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 öngörülmektedir. 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 koruma kutuları giderek yaygınlaşıyor. 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 ve üst sınıf 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
Çarpma kutusu, çarpma kirişi ile aracın iki uzunlamasına kirişi arasında bulunan ve esasen enerji emici bir kap görevi gören metal bir kutudur. Bu enerji, çarpma kuvvetini ifade eder. Bir araç çarpışma yaşadığında, çarpma kirişi belirli bir enerji emme kapasitesine sahiptir. Ancak, enerji çarpma kirişinin kapasitesini aşarsa, enerjiyi çarpma kutusuna aktarır. Çarpma kutusu tüm çarpma kuvvetini emer ve kendini deforme ederek uzunlamasına kirişlerin hasar görmemesini sağlar.
1 Ürün Gereksinimleri
1.1 Boyutlar, Şekil 2'de gösterildiği gibi çizimin tolerans gereksinimlerine 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 kesitinden daha büyük bir çarpışma yüzeyi kullanılarak, ezilene kadar 100 mm/dk hızla ve %70 sıkıştırma oranıyla yükleme yapılmalıdır. Profilin başlangıç uzunluğu 300 mm'dir. Donatı nervürü ile dış duvarın birleşim noktasındaki çatlakların kabul edilebilir olarak kabul edilebilmesi için 15 mm'den az olması gerekir. İzin verilen çatlakların profilin ezilme enerjisi emme kapasitesini etkilememesi ve ezilme sonrası diğer bölgelerde önemli çatlaklar oluşmaması sağlanmalıdır.
2 Geliştirme Yaklaşımı
Mekanik performans ve kırma performansı gereksinimlerini aynı anda karşılamak için geliştirme yaklaşımı aşağıdaki gibidir:
Si %0,38-0,41 ve Mg %0,53-0,60 birincil alaşım bileşimine sahip 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. Malzeme olarak homojenize alüminyum çubuk 6063B kullanılmaktadır. 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 fazında ekstrüzyon basıncı 180 bara yakındır. Ekstrüzyon şaft hızı 2,5 mm/sn 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 gerçekleştirilir. Söndürme bölgesindeki ortalama soğuma hızı 300-350°C/dak'ya ulaşırken, söndürme bölgesinden çıktıktan sonraki sıcaklık 60-180°C'dir. Sis + hava söndürmede ise, ısıtma bölgesindeki ortalama soğuma hızı 430-480°C/dak'ya ulaşırken, söndürme bölgesinden çıktıktan sonraki sıcaklık 50-70°C'dir. Profilde belirgin bir bükülme görülmemektedir.
3.2 Yaşlanma
185°C'de 6 saat T6 yaşlandırma işlemi uygulanarak elde edilen 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 prosesiyle birleştirilmiş sis + hava söndürme yöntemi, hem mekanik performans hem de kırma testi gerekliliklerini karşılamaktadır. Maliyet etkinliği göz önünde bulundurularak, ürünün gerekliliklerini karşılamak üzere sis + hava söndürme yöntemi ve 210°C/6 saat yaşlandırma prosesi 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) yaşlandırma sonrasında kırma testleri gerçekleştirilir. Testler, %70 sıkıştırma miktarı ile 100 mm/dakika yükleme hızında gerçekleştirilir. Sonuçlar şu şekildedir: 210°C/6 saat ve 8 saatlik yaşlandırma prosesleri ile sis + hava söndürme için kırma testleri, Şekil 3-2'de gösterildiği gibi gereksinimleri karşılarken, hava söndürmeli numuneler tüm yaşlandırma proseslerinde çatlama sergiler.
Kırma testi sonuçlarına göre, 210°C/6 saat ve 8 saat yaşlandırma prosesleri ile sis + hava söndürme müşteri gereksinimlerini karşılamaktadır.
4 Sonuç
Ürünün başarılı bir şekilde geliştirilmesi için söndürme ve yaşlandırma proseslerinin optimizasyonu çok önemlidir ve çarpışma kutusu ürünü için ideal bir proses çözümü sağlar.
Kapsamlı testler sonucunda, çarpışma kutusu ürününün 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, 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
Gönderim zamanı: 07 Mayıs 2024
