การแนะนำ
ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ ตลาดคานกระแทกอลูมิเนียมอัลลอยด์ก็เติบโตอย่างรวดเร็วเช่นกัน แม้ว่าขนาดโดยรวมจะยังค่อนข้างเล็กก็ตาม ตามการคาดการณ์โดย Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance สำหรับตลาดคานกระแทกโลหะผสมอลูมิเนียมของจีน ภายในปี 2568 ความต้องการของตลาดคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 140,000 ตัน โดยมีขนาดตลาดคาดว่าจะสูงถึง 4.8 พันล้านหยวน ภายในปี 2573 ความต้องการของตลาดคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 220,000 ตัน โดยมีขนาดตลาดประมาณ 7.7 พันล้านหยวน และมีอัตราการเติบโตต่อปีประมาณ 13% แนวโน้มการพัฒนาของวัสดุน้ำหนักเบาและการเติบโตอย่างรวดเร็วของรถยนต์รุ่นกลางถึงระดับสูงเป็นปัจจัยผลักดันที่สำคัญสำหรับการพัฒนาคานกระแทกโลหะผสมอลูมิเนียมในประเทศจีน แนวโน้มของตลาดสำหรับกล่องชนคานกระแทกของยานยนต์มีแนวโน้มที่ดี
เมื่อต้นทุนลดลงและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี คานกันกระแทกด้านหน้าและกล่องกันกระแทกอะลูมิเนียมอัลลอยด์ก็ค่อยๆ แพร่หลายมากขึ้น ปัจจุบันมีการใช้ในรถยนต์ระดับกลางถึงระดับสูง เช่น Audi A3, Audi A4L, BMW 3 series, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal และ Buick LaCrosse
คานกระแทกอลูมิเนียมอัลลอยด์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคานขวางกระแทก กล่องกันกระแทก แผ่นฐานยึด และปลอกตะขอลากจูง ดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1: ชุดประกอบคานกระแทกอลูมิเนียมอัลลอยด์
กล่องชนเป็นกล่องโลหะที่ตั้งอยู่ระหว่างคานกระแทกกับคานยาวสองคานของตัวรถ โดยพื้นฐานแล้วทำหน้าที่เป็นภาชนะดูดซับพลังงาน พลังงานนี้หมายถึงแรงกระแทก เมื่อยานพาหนะเกิดการชน ลำแสงกระแทกจะมีความสามารถในการดูดซับพลังงานในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตามหากพลังงานเกินความจุของลำแสงกระแทก ก็จะถ่ายโอนพลังงานไปยังกล่องกันกระแทก กล่องชนจะดูดซับแรงกระแทกทั้งหมดและทำให้ตัวเองเสียรูป ทำให้มั่นใจได้ว่าคานตามยาวจะไม่ได้รับความเสียหาย
1 ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์
1.1 ขนาดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนของภาพวาด ดังแสดงในรูปที่ 2
1.3 ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางกล:
ความต้านแรงดึง: ≥215 MPa
ความแข็งแรงของผลผลิต: ≥205 MPa
การยืดตัว A50: ≥10%
1.4 ประสิทธิภาพการบดกล่องชน:
ตามแนวแกน X ของยานพาหนะ โดยใช้พื้นผิวการชนที่มีขนาดใหญ่กว่าหน้าตัดของผลิตภัณฑ์ ให้รับน้ำหนักที่ความเร็ว 100 มม./นาที จนเกิดการชน ด้วยปริมาณแรงอัด 70% ความยาวเริ่มต้นของโปรไฟล์คือ 300 มม. บริเวณรอยต่อของโครงเสริมแรงกับผนังด้านนอก รอยแตกร้าวควรมีขนาดน้อยกว่า 15 มม. จึงจะถือว่ายอมรับได้ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าการแตกร้าวที่ได้รับอนุญาตนั้นไม่กระทบต่อความสามารถในการดูดซับพลังงานในการบดของโปรไฟล์ และไม่ควรเกิดรอยแตกที่มีนัยสำคัญในพื้นที่อื่นๆ หลังจากการบด
2 แนวทางการพัฒนา
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางกลและประสิทธิภาพการบดในเวลาเดียวกัน แนวทางการพัฒนาจึงเป็นดังนี้:
ใช้แท่ง 6063B ที่มีองค์ประกอบโลหะผสมหลักคือ Si 0.38-0.41% และ Mg 0.53-0.60%
ดำเนินการดับอากาศและชะลออายุเทียมเพื่อให้ได้สภาวะ T6
ใช้หมอก + การดับด้วยอากาศ และดำเนินการบำบัดเกินอายุเพื่อให้ได้สภาวะ T7
3 การผลิตนำร่อง
3.1 เงื่อนไขการอัดขึ้นรูป
