شرح عملي لحلول مشاكل مثل الحبوب الخشنة على السطح وصعوبة لحام مقاطع الألمنيوم للمركبات الكهربائية

مع تزايد الوعي بحماية البيئة، أدى تطوير الطاقة الجديدة والدعوة إليها في جميع أنحاء العالم إلى جعل ترويج واستخدام مركبات الطاقة أمرًا وشيكًا. وفي الوقت نفسه، أصبحت متطلبات تطوير مواد السيارات خفيفة الوزن، والاستخدام الآمن لسبائك الألومنيوم، وجودة سطحها وحجمها وخصائصها الميكانيكية أعلى وأعلى. بأخذ سيارة كهربائية يبلغ وزنها 1.6 طن كمثال، يبلغ وزن مادة سبائك الألومنيوم حوالي 450 كجم، وهو ما يمثل حوالي 30%. إن العيوب السطحية التي تظهر في عملية إنتاج البثق، وخاصة مشكلة الحبوب الخشنة على الأسطح الداخلية والخارجية، تؤثر بشكل خطير على تقدم إنتاج مقاطع الألمنيوم وتصبح عنق الزجاجة في تطوير تطبيقاتها.

بالنسبة للمقاطع المبثوقة، يعد تصميم وتصنيع قوالب البثق أمرًا في غاية الأهمية، لذا يعد البحث والتطوير لقوالب مقاطع الألومنيوم EV أمرًا ضروريًا. إن اقتراح حلول قوالب علمية ومعقولة يمكن أن يزيد من تحسين المعدل المؤهل وإنتاجية البثق لمقاطع ألومنيوم EV لتلبية طلب السوق.

1 معايير المنتج

(1) يجب أن تمتثل المواد والمعالجة السطحية ومقاومة التآكل للأجزاء والمكونات للأحكام ذات الصلة من ETS-01-007 "المتطلبات الفنية لأجزاء قطاعات سبائك الألومنيوم" وETS-01-006 "المتطلبات الفنية لسطح الأكسدة الأنودية". علاج".

(2) المعالجة السطحية: الأكسدة الأنودية، يجب ألا يحتوي السطح على حبيبات خشنة.

(3) لا يسمح لسطح الأجزاء أن يكون به عيوب مثل الشقوق والتجاعيد. لا يسمح بتلوث الأجزاء بعد الأكسدة.

(4) المواد المحظورة في المنتج تتوافق مع متطلبات Q/JL J160001-2017 "متطلبات المواد المحظورة والمقيدة في قطع غيار السيارات والمواد".

(5) متطلبات الأداء الميكانيكي: قوة الشد ≥ 210 ميجا باسكال، قوة الخضوع ≥ 180 ميجا باسكال، الاستطالة بعد الكسر A50 ≥ 8%.

(6) يوضح الجدول 1 متطلبات تكوين سبائك الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة.

2 التحسين والتحليل المقارن لهيكل قالب البثق يحدث انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع

(1) الحل التقليدي 1: أي تحسين تصميم قالب البثق الأمامي، كما هو موضح في الشكل 2. وفقًا لفكرة التصميم التقليدية، كما هو موضح بالسهم في الشكل، يكون موضع الضلع الأوسط وموضع التصريف تحت اللسان تتم معالجتها، وتكون المجاري العلوية والسفلية 20 درجة على جانب واحد، ويستخدم ارتفاع الصرف H15 ملم لتزويد الجزء الضلعي بالألمنيوم المنصهر. يتم نقل السكين الفارغ تحت اللسان بزاوية قائمة، ويبقى الألومنيوم المنصهر في الزاوية، مما يسهل إنتاج المناطق الميتة بخبث الألومنيوم. بعد الإنتاج، يتم التحقق من خلال الأكسدة أن السطح معرض بشدة لمشاكل الحبوب الخشنة.

تم إجراء التحسينات الأولية التالية على عملية تصنيع القوالب التقليدية:

أ. بناءً على هذا القالب، حاولنا زيادة إمداد الألومنيوم للأضلاع عن طريق التغذية.

