giriiş
Otomotiv endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, alüminyum alaşımlı darbe kirişleri pazarı da genel olarak nispeten küçük olsa da hızla büyüyor. Otomotiv Hafif Teknoloji İnovasyon İttifakı'nın Çin alüminyum alaşımlı darbe kirişi pazarı için tahminine göre, 2025 yılına kadar pazar talebinin yaklaşık 140.000 ton olması ve pazar büyüklüğünün 4,8 milyar RMB'ye ulaşması bekleniyor. 2030 yılına kadar pazar talebinin yaklaşık 220.000 ton olması, pazar büyüklüğünün 7,7 milyar RMB ve yaklaşık %13'lük bir bileşik yıllık büyüme oranı olması öngörülüyor. Hafifletmenin gelişme eğilimi ve orta ila üst düzey araç modellerinin hızlı büyümesi, Çin'de alüminyum alaşımlı darbe kirişlerinin geliştirilmesi için önemli itici faktörlerdir. Otomotiv darbe kirişi çarpma kutuları için pazar beklentileri umut vericidir.
Maliyetler düştükçe ve teknoloji ilerledikçe, alüminyum alaşımlı ön darbe kirişleri ve çarpışma kutuları giderek daha yaygın hale geliyor. Şu anda Audi A3, Audi A4L, BMW 3 serisi, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal ve Buick LaCrosse gibi orta ila üst düzey araç modellerinde kullanılıyorlar.
Alüminyum alaşımlı darbe kirişleri, Şekil 1'de görüldüğü gibi, esas olarak darbe kirişleri, çarpma kutuları, montaj taban plakaları ve çekme kancası kovanlarından oluşur.
Şekil 1: Alüminyum Alaşımlı Darbe Kirişi Tertibatı
Çarpışma kutusu, çarpma kirişi ile aracın iki uzunlamasına kirişi arasında bulunan ve esasen enerji emen bir kap görevi gören metal bir kutudur. Bu enerji, çarpma kuvvetine atıfta bulunur. Bir araç çarpışma yaşadığında, çarpma kirişi belirli bir derecede enerji emme kapasitesine sahiptir. Ancak, enerji çarpma kirişinin kapasitesini aşarsa, enerjiyi çarpma kutusuna aktarır. Çarpışma kutusu tüm çarpma kuvvetini emer ve kendini deforme ederek uzunlamasına kirişlerin hasarsız kalmasını sağlar.
1 Ürün Gereksinimleri
1.1 Boyutlar, Şekil 2'de gösterildiği gibi çizimin tolerans şartlarına uygun olmalıdır.
1.3 Mekanik Performans Gereksinimleri:
Çekme Dayanımı: ≥215 MPa
Akma Dayanımı: ≥205 MPa
Uzama A50: ≥%10
1.4 Crash Box Ezme Performansı:
Aracın X ekseni boyunca, ürünün kesit alanından daha büyük bir çarpışma yüzeyi kullanılarak, ezilmeye kadar 100 mm/dakika hızında, %70 sıkıştırma miktarıyla yüklenir. Profilin başlangıç uzunluğu 300 mm'dir. Takviye kaburgası ile dış duvarın birleşim noktasında, çatlakların kabul edilebilir olarak kabul edilebilmesi için 15 mm'den az olması gerekir. İzin verilen çatlakların profilin ezilme enerjisi emme kapasitesini tehlikeye atmamasına dikkat edilmeli ve ezilmeden sonra diğer alanlarda önemli çatlaklar olmamalıdır.
2 Geliştirme Yaklaşımı
Mekanik performans ve kırma performansı gereksinimlerini aynı anda karşılamak için geliştirme yaklaşımı aşağıdaki gibidir:
Birincil alaşım bileşimi %0,38-0,41 Si ve %0,53-0,60 Mg olan 6063B çubuk kullanın.
T6 durumuna ulaşmak için hava söndürme ve yapay yaşlandırma uygulayın.
T7 durumuna ulaşmak için sis + hava söndürme uygulayın ve aşırı yaşlandırma tedavisi uygulayın.
