การแนะนำ
ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ ตลาดคานกระแทกอะลูมิเนียมอัลลอยด์จึงเติบโตอย่างรวดเร็วเช่นกัน แม้ว่าโดยรวมแล้วจะยังมีขนาดเล็กก็ตาม จากการคาดการณ์ของ Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance สำหรับตลาดคานกระแทกอะลูมิเนียมอัลลอยด์ในจีน คาดว่าภายในปี 2568 ความต้องการตลาดจะอยู่ที่ประมาณ 140,000 ตัน และคาดว่าจะมีมูลค่าตลาดถึง 4.8 พันล้านหยวน ภายในปี 2573 ความต้องการตลาดคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 220,000 ตัน และคาดว่าจะมีมูลค่าตลาด 7.7 พันล้านหยวน และมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีประมาณ 13% แนวโน้มการพัฒนาของวัสดุน้ำหนักเบาและการเติบโตอย่างรวดเร็วของรถยนต์ระดับกลางถึงระดับสูง เป็นปัจจัยขับเคลื่อนสำคัญต่อการพัฒนาคานกระแทกอะลูมิเนียมอัลลอยด์ในจีน โอกาสทางการตลาดของกล่องกันกระแทกคานกระแทกสำหรับยานยนต์มีแนวโน้มที่ดี
ด้วยต้นทุนที่ลดลงและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี คานกันกระแทกด้านหน้าและกล่องกันกระแทกที่ทำจากอะลูมิเนียมอัลลอยจึงค่อยๆ ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบันมีการใช้ในรถยนต์รุ่นกลางถึงไฮเอนด์ เช่น Audi A3, Audi A4L, BMW ซีรีส์ 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal และ Buick LaCrosse
คานรับแรงกระแทกที่ทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมประกอบด้วยคานขวางรับแรงกระแทก กล่องกันกระแทก แผ่นฐานติดตั้ง และปลอกขอเกี่ยวสำหรับลากจูง ดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1: ชุดคานกระแทกโลหะผสมอลูมิเนียม
กล่องกันกระแทก (Crash Box) คือกล่องโลหะที่ตั้งอยู่ระหว่างคานรับแรงกระแทกและคานตามยาวสองอันของรถยนต์ โดยทำหน้าที่เป็นภาชนะดูดซับพลังงาน พลังงานนี้หมายถึงแรงกระแทก เมื่อรถยนต์เกิดการชน คานรับแรงกระแทกจะมีความสามารถในการดูดซับพลังงานในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม หากพลังงานเกินกว่าขีดจำกัดของคานรับแรงกระแทก มันจะถ่ายโอนพลังงานไปยังกล่องกันกระแทก กล่องกันกระแทกจะดูดซับแรงกระแทกทั้งหมดและเปลี่ยนรูปตัวเอง ทำให้มั่นใจได้ว่าคานตามยาวจะไม่เสียหาย
1 ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์
1.1 ขนาดต้องยึดตามข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนของรูปวาด ดังที่แสดงในรูปที่ 2
1.3 ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกล:
ความแข็งแรงแรงดึง: ≥215 MPa
ความแข็งแรงการยอมจำนน: ≥205 MPa
การยืดตัว A50: ≥10%
1.4 ประสิทธิภาพการบดของ Crash Box:
ตามแนวแกน X ของยานพาหนะ ใช้พื้นผิวการชนที่มีขนาดใหญ่กว่าหน้าตัดของผลิตภัณฑ์ โหลดด้วยความเร็ว 100 มม./นาที จนกระทั่งเกิดการบดอัด โดยมีปริมาณการบีบอัด 70% ความยาวเริ่มต้นของโปรไฟล์คือ 300 มม. ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างซี่โครงเสริมแรงและผนังด้านนอก รอยแตกร้าวควรมีขนาดไม่เกิน 15 มม. จึงจะถือว่ายอมรับได้ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ารอยแตกร้าวที่ยอมรับได้นั้นไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการดูดซับพลังงานจากการบดอัดของโปรไฟล์ และไม่ควรมีรอยแตกร้าวขนาดใหญ่ในบริเวณอื่นๆ หลังจากการบดอัด
2 แนวทางการพัฒนา
เพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพเชิงกลและประสิทธิภาพการบดในเวลาเดียวกัน แนวทางการพัฒนามีดังนี้:
ใช้แท่งเหล็ก 6063B ที่มีส่วนผสมของโลหะผสมหลักคือ Si 0.38-0.41% และ Mg 0.53-0.60%
ดำเนินการดับอากาศและการทำให้เสื่อมสภาพเทียมเพื่อให้ได้สภาวะ T6
ใช้การพ่นหมอกและอากาศและทำการบำบัดเป็นเวลานานเพื่อให้ได้สภาพ T7
3 การผลิตนำร่อง
3.1 เงื่อนไขการอัดรีด