การผลิตดำเนินการโดยใช้เครื่องอัดรีด 2000T โดยมีอัตราการอัดขึ้นรูป 36 วัสดุที่ใช้คือแท่งอะลูมิเนียมที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน 6063B อุณหภูมิการทำความร้อนของแท่งอะลูมิเนียมมีดังนี้: IV โซน 450-III โซน 470-II โซน 490-1 โซน 500 แรงดันทะลุผ่านของกระบอกสูบหลักอยู่ที่ประมาณ 210 บาร์ โดยมีเฟสการอัดขึ้นรูปที่มั่นคงซึ่งมีแรงดันการอัดรีดใกล้เคียงกับ 180 บาร์ . ความเร็วเพลาการอัดขึ้นรูปคือ 2.5 มม./วินาที และความเร็วการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์คือ 5.3 ม./นาที อุณหภูมิที่ทางออกของการอัดขึ้นรูปคือ 500-540°C การดับทำได้โดยใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศด้วยกำลังพัดลมซ้าย 100% พัดลมกลาง 100% และพัดลมขวา 50% อัตราการทำความเย็นเฉลี่ยภายในโซนดับอยู่ที่ 300-350°C/นาที และอุณหภูมิหลังจากออกจากโซนดับคือ 60-180°C สำหรับการดับหมอก + อากาศ อัตราการทำความเย็นโดยเฉลี่ยภายในโซนทำความร้อนจะอยู่ที่ 430-480°C/นาที และอุณหภูมิหลังจากออกจากโซนดับคือ 50-70°C โปรไฟล์ไม่มีการโค้งงออย่างมีนัยสำคัญ
3.2 การแก่ชรา
หลังจากกระบวนการชราภาพ T6 ที่อุณหภูมิ 185°C เป็นเวลา 6 ชั่วโมง ความแข็งและคุณสมบัติทางกลของวัสดุจะเป็นดังนี้:
ตามกระบวนการชราภาพ T7 ที่อุณหภูมิ 210°C เป็นเวลา 6 ชั่วโมง และ 8 ชั่วโมง ความแข็งและคุณสมบัติทางกลของวัสดุมีดังนี้:
จากข้อมูลการทดสอบ วิธีการพ่นหมอก + อากาศ รวมกับกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมง ตรงตามข้อกำหนดสำหรับทั้งประสิทธิภาพทางกลและการทดสอบการบดอัด เมื่อพิจารณาถึงความคุ้มค่า จึงได้เลือกวิธีการพ่นหมอก + อากาศ และกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมงสำหรับการผลิตเพื่อให้ตรงตามความต้องการของผลิตภัณฑ์
3.3 การทดสอบการบด
สำหรับแท่งที่สองและสาม ส่วนหัวถูกตัดออก 1.5 ม. และส่วนท้ายถูกตัดออก 1.2 ม. เก็บตัวอย่าง 2 ตัวอย่างจากส่วนหัว กลาง และส่วนท้าย โดยแต่ละตัวอย่างมีความยาว 300 มม. การทดสอบการบดจะดำเนินการหลังจากการบ่มที่อุณหภูมิ 185°C/6 ชั่วโมง และ 210°C/6 ชั่วโมง และ 8 ชั่วโมง (ข้อมูลประสิทธิภาพทางกลดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น) บนเครื่องทดสอบวัสดุอเนกประสงค์ การทดสอบดำเนินการที่ความเร็วในการโหลด 100 มม./นาที ด้วยปริมาณแรงอัด 70% ผลลัพธ์มีดังนี้: สำหรับการดับหมอก + อากาศด้วยกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมง และ 8 ชั่วโมง การทดสอบการบดจะเป็นไปตามข้อกำหนด ดังแสดงในรูปที่ 3-2 ในขณะที่ตัวอย่างที่ดับด้วยอากาศจะแสดงการแตกร้าวสำหรับกระบวนการชราภาพทั้งหมด .
จากผลการทดสอบการบด การพ่นหมอก + อากาศด้วยกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชม. และ 8 ชม. ตรงตามความต้องการของลูกค้า
4 บทสรุป
การปรับกระบวนการชุบแข็งและการเสื่อมสภาพให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้ประสบความสำเร็จ และมอบโซลูชันกระบวนการในอุดมคติสำหรับผลิตภัณฑ์ Crash Box
ผ่านการทดสอบอย่างกว้างขวาง พบว่าสถานะของวัสดุสำหรับผลิตภัณฑ์ Crash Box ควรเป็น 6063-T7 วิธีการชุบแข็งคือหมอก + การระบายความร้อนด้วยอากาศ และกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชม. เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการอัดแท่งอะลูมิเนียม โดยมีอุณหภูมิตั้งแต่ 480-500°C ความเร็วเพลาการอัดขึ้นรูป 2.5 มม./วินาที อุณหภูมิแม่พิมพ์การอัดขึ้นรูป 480°C และอุณหภูมิทางออกของการอัดขึ้นรูป 500-540°C
เรียบเรียงโดย May Jiang จาก MAT Aluminium
เวลาโพสต์: May-07-2024
