ملخص: من خلال عشرات اختبارات الإنتاج، وعلى أساس الابتكار والتحسين في تصميم وتصنيع القوالب السابقة، تم بنجاح إنتاج سلسلة من مركبات الطاقة الجديدة ملامح الألمنيوم المبثوقة، والتي حققت مادة مركبات الطاقة الجديدة بدون عيوب الحبيبات الخشنة من الداخل والخارج، وحسنت بشكل كبير إنتاجية وعائد البثق، ولبّت بشكل أفضل متطلبات جودة مواد مركبات الطاقة الجديدة لإنتاج المؤسسة.
مقدمة
مع تعزيز الوعي البيئي، فإن تطوير والدعوة إلى الطاقة الجديدة في جميع أنحاء العالم يجعل تعزيز وتطبيق مركبات الطاقة الجديدة أمرًا وشيكًا. وفي الوقت نفسه، تزداد أيضًا متطلبات التطوير الخفيف الوزن لمواد السيارات، والتطبيق الآمن لسبائك الألومنيوم، وجودتها السطحية، وحجمها، وخصائصها الميكانيكية [1]. على سبيل المثال، أخذ مركبة طاقة جديدة بوزن 1.6 طن، تبلغ مادة سبائك الألومنيوم حوالي 450 كجم، أي ما يعادل حوالي 30٪. تؤثر العيوب السطحية في عملية إنتاج البثق، وخاصة مشاكل الحبيبات الخشنة على الأسطح الداخلية والخارجية، بشكل خطير على تقدم إنتاج ملامح الألمنيوم لمركبات الطاقة الجديدة، وتصبح عنق الزجاجة لتطبيقها وتطويرها.
بالنسبة لملامح البثق، فإن تصميم وتصنيع قوالب البثق هي الأكثر أهمية، لذا فإن البحث والتطوير في ملامح الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة أمر لا بد منه. اقتراح حلول قوالب علمية ومعقولة، من أجل زيادة تحسين المعدل المؤهل لملامح الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة وإنتاجية البثق، من أجل تلبية طلب السوق.
في الوقت الحاضر، لا يمكن لعملية تصميم وتصنيع قوالب البثق التقليدية تلبية متطلبات إنتاج ملامح الألومنيوم المؤهلة لمركبات الطاقة الجديدة، ولا يزال تطوير القالب في السوق المحلية في مهده [2]. بعد عشرات الاختبارات، طورت الشركة سلسلة من مواد الطاقة الجديدة. تقدم هذه الورقة أحد حلول قوالب بثق الألومنيوم لحزمة بطارية مركبة الطاقة الجديدة التي تم تطويرها وإنتاجها بكميات كبيرة بنجاح، والتي يمكن استخدامها كمرجع.
1 ميزات المنتج
(1) يجب تنفيذ مواد الأجزاء والمعالجة السطحية ومكافحة التعفن وفقًا للأحكام ذات الصلة في معايير ETS-01-007 "المتطلبات الفنية لأجزاء سبائك الألومنيوم" و ETS-01-006 "المتطلبات الفنية للمعالجة السطحية بالأكسدة".
(2) المعالجة السطحية: الأكسدة، لا يمكن أن يكون للسطح حبيبات خشنة.
(3) لا يُسمح بوجود تشققات أو تجاعيد أو عيوب أخرى على سطح الأجزاء. لا يُسمح بتلوث الأجزاء المؤكسدة.
(4) المواد المحظورة للمنتج تفي بمتطلبات Q/JL J160001-2017 "متطلبات المواد المحظورة والمقيدة لأجزاء ومواد السيارات".
(5) متطلبات الخصائص الميكانيكية: قوة الشد ≥ 210 ميجا باسكال، قوة الخضوع ≥ 180 ميجا باسكال، استطالة بعد الكسر A50 ≥ 8%.
(6) تظهر متطلبات تكوين سبائك الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة في الجدول 1.
يظهر حجم مكون شعاع تركيب حزمة البطارية من ملحقات مركبات الطاقة الجديدة في الشكل 1.
