Với nhận thức ngày càng tăng về bảo vệ môi trường, sự phát triển và vận động năng lượng mới trên toàn thế giới đã khiến việc thúc đẩy và ứng dụng các phương tiện sử dụng năng lượng trở nên sắp xảy ra. Đồng thời, các yêu cầu về phát triển vật liệu ô tô nhẹ, ứng dụng an toàn của hợp kim nhôm cũng như chất lượng bề mặt, kích thước và tính chất cơ học của chúng ngày càng cao hơn. Lấy một chiếc xe điện có trọng lượng xe 1,6t làm ví dụ, chất liệu hợp kim nhôm nặng khoảng 450kg, chiếm khoảng 30%. Các khuyết tật bề mặt xuất hiện trong quá trình sản xuất đùn, đặc biệt là vấn đề hạt thô trên bề mặt bên trong và bên ngoài, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tiến độ sản xuất nhôm định hình và trở thành nút thắt trong quá trình phát triển ứng dụng của chúng.
Đối với profile ép đùn, việc thiết kế và chế tạo khuôn ép đùn là vô cùng quan trọng, vì vậy việc nghiên cứu và phát triển khuôn mẫu cho profile nhôm EV là bắt buộc. Đề xuất các giải pháp khuôn khoa học và hợp lý có thể nâng cao hơn nữa tỷ lệ đạt tiêu chuẩn và năng suất ép đùn của cấu hình nhôm EV để đáp ứng nhu cầu thị trường.
1 Tiêu chuẩn sản phẩm
(1) Vật liệu, xử lý bề mặt và chống ăn mòn của các bộ phận và bộ phận phải tuân thủ các quy định liên quan của ETS-01-007 “Yêu cầu kỹ thuật đối với các bộ phận định hình hợp kim nhôm” và ETS-01-006 “Yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt oxy hóa anốt Sự đối đãi".
(2) Xử lý bề mặt: Oxy hóa anốt, bề mặt không được có các hạt thô.
(3) Bề mặt của các bộ phận không được phép có các khuyết tật như vết nứt và nếp nhăn. Các bộ phận không được phép bị ô nhiễm sau quá trình oxy hóa.
(4) Các chất bị cấm trong sản phẩm đáp ứng các yêu cầu của Q/JL J160001-2017 “Yêu cầu đối với các chất bị cấm và bị hạn chế trong các bộ phận và vật liệu ô tô”.
(5) Yêu cầu về tính năng cơ học: độ bền kéo ≥ 210 MPa, cường độ chảy ≥ 180 MPa, độ giãn dài sau khi đứt A50 ≥ 8%.
(6) Các yêu cầu về thành phần hợp kim nhôm cho xe sử dụng năng lượng mới được trình bày trong Bảng 1.
2 Tối ưu hóa và phân tích so sánh cấu trúc khuôn ép đùn Xảy ra tình trạng cắt điện quy mô lớn
(1) Giải pháp truyền thống 1: tức là cải tiến thiết kế khuôn ép đùn phía trước, như trong Hình 2. Theo ý tưởng thiết kế thông thường, như được minh họa bằng mũi tên trong hình, vị trí xương sườn giữa và vị trí thoát nước dưới lưỡi là được xử lý, hệ thống thoát nước trên và dưới là 20 ° ở một bên và chiều cao thoát nước H15 mm được sử dụng để cung cấp nhôm nóng chảy cho phần sườn. Con dao rỗng đặt dưới lưỡi được chuyển theo một góc vuông, nhôm nóng chảy vẫn còn ở góc, dễ tạo ra vùng chết bằng xỉ nhôm. Sau khi sản xuất, người ta xác minh bằng quá trình oxy hóa rằng bề mặt rất dễ xảy ra các vấn đề về hạt thô.
