Introduzione
Cù u sviluppu di l'industria automobilistica, u mercatu di e travi d'impattu in lega d'aluminiu cresce ancu rapidamente, ancu s'ellu hè sempre relativamente chjucu in termini di dimensione generale. Sicondu e previsioni di l'Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance per u mercatu cinese di e travi d'impattu in lega d'aluminiu, da u 2025, a dumanda di u mercatu hè stimata à circa 140.000 tunnellate, cù una dimensione di u mercatu prevista per ghjunghje à 4,8 miliardi di RMB. Da u 2030, a dumanda di u mercatu hè prevista à circa 220.000 tunnellate, cù una dimensione di u mercatu stimata di 7,7 miliardi di RMB, è un tassu di crescita annuale cumpostu di circa u 13%. A tendenza di sviluppu di l'alleggerimentu è a rapida crescita di i mudelli di veiculi di fascia media-alta sò fattori impurtanti per u sviluppu di travi d'impattu in lega d'aluminiu in Cina. E prospettive di u mercatu per e scatule di crash di travi d'impattu automobilistiche sò promettenti.
Cù a diminuzione di i costi è l'avanzamentu di a tecnulugia, e barre d'impattu frontali in lega d'aluminiu è e scatule di crash si stanu diffundendu pianu pianu. Attualmente, sò aduprate in mudelli di veiculi di fascia media è alta cum'è Audi A3, Audi A4L, BMW serie 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal è Buick LaCrosse.
E travi d'impattu in lega d'aluminiu sò cumposte principalmente da travi trasversali d'impattu, scatule di crash, piastre di basa di montaggio è maniche di ganci di rimorchio, cum'è mostratu in a Figura 1.
Figura 1: Assemblaggio di trave d'impattu in lega d'aluminiu
A crash box hè una scatula metallica situata trà u fasciu d'impattu è duie travi longitudinali di u veiculu, chì serve essenzialmente cum'è un cuntainer chì assorbe l'energia. Questa energia si riferisce à a forza di l'impattu. Quandu un veiculu subisce una collisione, u fasciu d'impattu hà un certu gradu di capacità d'assorbimentu d'energia. Tuttavia, se l'energia supera a capacità di u fasciu d'impattu, trasferirà l'energia à a crash box. A crash box assorbe tutta a forza d'impattu è si deforma, assicurendu chì e travi longitudinali ùn sianu micca danneggiate.
1 Requisiti di u produttu
1.1 E dimensioni devenu rispettà i requisiti di tolleranza di u disegnu, cum'è mostratu in a Figura 2.
1.3 Requisiti di prestazione meccanica:
Resistenza à a trazione: ≥215 MPa
Forza di rendimentu: ≥205 MPa
Allungamentu A50: ≥10%
1.4 Prestazioni di schiacciamentu di Crash Box:
Lungu l'asse X di u veiculu, aduprendu una superficia di collisione più grande di a sezione trasversale di u pruduttu, caricate à una velocità di 100 mm/min finu à u schiacciamentu, cù una quantità di compressione di 70%. A lunghezza iniziale di u prufilu hè di 300 mm. À a junzione di a nervatura di rinforzu è di u muru esternu, e crepe devenu esse menu di 15 mm per esse cunsiderate accettabili. Ci vole à assicurà chì a crepa permessa ùn comprometta micca a capacità di assorbimentu di energia di schiacciamentu di u prufilu, è ùn ci devenu esse crepe significative in altre zone dopu u schiacciamentu.
2 Approcciu di sviluppu
Per risponde simultaneamente à i requisiti di prestazione meccanica è di prestazione di schiacciamento, l'approcciu di sviluppu hè u seguente:
Aduprate una verga 6063B cù una cumpusizione di lega primaria di Si 0,38-0,41% è Mg 0,53-0,60%.
Eseguite a tempra à l'aria è l'invecchiamentu artificiale per ottene a cundizione T6.
Impiegate a nebbia + l'aria di tempra è realizate un trattamentu di sovrainvecchiamento per ottene a cundizione T7.