2 التحسين والتحليل المقارن لهيكل قالب البثق يحدث تقييد الطاقة على نطاق واسع
(1) المخطط التقليدي 1#، أي تصميم قالب البثق قبل التحسين، يظهر في الشكل 2. وفقًا لفكرة التصميم التقليدية، كما هو موضح بالأسهم في الشكل، موضع الضلع المتوسط، والتصريف أسفل اللسان، والتصريف العلوي والسفلي أحادي الجانب 20 درجة، ويوفر ارتفاع التصريف H15 مم مياه الألومنيوم للضلع، والزاوية اليمنى للسكين الفارغ أسفل اللسان مفرطة، ومياه الألومنيوم المتبقية في الزاوية، والتي تكون عرضة لوجود خبث الألومنيوم في المنطقة الميتة، والسطح عرضة للغاية لمشكلة الحبيبات الخشنة بعد التحقق من الأكسدة [1].
يتم إجراء التحسين الأولي التالي على مخطط عملية تصنيع القوالب التقليدية: 1 على أساس هذا القالب، حاول زيادة إمداد الألومنيوم للضلع؛ 2 تعميق عمق السكين الفارغ أسفل اللسان على الأساس الأصلي، أي زيادة 5 مم على الأصل 15 مم؛ 3 توسيع عرض السكين الفارغ أسفل اللسان بمقدار 2 مم على أساس الأصل 14 مم. تظهر الصورة المادية بعد التحسين في الشكل 3.
تظهر نتائج التحقق أنه بعد التحسينات الأولية الثلاثة المذكورة أعلاه، لا تزال عيوب الحبيبات الخشنة موجودة بعد معالجة الأكسدة للملف، والتي لم يتم حلها بشكل معقول، مما يشير إلى أن خطة التحسين الأولية قبل هذا الوقت لا تزال غير قادرة على تلبية متطلبات إنتاج مواد سبائك الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة.
(2) اقتراح مخطط جديد 2 على أساس التحسين الأولي. يظهر تصميم القالب للمخطط الجديد 2# في الشكل 4. وفقًا لـ "مبدأ سيولة المعدن" و "قانون الحد الأدنى للمقاومة" [2]، يعتمد قالب قطع غيار السيارات المحسن 2# مخطط تصميم "الفتحة الخلفية المفتوحة"، يلعب موضع الضلع دورًا مباشرًا في التأثير، مما يقلل من مقاومة الاحتكاك؛ تم تصميم سطح التغذية على شكل "مرجل"، تتم معالجة الجسر في نوع السعة، بهدف تقليل مقاومة الاحتكاك، وتحسين درجة الاندماج، وتقليل ضغط البثق؛ حاول غرق الجسر لمنع مشاكل الحبيبات الخشنة في الجزء السفلي من الجسر، وعرض السكين الفارغ أسفل لسان الجسر هو ≤ 3 مم؛ فرق الخطوة بين حزام العمل للرأس الذكري وحزام العمل للقالب السفلي هو ≤ 1.0 مم؛ السكين الفارغ أسفل لسان القالب العلوي ناعم وموحد، دون ترك كتلة تدفق، حاول الدخول مباشرة إلى فتحة التشكيل؛ حزام العمل بين الرأسين الذكريين في الضلع الداخلي الأوسط قصير قدر الإمكان، والذي يكون بشكل عام 1.5 ~ 2 ضعف سمك الجدار؛ أخدود التصريف أملس، والذي يلبي احتياجات تدفق مياه الألومنيوم المعدني الكافي إلى التجويف، والذي يتم دمجه بالكامل، ولا تترك أي منطقة ميتة في كل مكان [3] (السكين الفارغ بعد القالب العلوي لا يزيد عن 2 ~ 2.5 مم). يظهر هيكل قالب البثق قبل وبعد التحسين في الشكل 5.
(3) الانتباه إلى تحسين تفاصيل المعالجة. يتم تلميع الجسر وتوصيله بسلاسة، وحزام العمل العلوي والسفلي للقالب أملس، ويتم تقليل مقاومة التشوه، ويتم تحسين تدفق المعدن لتقليل التشوه غير المتكافئ، ويمكن قمع مشاكل البلورات الخشنة واللحام بشكل فعال، وذلك لضمان موضع تفريغ التعزيز وسرعة جذر الجسر متزامنة مع الأجزاء الأخرى، ويتم قمع المشاكل السطحية مثل لحام البلورات الخشنة على سطح ملف الألومنيوم بشكل معقول وعلمي. يظهر مقارنة تصريف القالب قبل وبعد التحسين في الشكل 6.
