Ingurumenaren babesaren kontzientzia gero eta handiagoa denez, mundu osoan energia berrien garapenak eta sustapenak energia-ibilgailuen sustapena eta aplikazioa berehalako bihurtu du. Aldi berean, automobilgintzako materialen garapen arinari, aluminiozko aleazioen aplikazio seguruari eta haien gainazalaren kalitateari, tamainari eta propietate mekanikoei buruzko eskakizunak gero eta handiagoak dira. 1,6 tonako pisua duen ibilgailu elektriko bat adibidetzat hartuta, aluminiozko aleazio materiala 450 kg ingurukoa da, hau da, % 30 inguru. Estrusio-ekoizpen prozesuan agertzen diren gainazaleko akatsek, batez ere barneko eta kanpoko gainazaletako ale lodien arazoek, aluminiozko profilen ekoizpenaren aurrerapena larriki eragiten dute eta haien aplikazioaren garapenaren oztopo bihurtzen dira.
Estrusio-profiletarako, estrusio-trokelen diseinua eta fabrikazioa oso garrantzitsuak dira, beraz, ibilgailu elektrikoen aluminiozko profiletarako trokelen ikerketa eta garapena ezinbestekoa da. Trokelen irtenbide zientifiko eta arrazoizkoak proposatzeak ibilgailu elektrikoen aluminiozko profilen estrusio-tasa kualifikatua eta produktibitatea hobetu ditzake merkatuaren eskaera asetzeko.
1 Produktuen Arauak
(1) Piezen eta osagaien materialek, gainazaleko tratamenduak eta korrosioaren aurkako babesak ETS-01-007 "Aluminiozko Aleaziozko Profil Piezen Baldintza Teknikoak" eta ETS-01-006 "Oxidazio Anodikozko Gainazaleko Tratamendurako Baldintza Teknikoak" araudietako xedapen garrantzitsuekin bat etorri behar dira.
(2) Gainazalaren tratamendua: Oxidazio anodikoa, gainazalak ez du ale lodirik izan behar.
(3) Piezen gainazalak ez du akatsik izan behar, hala nola pitzadurak eta zimurrak. Piezak ez dira kutsatuak oxidatu ondoren.
(4) Produktuaren debekatutako substantziek Q/JL J160001-2017 “Automobilgintzako piezetan eta materialetan debekatutako eta mugatutako substantzien eskakizunak” agiriaren eskakizunak betetzen dituzte.
(5) Errendimendu mekanikoaren eskakizunak: trakzio-erresistentzia ≥ 210 MPa, etekin-erresistentzia ≥ 180 MPa, hausturaren ondorengo luzapena A50 ≥ % 8.
(6) Energia berriko ibilgailuen aluminiozko aleazioen konposizioaren eskakizunak 1. taulan ageri dira.
2 Estrusio-trokelaren egituraren optimizazioa eta analisi konparatiboa Eskala handiko energia-etenaldiak gertatzen dira
(1) 1. irtenbide tradizionala: hau da, aurrealdeko estrusio-trokelaren diseinua hobetzea, 2. irudian erakusten den bezala. Diseinu-ideia konbentzionalaren arabera, irudiko geziak erakusten duen bezala, erdiko saihetsaren posizioa eta mihi azpiko drainatze-posizioa prozesatzen dira, goiko eta beheko drainatzea 20°-tan dago alde batean, eta H15 mm-ko drainatze-altuera erabiltzen da aluminio urtua saihetsaren zatira hornitzeko. Mihi azpiko labana hutsa angelu zuzenean transferitzen da, eta aluminio urtua izkinan geratzen da, eta horrek erraz sortzen ditu eremu hilak aluminio-zeparekin. Ekoizpenaren ondoren, oxidazioaren bidez egiaztatzen da gainazala oso joera handia duela ale lodien arazoetarako.
Molde tradizionalen fabrikazio prozesuari hasierako optimizazio hauek egin zaizkio:
a. Molde honetan oinarrituta, saihetsetara aluminiozko hornidura handitzen saiatu ginen elikatuz.
b. Jatorrizko sakoneran oinarrituta, mihipeko labana hutsaren sakonera sakontzen da, hau da, 5 mm gehitzen zaizkio jatorrizko 15 mm-ri;
c. Hizkuntza azpiko xafla hutsaren zabalera 2 mm handitu da, jatorrizko 14 mm-ko zabalerarekin alderatuta. Optimizazioaren ondorengo benetako irudia 3. irudian ageri da.
