Aféierung
Mat der Entwécklung vun der Automobilindustrie wiisst och de Maart fir Schlagbalken aus Aluminiumlegierungen séier, obwuel nach ëmmer relativ kleng a punkto Gesamtgréisst. Laut der Prognose vun der Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance fir de chinesesche Maart fir Schlagbalken aus Aluminiumlegierungen gëtt d'Maartnofro bis 2025 op ongeféier 140.000 Tonnen geschat, mat enger Maartgréisst vun 4,8 Milliarden RMB. Bis 2030 gëtt d'Maartnofro op ongeféier 220.000 Tonnen virausgesot, mat enger geschätzter Maartgréisst vun 7,7 Milliarden RMB an engem duerchschnëttleche jäerleche Wuesstumsquote vun ongeféier 13%. Den Entwécklungstrend vun der Liichtgewiicht an dat séiert Wuesstum vu mëttleren bis héije Präisklasse Gefiermodeller si wichteg Treibfaktoren fir d'Entwécklung vun Schlagbalken aus Aluminiumlegierungen a China. D'Maartaussichten fir Crashboxen fir Schlagbalken aus Autoen si villverspriechend.
Mat de Réckgänge vun de Käschten an dem Fortschrëtt vun der Technologie gi Frontal-Impact-Balken a Crash-Boxen aus Aluminiumlegierung ëmmer méi verbreet. Aktuell gi se a mëttleren bis héije Präisklasse-Gefierer wéi dem Audi A3, Audi A4L, BMW 3er, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal a Buick LaCrosse benotzt.
Schlagbalken aus Aluminiumlegierung bestinn haaptsächlech aus Schlagquerbalken, Crashboxen, Montagegrondplacken an Zuchhakenhülsen, wéi an der Figur 1 gewisen.
Figur 1: Schlagbalkenbaugrupp aus Aluminiumlegierung
D'Crashbox ass eng Metallkëscht, déi tëscht dem Impaktbalken an zwéi Längsbalken vum Gefier läit a wesentlech als energieabsorbéierende Behälter déngt. Dës Energie bezitt sech op d'Kraaft vum Impakt. Wann e Gefier eng Kollisioun erlieft, huet den Impaktbalken e gewësse Grad un energieabsorbéierender Fäegkeet. Wann d'Energie awer d'Kapazitéit vum Impaktbalken iwwerschreit, gëtt d'Energie un d'Crashbox iwwerdroen. D'Crashbox absorbéiert déi ganz Impaktkraaft a verformt sech selwer, sou datt d'Längsbalken onbeschiedegt bleiwen.
1 Produktufuerderungen
1.1 D'Dimensioune mussen den Toleranzufuerderunge vun der Zeechnung entspriechen, wéi an der Figur 2 gewisen.
1.3 Ufuerderunge fir mechanesch Leeschtung:
Zuchfestigkeit: ≥215 MPa
Streckgrenz: ≥205 MPa
Verlängerung A50: ≥10%
1.4 Leeschtung vun der Crash Box:
Entlaang der X-Achs vum Gefier, mat enger Kollisiounsfläch déi méi grouss ass wéi de Querschnitt vum Produkt, gëtt mat enger Geschwindegkeet vun 100 mm/min bis zum Zesummedrécken belaascht, mat enger Kompressiounsquantitéit vun 70%. Déi initial Längt vum Profil ass 300 mm. Um Kräizungspunkt vun der Verstäerkungsrippe an der Äussewand däerfen d'Rëss manner wéi 15 mm sinn, fir als akzeptabel ze gëllen. Et soll séchergestallt ginn, datt déi erlaabt Rëssbildung d'Zerquetschungskapazitéit vum Profil net beeinträchtigt, an et däerfen no der Zesummedréckung keng bedeitend Rëss an anere Beräicher optrieden.
2 Entwécklungsansatz
Fir gläichzäiteg d'Ufuerderunge vun der mechanescher Leeschtung an der Zerquetschungsleistung ze erfëllen, ass den Entwécklungsusaz wéi follegt:
Benotzt eng 6063B-Stang mat enger Primärlegierungszesummesetzung vu Si 0,38-0,41% a Mg 0,53-0,60%.
Loftläschung an künstlech Alterung duerchféieren, fir den T6-Zoustand z'erreechen.
Benotzt Niwwel + Loftläschung a féiert eng Iwweralterungsbehandlung duerch, fir den T7-Zoustand z'erreechen.