3 Pruduzzione Pilota
3.1 Cundizioni d'estrusione
A pruduzzione hè realizata nantu à una pressa d'estrusione di 2000T cù un rapportu d'estrusione di 36. U materiale utilizatu hè una barra d'aluminiu omogeneizzata 6063B. E temperature di riscaldamentu di a barra d'aluminiu sò e seguenti: zona IV 450-III zona 470-II zona 490-1 zona 500. A pressione di rottura di u cilindru principale hè intornu à 210 bar, cù a fase d'estrusione stabile chì hà una pressione d'estrusione vicina à 180 bar. A velocità di l'alberu d'estrusione hè di 2,5 mm/s, è a velocità d'estrusione di u prufilu hè di 5,3 m/min. A temperatura à l'uscita di l'estrusione hè 500-540°C. A tempra hè fatta cù u raffreddamentu à aria cù a putenza di u ventilatore sinistro à 100%, a putenza di u ventilatore mediu à 100%, è a putenza di u ventilatore destro à 50%. A velocità media di raffreddamentu in a zona di tempra righjunghje 300-350°C/min, è a temperatura dopu l'uscita da a zona di tempra hè 60-180°C. Per a tempra à nebbia + aria, a velocità media di raffreddamentu in a zona di riscaldamentu righjunghje 430-480 ° C / min, è a temperatura dopu l'uscita da a zona di tempra hè 50-70 ° C. U prufilu ùn presenta alcuna curvatura significativa.
3.2 Invecchiamento
Dopu à u prucessu d'invecchiamentu T6 à 185 ° C per 6 ore, a durezza è e proprietà meccaniche di u materiale sò e seguenti:
Sicondu u prucessu d'invecchiamentu T7 à 210 ° C per 6 ore è 8 ore, a durezza è e proprietà meccaniche di u materiale sò e seguenti:
Basatu annantu à i dati di prova, u metudu di tempra à nebbia + aria, cumminatu cù u prucessu di invechjamentu à 210 ° C / 6 ore, risponde à i requisiti sia per e prestazioni meccaniche sia per e prove di schiacciamentu. Cunsiderendu l'efficienza in termini di costi, u metudu di tempra à nebbia + aria è u prucessu di invechjamentu à 210 ° C / 6 ore sò stati scelti per a pruduzzione per risponde à i requisiti di u pruduttu.
3.3 Prova di schiacciamentu
Per a seconda è a terza canna, a testa hè tagliata di 1,5 m, è a coda hè tagliata di 1,2 m. Dui campioni sò presi da e sezioni di testa, media è di coda, cù una lunghezza di 300 mm. I testi di schiacciamentu sò realizati dopu l'invecchiamentu à 185 °C / 6 ore è 210 °C / 6 ore è 8 ore (dati di prestazione meccanica cum'è citatu sopra) nantu à una macchina universale per a prova di materiali. I testi sò realizati à una velocità di carica di 100 mm / min cù una quantità di compressione di 70%. I risultati sò i seguenti: per a tempra à nebbia + aria cù i prucessi d'invecchiamentu à 210 °C / 6 ore è 8 ore, i testi di schiacciamentu rispondenu à i requisiti, cum'è mostratu in a Figura 3-2, mentre chì i campioni temprati à l'aria mostranu crepe per tutti i prucessi d'invecchiamentu.
Basatu annantu à i risultati di e prove di schiacciamentu, a tempra à nebbia + aria cù i prucessi d'invecchiamentu à 210 ° C / 6 ore è 8 ore risponde à i requisiti di u cliente.
4 Cunclusione
L'ottimisazione di i prucessi di tempra è d'invecchiamentu hè cruciale per u sviluppu successu di u pruduttu è furnisce una suluzione di prucessu ideale per u pruduttu crash box.
Attraversu testi approfonditi, hè statu determinatu chì u statu di u materiale per u pruduttu crash box deve esse 6063-T7, u metudu di tempra hè u raffreddamentu à nebbia + aria, è u prucessu di invechjamentu à 210 ° C / 6 ore hè a megliu scelta per l'estrusione di barre d'aluminiu cù temperature chì varianu da 480-500 ° C, velocità di l'asta di estrusione di 2,5 mm / s, temperatura di a matrice di estrusione di 480 ° C è temperatura di uscita di l'estrusione di 500-540 ° C.
Editatu da May Jiang da MAT Aluminum
Data di publicazione: 07 di maghju 2024