3 عملية البثق
بالنسبة لسبائك الألومنيوم 6063-T6 لمركبات الطاقة الجديدة، وفقًا لحساب نسبة البثق لقالب التحويل عند 20 ~ 80، فإن نسبة البثق لهذا الألومنيوم المبثوق بواسطة آلة 1800 طن هي 23، والتي تلبي متطلبات أداء إنتاج الآلة [4]. تظهر عملية البثق في الجدول 2.
عند البثق، انتبه إلى النقاط التالية [5]:
(1) يحظر تكديس القوالب في نفس الفرن (1) يحظر تكديس القوالب في نفس الفرن، وإلا فإنه سيؤدي إلى درجة حرارة قالب غير متساوية وسهولة التبلور.
(2) إذا حدث توقف غير طبيعي أثناء البثق، فلا يجب أن تتجاوز مدة التوقف 3 دقائق، وإلا يجب تفريغ القالب.
(3) يحظر (3) يحظر التسخين والبثق مباشرة بعد فك القالب.
4 تدابير التعديل والآثار
بعد العشرات من إصلاح القوالب وتحسين اختبار القوالب، يتم اقتراح مخطط إصلاح القوالب المعقول التالي.
(1) تعديل وضبط القالب الأصلي 1#: 1 غرق الجسر قدر الإمكان، وعرض قاع الجسر ≤ 3 مم؛ 2 فرق الخطوة بين حزام العمل للرأس الذكري وحزام العمل للقالب السفلي ≤ 1.0 مم؛ 3 لا تترك كتلة التدفق؛ 4 حزام العمل بين الرأسين الذكريين في الضلع الداخلي قصير قدر الإمكان، وأخدود التصريف أملس، وكبير وسلس قدر الإمكان؛ 5 حزام العمل للقالب السفلي قصير قدر الإمكان؛ 6 لا تترك أي منطقة ميتة في كل مكان (لا يزيد عن 2 مم للسكين الفارغ الخلفي)؛ 7 يقوم البلورات الخشنة للتجويف الداخلي بإصلاح القالب العلوي، وتقلل البلورات الخشنة للسطح الخارجي من حزام العمل للقالب السفلي وتسطح كتلة التدفق، أو لا تترك كتلة التدفق، وتقليل حزام العمل للقالب السفلي [6].
(2) على أساس المزيد من التعديل والتحسين للقالب 1# أعلاه، يتم تعديل القالب 2# على النحو التالي: 1 القضاء على المنطقة الميتة للرأسين الذكريين؛ 2 تسوية كتلة التدفق؛ 3 تقليل السقوط بين الرأس الذكري وحزام العمل للقالب السفلي؛ 4 تقليل حزام العمل للقالب السفلي.
(3) بعد تعديل وتحسين القالب، تصل الجودة السطحية للمنتج النهائي إلى حالة مثالية، مع سطح لامع ولا توجد حبيبات خشنة، مما يحل بشكل ممتاز مشاكل الحبيبات الخشنة وعيوب اللحام على سطح ملامح الألومنيوم للطاقة الجديدة هذه.
(4) تمت زيادة قدرة البثق من 5 طن/يوم إلى 15 طن/يوم، وتم تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير.
تظهر المقارنة قبل وبعد التحسين في الشكل 7.
5 الخلاصة
من خلال التحسين والتحسين المتكرر للقالب الأصلي، تم حل مشكلة الحبيبات الخشنة واللحام على سطح ملامح الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة تمامًا.
(1) تم تحسين الحلقة الضعيفة للقالب الأصلي - خط موضع الضلع الأوسط بشكل معقول. من خلال القضاء على المنطقة الميتة للبروزين، وتسوية كتلة التدفق، وتقليل السقوط بين البروز وحزام العمل للقالب السفلي، وتقصير حزام العمل للقالب السفلي وتدابير التحسين الأخرى، تم التغلب بنجاح على العيوب السطحية مثل الحبيبات الخشنة واللحام لسبائك الألومنيوم 6063 المستخدمة في هذه المركبات.
(2) تمت زيادة قدرة البثق من 5 طن/يوم إلى 15 طن/يوم، وتم تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير.
(3) هذه الحالة الناجحة لتصميم وتصنيع قوالب البثق تمثيلية ومرجعية في إنتاج نفس النوع من المواد، وتستحق الترويج لها.
(www.profiles-aluminum.com; sales@profiles-aluminum.com).