Những tối ưu hóa sơ bộ sau đây đã được thực hiện cho quy trình sản xuất khuôn truyền thống:
Một. Dựa trên khuôn này, chúng tôi đã cố gắng tăng lượng nhôm cung cấp cho sườn bằng cách cho ăn.
b. Trên cơ sở độ sâu ban đầu, độ sâu của dao trống dưới lưỡi được đào sâu hơn, nghĩa là thêm 5mm vào 15mm ban đầu;
c. Chiều rộng của lưỡi trống dưới lưỡi được mở rộng thêm 2mm dựa trên 14mm ban đầu. Hình ảnh thực tế sau khi tối ưu được thể hiện trên Hình 3.
Kết quả xác minh cho thấy sau ba lần cải tiến sơ bộ trên, các khuyết tật hạt thô vẫn tồn tại trên các biên dạng sau khi xử lý oxy hóa và chưa được giải quyết một cách hợp lý. Điều này cho thấy kế hoạch cải tiến sơ bộ vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu sản xuất vật liệu hợp kim nhôm cho xe điện.
(2) Đề án mới 2 được đề xuất trên cơ sở tối ưu hóa sơ bộ. Thiết kế khuôn của Sơ đồ mới 2 được thể hiện trong Hình 4. Theo “nguyên lý lưu động của kim loại” và “định luật điện trở tối thiểu”, khuôn phụ tùng ô tô cải tiến áp dụng sơ đồ thiết kế “lỗ sau mở”. Vị trí gân có vai trò tác động trực tiếp và làm giảm lực cản ma sát; bề mặt cấp liệu được thiết kế theo dạng “hình nắp nồi” và vị trí cầu được xử lý thành loại biên độ, mục đích là giảm lực cản ma sát, cải thiện phản ứng tổng hợp và giảm áp suất đùn; cầu bị trũng càng nhiều càng tốt để ngăn chặn vấn đề hạt thô ở đáy cầu và chiều rộng của dao trống dưới lưỡi của đáy cầu là 3mm; chênh lệch bước giữa đai làm việc và đai làm việc của khuôn dưới là .01,0mm; con dao trống dưới lưỡi khuôn phía trên trơn tru và chuyển tiếp đồng đều, không để lại rào cản dòng chảy, và lỗ tạo hình được đục lỗ càng trực tiếp càng tốt; đai làm việc giữa hai đầu ở gân trong giữa càng ngắn càng tốt, thường lấy giá trị từ 1,5 đến 2 lần chiều dày thành; rãnh thoát nước có sự chuyển tiếp suôn sẻ để đáp ứng yêu cầu đủ nước nhôm kim loại chảy vào khoang, thể hiện trạng thái hợp nhất hoàn toàn và không để lại vùng chết ở bất kỳ nơi nào (dao trống phía sau khuôn trên không vượt quá 2 đến 2,5mm ). So sánh cấu trúc khuôn ép đùn trước và sau khi cải tiến được thể hiện trên Hình 5.
(3) Chú ý đến việc cải thiện các chi tiết xử lý. Vị trí cầu được đánh bóng và kết nối trơn tru, đai làm việc trên và dưới phẳng, khả năng chống biến dạng giảm và dòng chảy kim loại được cải thiện để giảm biến dạng không đồng đều. Nó có thể ngăn chặn hiệu quả các vấn đề như hạt thô và mối hàn, từ đó đảm bảo vị trí phóng điện của sườn và tốc độ của chân cầu được đồng bộ hóa với các bộ phận khác, đồng thời ngăn chặn các vấn đề bề mặt như hàn hạt thô trên bề mặt nhôm một cách hợp lý và khoa học. hồ sơ . So sánh trước và sau khi cải thiện hệ thống thoát nước khuôn được thể hiện trên Hình 6.
3 Quá trình đùn
Đối với hợp kim nhôm 6063-T6 dành cho xe điện, tỷ lệ đùn của khuôn chia được tính là 20-80 và tỷ lệ đùn của vật liệu nhôm này trong máy 1800 tấn là 23, đáp ứng yêu cầu về hiệu suất sản xuất của máy. Quá trình ép đùn được thể hiện trong Bảng 2.
