מָבוֹא
עם התפתחות תעשיית הרכב, גם שוק קורות ההשפעה מסגסוגת אלומיניום גדל במהירות, אם כי עדיין קטן יחסית בגודל הכללי. על פי התחזית של חברת Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance לשוק קורות ההשפעה של סגסוגת אלומיניום בסין, עד 2025, הביקוש בשוק מוערך בסביבות 140,000 טון, כאשר גודל השוק צפוי להגיע ל-4.8 מיליארד יואן. עד 2030, הביקוש בשוק צפוי להיות כ-220,000 טון, עם גודל שוק מוערך של 7.7 מיליארד יואן, וקצב צמיחה שנתי מורכב של כ-13%. מגמת הפיתוח של קל משקל והצמיחה המהירה של דגמי רכבים בינוניים עד גבוהים הם גורמים מניעים חשובים לפיתוח קורות השפעה מסגסוגת אלומיניום בסין. סיכויי השוק עבור קופסאות תאונות תאונות של קרן פגיעה ברכב מבטיחות.
ככל שהעלויות יורדות והטכנולוגיה מתקדמת, קורות פגיעה קדמיות מסגסוגת אלומיניום ותיבות ריסוק הופכות נפוצות יותר בהדרגה. נכון לעכשיו, הם משמשים בדגמי רכבים בינוניים עד גבוהים כגון אודי A3, Audi A4L, BMW 3 series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal, and Buick LaCrosse.
קורות פגיעה מסגסוגת אלומיניום מורכבות בעיקר מקורות פגיעה, קופסאות התרסקות, לוחות בסיס להרכבה ושרוולי וו גרירה, כפי שמוצג באיור 1.
איור 1: מכלול קורות השפעה מסגסוגת אלומיניום
תיבת הריסוק היא קופסת מתכת הממוקמת בין אלומת הפגיעה ושתי קורות אורכיות של הרכב, המשמשת בעצם כמיכל סופג אנרגיה. אנרגיה זו מתייחסת לכוח ההשפעה. כאשר רכב חווה התנגשות, לקרן הפגיעה יש מידה מסוימת של יכולת ספיגת אנרגיה. עם זאת, אם האנרגיה עולה על הקיבולת של קרן ההשפעה, היא תעביר את האנרגיה לקופסת ההתרסקות. תיבת ההתרסקות סופגת את כל כוח הפגיעה ומעוותת את עצמה, ומבטיחה שהקורות האורכיות נשארות ללא נזק.
1 דרישות המוצר
1.1 המידות חייבות לעמוד בדרישות הסובלנות של השרטוט, כפי שמוצג באיור 2.
1.3 דרישות ביצועים מכניות:
חוזק מתיחה: ≥215 MPa
חוזק תפוקה: ≥205 MPa
התארכות A50: ≥10%
1.4 ביצועי ריסוק תיבת התרסקות:
לאורך ציר ה-X של הרכב, תוך שימוש במשטח התנגשות גדול מחתך המוצר, עומס במהירות של 100 מ"מ לדקה עד לריסוק, בכמות דחיסה של 70%. האורך הראשוני של הפרופיל הוא 300 מ"מ. במפגש בין הצלע המחזקת לדופן החיצונית, הסדקים צריכים להיות פחות מ-15 מ"מ כדי להיחשב קבילים. יש לוודא שהסדק המותר אינו פוגע ביכולת ספיגת אנרגיית הריסוק של הפרופיל, ולא יהיו סדקים משמעותיים באזורים אחרים לאחר הריסוק.
2 גישת פיתוח
כדי לעמוד בו זמנית בדרישות של ביצועים מכניים וביצועי ריסוק, גישת הפיתוח היא כדלקמן:
השתמש במוט 6063B עם הרכב סגסוגת ראשונית של Si 0.38-0.41% ו-Mg 0.53-0.60%.
בצע כיבוי אוויר והזדקנות מלאכותית כדי להשיג את מצב ה-T6.
השתמש בערפל + מרווה אוויר וערוך טיפול הזדקנות יתר כדי להשיג את מצב T7.