3 Pilotproduktioun
3.1 Extrusiounsbedingungen
D'Produktioun gëtt op enger 2000T Extrusiounspress mat engem Extrusiounsverhältnis vun 36 duerchgefouert. Als Material gëtt eng homogeniséiert Aluminiumstang 6063B benotzt. D'Heiztemperature vun der Aluminiumstang sinn wéi follegt: IV Zon 450-III Zon 470-II Zon 490-1 Zon 500. Den Duerchbrochdrock vum Haaptzylinder ass ongeféier 210 bar, woubäi déi stabil Extrusiounsphase en Extrusiounsdrock no bei 180 bar huet. D'Extrusiounswellgeschwindegkeet ass 2,5 mm/s, an d'Profilextrusiounsgeschwindegkeet ass 5,3 m/min. D'Temperatur um Extrusiounsausgang ass 500-540°C. D'Ofkillung gëtt mat Loftkillung mat der lénkser Ventilatorleistung op 100%, der mëttlerer Ventilatorleistung op 100%, an der rietser Ventilatorleistung op 50% gemaach. Déi duerchschnëttlech Ofkillungsquote an der Ofkillzon erreecht 300-350°C/min, an d'Temperatur nom Verloossen vun der Ofkillzon ass 60-180°C. Fir d'Läschung mat Niwwel a Loft erreecht déi duerchschnëttlech Ofkillungsquote an der Heizzon 430-480°C/min, an d'Temperatur nom Verloossen vun der Läschzon ass 50-70°C. De Profil weist keng bedeitend Biegung op.
3.2 Alterung
Nom T6-Alterungsprozess bei 185°C fir 6 Stonnen sinn d'Häert an d'mechanesch Eegeschafte vum Material wéi follegt:
Nom T7-Alterungsprozess bei 210°C fir 6 Stonnen an 8 Stonnen sinn d'Häert an d'mechanesch Eegeschafte vum Material wéi follegt:
Baséierend op den Testdaten erfëllt d'Niwwel + Loft-Läschmethod, kombinéiert mam 210°C/6h Alterungsprozess, d'Ufuerderunge souwuel fir mechanesch Leeschtung wéi och fir d'Zerquetschungstester. Ënner Berécksiichtegung vun der Käschteeffizienz goufen d'Niwwel + Loft-Läschmethod an den 210°C/6h Alterungsprozess fir d'Produktioun ausgewielt, fir den Ufuerderunge vum Produkt gerecht ze ginn.
3.3 Zerquetschungstest
Fir déi zweet an drëtt Staang gëtt den Kappend ëm 1,5 m an den Heckend ëm 1,2 m ofgeschnidden. Et gi jeeweils zwou Prouwe vum Kapp-, Mëttel- an Heckdeel geholl, mat enger Längt vun 300 mm. D'Zerquetschtester ginn no der Alterung bei 185 °C/6 h an 210 °C/6 h an 8 h (mechanesch Leeschtungsdaten wéi uewe genannt) op enger universeller Materialprüfmaschinn duerchgefouert. D'Tester ginn mat enger Belaaschtungsgeschwindegkeet vun 100 mm/min mat enger Kompressiounsquantitéit vun 70% duerchgefouert. D'Resultater sinn wéi follegt: fir Niwwel + Loftläschung mat den 210 °C/6 h an 8 h Alterungsprozesser erfëllen d'Zerquetschtester d'Ufuerderungen, wéi an der Figur 3-2 gewisen, während d'loftgekillte Prouwe fir all Alterungsprozesser Rëssbildung weisen.
Baséierend op de Resultater vun de Brechtests entsprécht d'Niwwel- + Loftläschung mat den 210°C/6h an 8h Alterungsprozesser den Ufuerderunge vum Client.
4 Conclusioun
D'Optimiséierung vun den Ofkillungs- an Alterungsprozesser ass entscheedend fir déi erfollegräich Entwécklung vum Produkt a bitt eng ideal Prozessléisung fir de Crash-Box-Produkt.
Duerch extensiv Tester gouf festgestallt, datt den Materialzoustand vum Crash-Box-Produkt 6063-T7 soll sinn, d'Ofkillungsmethod Niwwel + Loftkillung ass, an den Alterungsprozess bei 210°C/6h déi bescht Wiel ass fir d'Extrudéierung vun Aluminiumstangen mat Temperaturen tëscht 480-500°C, enger Extrusiounswellgeschwindegkeet vun 2,5 mm/s, enger Extrusiounsformtemperatur vun 480°C an enger Extrusiounsausgangstemperatur vun 500-540°C.
Geännert vum May Jiang vu MAT Aluminum
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07. Mee 2024