การผลิตดำเนินการบนเครื่องอัดรีด 2000T ที่มีอัตราการอัดรีด 36 วัสดุที่ใช้คือแท่งอลูมิเนียม 6063B ที่ผ่านการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน อุณหภูมิในการให้ความร้อนของแท่งอลูมิเนียมมีดังนี้: โซน IV 450-III โซน 470-II โซน 490-1 โซน 500 แรงดันทะลุของกระบอกสูบหลักอยู่ที่ประมาณ 210 บาร์ โดยเฟสการอัดรีดที่เสถียรจะมีแรงดันการอัดรีดอยู่ที่ประมาณ 180 บาร์ ความเร็วเพลาอัดรีดอยู่ที่ 2.5 มม./วินาที และความเร็วการอัดรีดโปรไฟล์อยู่ที่ 5.3 ม./นาที อุณหภูมิที่ทางออกของการอัดรีดอยู่ที่ 500-540°C การชุบแข็งทำได้โดยใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ โดยพัดลมด้านซ้ายทำงานที่ 100% พัดลมตรงกลางทำงานที่ 100% และพัดลมด้านขวาทำงานที่ 50% อัตราการทำความเย็นเฉลี่ยภายในโซนดับอยู่ที่ 300-350°C/นาที และอุณหภูมิหลังออกจากโซนดับอยู่ที่ 60-180°C สำหรับการดับด้วยหมอกและอากาศ อัตราการทำความเย็นเฉลี่ยภายในโซนทำความร้อนอยู่ที่ 430-480°C/นาที และอุณหภูมิหลังออกจากโซนดับอยู่ที่ 50-70°C โปรไฟล์ไม่มีการดัดงออย่างมีนัยสำคัญ
3.2 การแก่ชรา
หลังจากผ่านกระบวนการทำให้เก่า T6 ที่อุณหภูมิ 185°C เป็นเวลา 6 ชั่วโมง ความแข็งและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุจะเป็นดังนี้:
ตามกระบวนการบ่ม T7 ที่อุณหภูมิ 210°C เป็นเวลา 6 ชั่วโมงและ 8 ชั่วโมง ความแข็งและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุเป็นดังนี้:
จากข้อมูลการทดสอบ วิธีการดับด้วยหมอกและอากาศ ร่วมกับกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมง ตรงตามข้อกำหนดทั้งด้านประสิทธิภาพเชิงกลและการทดสอบการบด เมื่อพิจารณาถึงความคุ้มค่าทางต้นทุน จึงเลือกใช้วิธีการดับด้วยหมอกและอากาศและกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมง ในการผลิตเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์
3.3 การทดสอบการบด
สำหรับแท่งที่สองและสาม ส่วนหัวถูกตัดออก 1.5 เมตร และส่วนท้ายถูกตัดออก 1.2 เมตร ตัวอย่างสองชิ้นถูกเก็บจากส่วนหัว ส่วนกลาง และส่วนท้าย โดยมีความยาว 300 มิลลิเมตร การทดสอบการบดจะดำเนินการหลังจากการบ่มที่อุณหภูมิ 185°C/6 ชั่วโมง และ 210°C/6 ชั่วโมง และ 8 ชั่วโมง (ข้อมูลประสิทธิภาพเชิงกลตามที่กล่าวไว้ข้างต้น) บนเครื่องทดสอบวัสดุอเนกประสงค์ การทดสอบดำเนินการที่ความเร็วในการโหลด 100 มิลลิเมตรต่อนาที โดยมีปริมาณการบีบอัด 70% ผลการทดสอบมีดังนี้: สำหรับกระบวนการดับด้วยหมอกและอากาศด้วยกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมง และ 8 ชั่วโมง การทดสอบการบดเป็นไปตามข้อกำหนดดังแสดงในรูปที่ 3-2 ในขณะที่ตัวอย่างที่ผ่านการดับด้วยอากาศจะเกิดรอยแตกร้าวในทุกกระบวนการบ่ม
จากผลการทดสอบการบด การดับหมอกและอากาศด้วยกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมงและ 8 ชั่วโมง ตอบสนองความต้องการของลูกค้า
4 บทสรุป
การเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการดับและการบ่มเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ประสบความสำเร็จและยังมอบโซลูชันกระบวนการที่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ Crash Box อีกด้วย
จากการทดสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วน พบว่าสถานะวัสดุสำหรับผลิตภัณฑ์ Crash Box ควรเป็น 6063-T7 วิธีการดับคือการพ่นหมอก + การระบายความร้อนด้วยอากาศ และกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิ 210°C/6 ชั่วโมง ถือเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการอัดแท่งอลูมิเนียมที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ 480-500°C ความเร็วเพลาอัดรีด 2.5 มม./วินาที อุณหภูมิแม่พิมพ์อัดรีด 480°C และอุณหภูมิทางออกของอัดรีด 500-540°C
แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum
เวลาโพสต์: 07 พ.ค. 2567