Egiaztapen-emaitzek erakusten dute goiko hiru hobekuntza aurreratuen ondoren, oxidazio-tratamenduaren ondoren oraindik ere ale lodiko akatsak daudela profilean eta ez direla arrazoiz konpondu. Horrek erakusten du hobekuntza aurreratuen planak oraindik ere ezin dituela bete ibilgailu elektrikoetarako aluminiozko aleazio materialen ekoizpen-eskakizunak.
(2) 2. Eskema Berria proposatu zen aurretiazko optimizazioan oinarrituta. 2. Eskema Berriaren moldearen diseinua 4. irudian ageri da. "Metalaren fluidotasunaren printzipioaren" eta "erresistentzia txikienaren legearen" arabera, hobetutako automobilgintzako piezen moldeak "atzeko zulo irekia" diseinu-eskema hartzen du. Saihetsaren posizioak eragin zuzenean eragina du eta marruskadura-erresistentzia murrizten du; elikadura-gainazala "lapiko-estalki formakoa" izateko diseinatuta dago eta zubiaren posizioa anplitude mota batean prozesatzen da, helburua marruskadura-erresistentzia murriztea, fusioa hobetzea eta estrusio-presioa murriztea da; zubia ahalik eta gehien hondoratzen da zubiaren behealdean ale lodien arazoa saihesteko, eta zubiaren beheko mihiaren azpiko labana hutsaren zabalera ≤3 mm da; lan-uhalaren eta beheko trokelaren lan-uhalaren arteko urrats-diferentzia ≤1,0 mm da; goiko trokelaren mihiaren azpiko labana hutsa leuna eta uniformeki trantsizionatua da, fluxu-hesirik utzi gabe, eta eratzeko zuloa ahalik eta zuzenen zulatzen da; Erdiko barne-saihetseko bi buruen arteko lan-uhalak ahalik eta laburrena da, oro har, hormaren lodieraren 1,5 eta 2 aldiz arteko balioa hartuz; drainatze-ildaskak trantsizio leuna du barrunbera aluminiozko metalezko ur nahikoa sartzeko baldintza betetzeko, guztiz fusionatutako egoera aurkeztuz eta inongo lekutan gune hilik utziz (goiko trokelaren atzean dagoen labana hutsak ez du 2 eta 2,5 mm baino gehiago). Estrusio-trokelaren egituraren konparaketa hobekuntzaren aurretik eta ondoren 5. irudian ageri da.
(3) Prozesatzeko xehetasunen hobekuntzan arreta jarri. Zubiaren posizioa leundu eta leunki konektatzen da, goiko eta beheko trokelaren lan-uhalak lauak dira, deformazio-erresistentzia murrizten da eta metalaren fluxua hobetzen da deformazio irregularra murrizteko. Horrek eraginkortasunez ezabatzen ditu ale lodiak eta soldadura bezalako arazoak, eta horrela, saihetsen deskarga-posizioa eta zubi-erroaren abiadura beste piezekin sinkronizatuta daudela ziurtatuz, eta aluminiozko profilaren gainazaleko ale lodiko soldadura bezalako gainazaleko arazoak modu arrazoizko eta zientifikoan ezabatzen ditu. Moldearen drainatzearen hobekuntzaren aurreko eta ondorengo konparaketa 6. irudian ageri da.
3 Estrusio prozesua
VEetarako 6063-T6 aluminiozko aleaziorako, zatitutako trokelaren estrusio-erlazioa 20-80 dela kalkulatu da, eta aluminiozko material honen estrusio-erlazioa 1800t-ko makinan 23 da, eta horrek makinaren ekoizpen-errendimenduaren eskakizunak betetzen ditu. Estrusio-prozesua 2. taulan ageri da.