Bảng 2 Quy trình sản xuất đùn các cấu hình nhôm để lắp dầm của bộ pin EV mới
Hãy chú ý đến những điểm sau khi ép đùn:
(1) Cấm làm nóng các khuôn trong cùng một lò, nếu không nhiệt độ khuôn sẽ không đồng đều và dễ dàng kết tinh.
(2) Nếu xảy ra tình trạng tắt máy bất thường trong quá trình ép đùn, thời gian tắt máy không được vượt quá 3 phút, nếu không thì phải loại bỏ khuôn.
(3) Cấm quay trở lại lò để gia nhiệt và sau đó đùn trực tiếp sau khi tháo khuôn.
4. Các biện pháp sửa chữa khuôn và hiệu quả của chúng
Sau hàng chục lần sửa chữa khuôn và cải tiến khuôn thử nghiệm, kế hoạch sửa chữa khuôn hợp lý sau đây được đề xuất.
(1) Thực hiện chỉnh sửa và điều chỉnh lần đầu cho khuôn ban đầu:
① Cố gắng nhấn chìm cầu càng nhiều càng tốt và chiều rộng của đáy cầu phải 3mm;
② Chênh lệch bước giữa đai làm việc của đầu và đai làm việc của khuôn dưới phải là .01,0mm;
③ Không để lại khối dòng chảy;
④ Đai làm việc giữa hai đầu nam ở gân trong phải càng ngắn càng tốt, phần chuyển tiếp của rãnh thoát nước phải trơn tru, càng lớn và càng mịn càng tốt;
⑤ Đai làm việc của khuôn dưới phải càng ngắn càng tốt;
⑥ Không được để lại vùng chết ở bất kỳ nơi nào (dao rỗng phía sau không được vượt quá 2mm);
⑦ Sửa chữa khuôn trên có hạt thô ở khoang bên trong, giảm đai làm việc của khuôn dưới và làm phẳng khối dòng chảy, hoặc không có khối dòng chảy và rút ngắn đai làm việc của khuôn dưới.
(2) Dựa trên việc sửa đổi và cải tiến khuôn tiếp theo của khuôn trên, các sửa đổi khuôn sau đây được thực hiện:
① Loại bỏ vùng chết của hai đầu nam;
② Cạo khối dòng chảy;
③ Giảm chênh lệch chiều cao giữa đầu và vùng làm việc dưới khuôn;
④ Rút ngắn vùng làm việc của khuôn dưới.
(3) Sau khi khuôn được sửa chữa và cải tiến, chất lượng bề mặt của thành phẩm đạt đến trạng thái lý tưởng, bề mặt sáng và không có hạt thô, giúp giải quyết hiệu quả các vấn đề về hạt thô, hàn và các khuyết tật khác tồn tại trên bề mặt hồ sơ nhôm cho xe điện.
(4) Khối lượng ép đùn tăng từ 5 tấn/ngày ban đầu lên 15 tấn/ngày, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.
5 Kết luận
Bằng cách liên tục tối ưu hóa và cải tiến khuôn ban đầu, vấn đề lớn liên quan đến hạt thô trên bề mặt và hàn các cấu hình nhôm cho xe điện đã được giải quyết hoàn toàn.
(1) Đường liên kết yếu của khuôn ban đầu, đường vị trí gân giữa đã được tối ưu hóa hợp lý. Bằng cách loại bỏ các vùng chết của hai đầu, làm phẳng khối dòng chảy, giảm chênh lệch chiều cao giữa đầu và vùng làm việc của khuôn dưới, đồng thời rút ngắn vùng làm việc của khuôn dưới, các khuyết tật bề mặt của hợp kim nhôm 6063 được sử dụng trong loại này ô tô, chẳng hạn như ngũ cốc thô và hàn, đã được khắc phục thành công.
(2) Khối lượng ép đùn tăng từ 5 tấn/ngày lên 15 tấn/ngày, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.
(3) Trường hợp thành công về thiết kế và sản xuất khuôn ép đùn này là điển hình và có thể tham khảo trong quá trình sản xuất các cấu hình tương tự và đáng được quảng bá.
Thời gian đăng: 16-11-2024
