğrudan delinir; Orta iç kaburgadaki iki kafa arasındaki çalışma bandı mümkün olduğunca kısadır ve genellikle duvar kalınlığının 1,5 ila 2 katı kadar bir değer alır; drenaj oluğu, boşluğa yeterli miktarda metal alüminyum suyu akışı ihtiyacını karşılamak için düzgün bir geçişe sahiptir, tamamen kaynaşmış bir haldedir ve hiçbir yerde ölü bölge bırakmaz (üst kalıbın arkasındaki boş bıçak 2 ila 2,5 mm'yi geçmez). Ekstrüzyon kalıbının iyileştirmeden önceki ve sonraki yapısının karşılaştırması Şekil 5'te gösterilmiştir.
(3) İşleme detaylarının iyileştirilmesine dikkat edin. Köprü konumu cilalanmış ve düzgün bir şekilde bağlanmış, üst ve alt kalıp çalışma bantları düzleştirilmiş, deformasyon direnci azaltılmış ve düzensiz deformasyonu azaltmak için metal akışı iyileştirilmiştir. Kaba taneler ve kaynak gibi sorunları etkili bir şekilde bastırabilir, böylece kaburga çıkış konumu ve köprü kökünün hızının diğer parçalarla senkronize olmasını sağlar ve alüminyum profil yüzeyindeki kaba tane kaynağı gibi yüzey sorunlarını makul ve bilimsel bir şekilde bastırır. Kalıp drenaj iyileştirmesinden önceki ve sonraki karşılaştırma Şekil 6'da gösterilmiştir.
3 Ekstrüzyon işlemi
Elektrikli araçlar için 6063-T6 alüminyum alaşımı için, bölünmüş kalıbın ekstrüzyon oranı 20-80 olarak hesaplanmıştır ve bu alüminyum malzemenin 1800 tonluk makinedeki ekstrüzyon oranı 23'tür; bu da makinenin üretim performansı gereksinimlerini karşılamaktadır. 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) Kalıptan çıkarıldıktan sonra tekrar ısıtma için fırına geri dönmek ve doğrudan ekstrüde etmek yasaktır.
4. Küf onarım önlemleri ve bunların etkinliği
Onlarca kalıp onarımı ve deneme kalıp iyileştirmesinden sonra, 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 bloke etmeyin;
④ İç kaburgalardaki iki erkek kafa arasındaki çalışma bandı 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 azaltın 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 kafanın 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, parlak bir yüzey ve kaba taneler içermeyen ideal bir duruma ulaşır ve bu da EV'ler için alüminyum profillerin yüzeyinde bulunan kaba taneler, kaynak ve diğer kusurların sorunlarını etkili bir şekilde çözer.
(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 taneli yapı ve kaynakla ilgili önemli bir sorun tamamen çözüldü.
(1) Orijinal kalıbın zayıf halkası olan orta kaburga konum çizgisi, rasyonel bir şekilde optimize edildi. İki kafanın ölü bölgeleri ortadan kaldırılarak, akış bloğu düzleştirilerek, kafa ile alt kalıp çalışma bölgesi arasındaki yükseklik farkı azaltılarak ve alt kalıp çalışma bölgesi kısaltılarak, bu tip otomobillerde 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.
Gönderim zamanı: 16-11-2024