2. taula Ibilgailu elektrikoen bateria-pakete berrien habeak muntatzeko aluminiozko profilen estrusio-ekoizpen prozesua
Estrusioa egiterakoan, arreta jarri puntu hauei:
(1) Debekatuta dago moldeak labe berean berotzea, bestela moldearen tenperatura irregularra izango da eta kristalizazioa erraz gertatuko da.
(2) Estrusio-prozesuan zehar itzaltze anormal bat gertatzen bada, itzaltze-denborak ezin du 3 minutu baino gehiago izan, bestela moldea kendu egin behar da.
(3) Debekatuta dago labera itzultzea berotzeko eta gero, desmoldeatu ondoren, zuzenean estrusatzea.
4. Moldea konpontzeko neurriak eta haien eraginkortasuna
Moldeen konponketa eta hobekuntza proba ugari egin ondoren, moldeen konponketa plan arrazoizkoa proposatzen da.
(1) Egin lehen zuzenketa eta doikuntza jatorrizko moldeari:
① Saiatu zubia ahalik eta gehien hondoratzen, eta zubiaren beheko zabalera ≤3 mm izan behar da;
② Buruko lan-uhalaren eta beheko moldearen lan-uhalaren arteko urrats-diferentzia ≤1.0mm izan behar da;
③ Ez utzi fluxu-blokeorik;
④ Barneko saihetsetan bi buru arren arteko lan-uhala ahalik eta laburrena izan behar da, eta drainatze-zirrikituaren trantsizioa leuna, ahalik eta handiena eta leunena izan behar da;
⑤ Beheko moldearen lan-uhala ahalik eta laburrena izan behar da;
⑥ Ez da eremu hilik utzi behar inongo lekutan (atzeko labana hutsak ez du 2 mm baino gehiago izan behar);
⑦ Konpondu goiko moldea barruko barrunbean ale lodiak dituena, murriztu beheko moldearen lan-uhala eta berdindu fluxu-blokea, edo ez izan fluxu-blokeorik eta laburtu beheko moldearen lan-uhala.
(2) Goiko moldearen molde-aldaketa eta hobekuntza gehiago oinarri hartuta, molde-aldaketa hauek egin dira:
① Ezabatu bi gizonezko buruen gune hilak;
② Kendu fluxu-blokeoa;
③ Buruaren eta beheko trokelaren lan-eremuaren arteko altuera-aldea murriztu;
④ Laburtu beheko trokelaren lan-eremua.
(3) Moldea konpondu eta hobetu ondoren, produktu amaituaren gainazalaren kalitatea egoera idealera iristen da, gainazal distiratsuarekin eta ale lodirik gabe, eta horrek ibilgailu elektrikoetarako aluminiozko profilen gainazalean dauden ale lodien, soldaduraren eta bestelako akatsen arazoak modu eraginkorrean konpontzen ditu.
(4) Estrusio-bolumena hasierako 5 t/egunekotik 15 t/egunekora igo zen, ekoizpen-eraginkortasuna asko hobetuz.
5 Ondorioa
Jatorrizko moldea behin eta berriz optimizatu eta hobetuz, ibilgailu elektrikoetarako aluminiozko profilen gainazaleko ale lodiarekin eta soldadurarekin lotutako arazo nagusi bat guztiz konpondu zen.
(1) Jatorrizko moldearen katebegi ahula, erdiko saihetsaren posizio-lerroa, arrazionalki optimizatu zen. Bi buruen gune hilak ezabatuz, fluxu-blokea berdinduz, buruaren eta beheko trokelaren lan-eremuaren arteko altuera-aldea murriztuz eta beheko trokelaren lan-eremua laburtuz, automobil mota honetan erabiltzen den 6063 aluminiozko aleazioaren gainazaleko akatsak, hala nola ale lodiak eta soldadura, arrakastaz gainditu ziren.
(2) Estrusio-bolumena 5 t/egunekotik 15 t/egunekora igo zen, ekoizpen-eraginkortasuna asko hobetuz.
(3) Estrusio-trokelen diseinu eta fabrikazioaren kasu arrakastatsu hau adierazgarria eta erreferentziazkoa da antzeko profilen ekoizpenean, eta sustatzeko modukoa da.
Argitaratze data: 2024ko azaroaren 16a
