Phát triển các cấu hình ép đùn hộp nhôm cho dầm tác động ô tô

1.2 Trạng thái vật liệu: 6063-T6

1.3 Yêu cầu về hiệu suất cơ học:

Độ bền kéo: ≥215 MPa

Sức mạnh năng suất: ≥205 MPa

Độ giãn dài A50: ≥10%

1.4 Hiệu suất nghiền hộp sự cố:

Dọc theo trục X của xe, sử dụng bề mặt va chạm lớn hơn tiết diện của sản phẩm, tải với tốc độ 100 mm/phút cho đến khi bị bẹp, với lượng nén 70%. Chiều dài ban đầu của hồ sơ là 300 mm. Tại điểm nối của gân cốt thép và thành ngoài, các vết nứt phải nhỏ hơn 15 mm mới được coi là chấp nhận được. Cần đảm bảo rằng vết nứt cho phép không làm ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ năng lượng nghiền của cấu hình và không có vết nứt đáng kể ở các khu vực khác sau khi nghiền.

2 Phương pháp phát triển

Để đáp ứng đồng thời các yêu cầu về hiệu suất cơ học và hiệu suất nghiền, phương pháp phát triển như sau:

Sử dụng thanh 6063B có thành phần hợp kim chính là Si 0,38-0,41% và Mg 0,53-0,60%.

Thực hiện làm nguội bằng không khí và lão hóa nhân tạo để đạt được điều kiện T6.

Sử dụng phun sương + làm nguội bằng không khí và tiến hành xử lý lão hóa quá mức để đạt được trạng thái T7.

3 Sản xuất thử nghiệm

3.1 Điều kiện đùn

Việc sản xuất được thực hiện trên máy ép đùn 2000T với tỷ lệ ép đùn là 36. Vật liệu được sử dụng là thanh nhôm đồng nhất 6063B. Nhiệt độ gia nhiệt của thanh nhôm như sau: IV vùng 450-III vùng 470-II vùng 490-1 vùng 500. Áp suất đột phá của xi lanh chính là khoảng 210 bar, với giai đoạn đùn ổn định có áp suất đùn gần 180 bar . Tốc độ trục đùn là 2,5 mm/s và tốc độ đùn hồ sơ là 5,3 m/phút. Nhiệt độ ở đầu ra đùn là 500-540°C. Quá trình làm nguội được thực hiện bằng cách sử dụng làm mát không khí với công suất quạt bên trái là 100%, công suất quạt giữa là 100% và công suất quạt bên phải là 50%. Tốc độ làm mát trung bình trong vùng làm nguội đạt 300-350°C/phút và nhiệt độ sau khi ra khỏi vùng làm nguội là 60-180°C. Đối với làm nguội bằng sương mù + không khí, tốc độ làm mát trung bình trong vùng làm nóng đạt 430-480°C/phút và nhiệt độ sau khi ra khỏi vùng làm nguội là 50-70°C. Hồ sơ thể hiện không có sự uốn cong đáng kể.

3.2 Lão hóa

Sau quá trình lão hóa T6 ở 185°C trong 6 giờ, độ cứng và tính chất cơ học của vật liệu như sau:

Theo quy trình lão hóa T7 ở 210°C trong 6 giờ và 8 giờ, độ cứng và tính chất cơ học của vật liệu như sau:

Dựa trên dữ liệu thử nghiệm, phương pháp làm nguội bằng sương mù + không khí, kết hợp với quy trình lão hóa ở 210°C/6 giờ, đáp ứng các yêu cầu về cả hiệu suất cơ học và thử nghiệm nghiền. Xét đến hiệu quả chi phí, phương pháp làm nguội bằng sương mù + không khí và quy trình lão hóa 210°C/6h đã được lựa chọn để sản xuất nhằm đáp ứng yêu cầu của sản phẩm.

3.3 Thử nghiệm nghiền

Thanh thứ hai và thứ ba cắt đầu 1,5m, cắt đầu đuôi 1,2m. Hai mẫu được lấy từ các phần đầu, giữa và đuôi, có chiều dài 300 mm. Các thử nghiệm nghiền được tiến hành sau khi lão hóa ở 185°C/6h và 210°C/6h và 8h (dữ liệu hiệu suất cơ học như đã đề cập ở trên) trên máy thử nghiệm vật liệu đa năng. Các thử nghiệm được tiến hành ở tốc độ tải 100 mm/phút với mức nén là 70%. Kết quả như sau: đối với quá trình làm nguội bằng sương mù + không khí với quy trình lão hóa 210°C/6h và 8 giờ, các thử nghiệm nghiền đáp ứng các yêu cầu, như trong Hình 3-2, trong khi các mẫu được làm nguội bằng không khí có biểu hiện nứt cho tất cả các quy trình lão hóa .

Dựa trên kết quả thử nghiệm nghiền, làm nguội bằng sương mù + không khí với quy trình lão hóa 210°C/6h và 8h đáp ứng yêu cầu của khách hàng.

4 Kết luận

Việc tối ưu hóa quá trình làm nguội và lão hóa là rất quan trọng để phát triển thành công sản phẩm và cung cấp giải pháp xử lý lý tưởng cho sản phẩm hộp va chạm.

Thông qua thử nghiệm rộng rãi, người ta đã xác định rằng trạng thái vật liệu của sản phẩm hộp va chạm phải là 6063-T7, phương pháp làm nguội là phun sương + làm mát bằng không khí và quá trình lão hóa ở 210°C/6h là lựa chọn tốt nhất để ép đùn thanh nhôm với nhiệt độ dao động từ 480-500°C, tốc độ trục đùn 2,5 mm/s, nhiệt độ khuôn đùn 480°C và nhiệt độ đầu ra đùn 500-540°C.

Được chỉnh sửa bởi May Jiang từ MAT Aluminium