3 ייצור פיילוט
3.1 תנאי אקסטרוזיה
הייצור מתבצע על מכבש אקסטרוזיה 2000T עם יחס אקסטרוזיה של 36. החומר המשמש הוא מוט אלומיניום הומוגני 6063B. טמפרטורות החימום של מוט האלומיניום הן כדלקמן: אזור IV 450-III אזור 470-II אזור 490-1 אזור 500. לחץ הפריצה של הגליל הראשי הוא בסביבות 210 בר, כאשר לשלב האקסטרוזיה היציב לחץ שחול קרוב ל-180 בר . מהירות פיר השחול היא 2.5 מ"מ/שניה, ומהירות שחול הפרופיל היא 5.3 מ"מ/דקה. הטמפרטורה ביציאת האקסטרוזיה היא 500-540 מעלות צלזיוס. הכיבוי נעשה באמצעות קירור אוויר עם הספק המאוורר השמאלי ב-100%, הספק המאוורר האמצעי ב-100%, והספק המאוורר הימני ב-50%. קצב הקירור הממוצע בתוך אזור ההמרה מגיע ל-300-350 מעלות צלזיוס לדקה, והטמפרטורה לאחר היציאה מאזור ההמרה היא 60-180 מעלות צלזיוס. עבור כיבוי ערפל + אוויר, קצב הקירור הממוצע בתוך אזור החימום מגיע ל-430-480 מעלות צלזיוס לדקה, והטמפרטורה לאחר היציאה מאזור ההמרה היא 50-70 מעלות צלזיוס. הפרופיל אינו מפגין כיפוף משמעותי.
3.2 הזדקנות
לאחר תהליך היישון T6 ב-185 מעלות צלזיוס למשך 6 שעות, קשיות החומר ותכונותיו המכניות הן כדלקמן:
על פי תהליך היישון T7 ב-210 מעלות צלזיוס למשך 6 שעות ו-8 שעות, קשיות החומר ותכונותיו המכניות הן כדלקמן:
בהתבסס על נתוני הבדיקה, שיטת כיבוי ערפל + אוויר, בשילוב עם תהליך היישון של 210°C/6h, עומדת בדרישות הן לביצועים מכניים והן לבדיקת ריסוק. בהתחשב בעלות-תועלת, שיטת מרווה הערפל + אוויר ותהליך היישון 210°C/6h נבחרו לייצור כדי לעמוד בדרישות המוצר.
3.3 מבחן ריסוק
עבור המוט השני והשלישי, קצה הראש נחתך ב-1.5 מ', וקצה הזנב נחתך ב-1.2 מ'. שתי דגימות כל אחת נלקחות מחלקי הראש, האמצע והזנב, באורך של 300 מ"מ. בדיקות ריסוק מבוצעות לאחר יישון ב-185°C/6h ו-210°C/6h ו-8h (נתוני ביצועים מכניים כאמור לעיל) במכונת בדיקת חומרים אוניברסלית. הבדיקות מתבצעות במהירות טעינה של 100 מ"מ לדקה עם כמות דחיסה של 70%. התוצאות הן כדלקמן: עבור כיבוי ערפל + אוויר עם תהליכי היישון של 210°C/6h ו-8h, מבחני הריסוק עומדים בדרישות, כפי שמוצג באיור 3-2, בעוד שהדגימות המרובות באוויר מציגות פיצוח עבור כל תהליכי ההזדקנות .
בהתבסס על תוצאות בדיקת הריסוק, כיבוי ערפל + אוויר עם תהליכי היישון של 210°C/6h ו-8h עומדים בדרישות הלקוח.
4 מסקנה
האופטימיזציה של תהליכי כיבוי והזדקנות חיונית לפיתוח מוצלח של המוצר ונותנת פתרון תהליך אידיאלי למוצר התריסות.
באמצעות בדיקות מקיפות, נקבע שמצב החומר למוצר תיבת הריסוק צריך להיות 6063-T7, שיטת ההמרה היא ערפל + קירור אוויר, ותהליך היישון ב-210°C/6h הוא הבחירה הטובה ביותר להחלפת מוטות אלומיניום עם טמפרטורות הנעות בין 480-500 מעלות צלזיוס, מהירות פיר שחול של 2.5 מ"מ/שניה, טמפרטורת שחול של 480 מעלות צלזיוס וטמפרטורת יציאה של שחול של 500-540 מעלות צלזיוס.
עריכה מאי ג'יאנג מ-MAT Aluminium
זמן פרסום: מאי-07-2024