3 Pilot Üretim
3.1 Ekstrüzyon Koşulları
Üretim, 36 ekstrüzyon oranına sahip 2000T ekstrüzyon presinde gerçekleştirilmektedir. Kullanılan malzeme homojenize alüminyum çubuk 6063B'dir. Alüminyum çubuğun ısıtma sıcaklıkları şu şekildedir: IV bölge 450-III bölge 470-II bölge 490-1 bölge 500. Ana silindirin atılım basıncı yaklaşık 210 bar olup, kararlı ekstrüzyon fazı 180 bara yakın bir ekstrüzyon basıncına sahiptir. Ekstrüzyon şaft hızı 2,5 mm/s ve profil ekstrüzyon hızı 5,3 m/dak'dır. Ekstrüzyon çıkışındaki sıcaklık 500-540°C'dir. Söndürme, sol fan gücü %100, orta fan gücü %100 ve sağ fan gücü %50 olacak şekilde hava soğutması kullanılarak yapılır. Söndürme bölgesi içindeki ortalama soğutma hızı 300-350°C/dk'ya ulaşır ve söndürme bölgesinden çıktıktan sonraki sıcaklık 60-180°C'dir. Sis + hava söndürme için, ısıtma bölgesi içindeki ortalama soğutma hızı 430-480°C/dk'ya ulaşır ve söndürme bölgesinden çıktıktan sonraki sıcaklık 50-70°C'dir. Profil önemli bir bükülme göstermez.
3.2 Yaşlanma
185°C'de 6 saat T6 yaşlandırma işlemine tabi tutulan malzemenin sertlik ve mekanik özellikleri şu şekildedir:
210°C’de 6 saat ve 8 saat T7 yaşlandırma işlemine göre malzemenin sertlik ve mekanik özellikleri şu şekildedir:
Test verilerine göre, 210°C/6 saat yaşlandırma işlemiyle birleştirilmiş sis + hava söndürme yöntemi, hem mekanik performans hem de ezme testi gereksinimlerini karşılamaktadır. Maliyet etkinliği göz önünde bulundurularak, sis + hava söndürme yöntemi ve 210°C/6 saat yaşlandırma işlemi, ürünün gereksinimlerini karşılamak için üretim için seçilmiştir.
3.3 Kırma Testi
İkinci ve üçüncü çubuklar için baş ucu 1,5 m, kuyruk ucu ise 1,2 m kesilir. Baş, orta ve kuyruk bölümlerinden her birinden 300 mm uzunluğunda ikişer numune alınır. Üniversal malzeme test makinesinde 185°C/6 saat ve 210°C/6 saat ve 8 saatte (mekanik performans verileri yukarıda belirtildiği gibidir) yaşlanma sonrasında ezme testleri gerçekleştirilir. Testler 100 mm/dakika yükleme hızında ve %70 sıkıştırma miktarında gerçekleştirilir. Sonuçlar şu şekildedir: 210°C/6 saat ve 8 saat yaşlanma süreçleri ile sis + hava söndürme için, ezme testleri Şekil 3-2'de gösterildiği gibi gereksinimleri karşılarken, hava söndürülmüş numuneler tüm yaşlanma süreçleri için çatlama sergiler.
Kırma testi sonuçlarına göre, 210°C/6h ve 8h yaşlandırma prosesleri ile sis + hava söndürme müşteri gereksinimlerini karşılamaktadır.
4 Sonuç
Ürünün başarılı bir şekilde geliştirilmesi için söndürme ve yaşlandırma proseslerinin optimizasyonu büyük önem taşımakta olup, crash box ürünü için ideal proses çözümü sağlamaktadır.
Kapsamlı testler sonucunda, çarpışma kutusu ürünü için malzeme durumunun 6063-T7 olması, söndürme yönteminin sis + hava soğutması olması ve 210°C/6h'de yaşlandırma işleminin, 480-500°C sıcaklık aralığında alüminyum çubukların ekstrüzyonu için en iyi seçim olması gerektiği, ekstrüzyon şaft hızının 2,5 mm/s, ekstrüzyon kalıp sıcaklığının 480°C ve ekstrüzyon çıkış sıcaklığının 500-540°C olması gerektiği belirlenmiştir.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderi zamanı: May-07-2024