ب. على أساس العمق الأصلي، يتم تعميق عمق السكين الفارغ تحت اللسان، أي أنه يتم إضافة 5 مم إلى 15 مم الأصلي؛

ج. يتم توسيع عرض الشفرة الفارغة تحت اللسان بمقدار 2 مم بناءً على 14 مم الأصلية. تظهر الصورة الفعلية بعد التحسين في الشكل 3.

تظهر نتائج التحقق أنه بعد التحسينات الأولية الثلاثة المذكورة أعلاه، لا تزال عيوب الحبوب الخشنة موجودة في المقاطع بعد معالجة الأكسدة ولم يتم حلها بشكل معقول. وهذا يدل على أن خطة التحسين الأولية لا تزال غير قادرة على تلبية متطلبات إنتاج مواد سبائك الألومنيوم للمركبات الكهربائية.

(2) تم اقتراح المخطط الجديد 2 بناءً على التحسين الأولي. يظهر الشكل 4 تصميم القالب للمخطط الجديد 2. وفقًا لـ "مبدأ سيولة المعدن" و"قانون المقاومة الأقل"، فإن قالب قطع غيار السيارات المحسن يعتمد مخطط تصميم "الفتحة الخلفية المفتوحة". يلعب موضع الضلع دورًا في التأثير المباشر ويقلل من مقاومة الاحتكاك؛ تم تصميم سطح التغذية ليكون "على شكل غطاء الوعاء" وتمت معالجة موضع الجسر إلى نوع السعة، والغرض هو تقليل مقاومة الاحتكاك، وتحسين الانصهار، وتقليل ضغط البثق؛ يتم غمر الجسر قدر الإمكان لمنع مشكلة الحبوب الخشنة في الجزء السفلي من الجسر، ويكون عرض السكين الفارغ تحت لسان قاع الجسر أقل من أو يساوي 3 مم؛ فرق الخطوة بين حزام العمل وحزام العمل السفلي هو .01.0 مم؛ السكين الفارغ الموجود أسفل لسان القالب العلوي سلس ومنتقل بالتساوي، دون ترك حاجز التدفق، ويتم ثقب فتحة التشكيل بشكل مباشر قدر الإمكان؛ يكون حزام العمل بين الرأسين عند الضلع الداخلي الأوسط قصيرًا قدر الإمكان، ويأخذ عمومًا قيمة تتراوح من 1.5 إلى 2 ضعف سمك الجدار؛ يتمتع أخدود الصرف بانتقال سلس لتلبية متطلبات تدفق مياه الألومنيوم المعدنية الكافية إلى التجويف، مما يوفر حالة منصهرة بالكامل، ولا يترك أي منطقة ميتة في أي مكان (لا يتجاوز السكين الفارغ خلف القالب العلوي 2 إلى 2.5 مم ). تظهر المقارنة بين هيكل قالب البثق قبل وبعد التحسين في الشكل 5.

(3) انتبه إلى تحسين تفاصيل المعالجة. يتم صقل موضع الجسر وتوصيله بسلاسة، وتكون أحزمة العمل العلوية والسفلية مسطحة، ويتم تقليل مقاومة التشوه، ويتم تحسين تدفق المعدن لتقليل التشوه غير المتساوي. يمكنها قمع مشاكل مثل الحبوب الخشنة واللحام بشكل فعال، وبالتالي ضمان تزامن موضع تفريغ الضلع وسرعة جذر الجسر مع الأجزاء الأخرى، وقمع مشاكل السطح بشكل معقول وعلمي مثل لحام الحبوب الخشنة على سطح الألومنيوم حساب تعريفي . تظهر المقارنة قبل وبعد تحسين تصريف العفن في الشكل 6.

3 عملية البثق

بالنسبة لسبائك الألومنيوم 6063-T6 للمركبات الكهربائية، يتم حساب نسبة بثق القالب المقسم لتكون 20-80، ونسبة بثق مادة الألومنيوم هذه في ماكينة 1800t هي 23، وهو ما يلبي متطلبات أداء الإنتاج للماكينة. تظهر عملية البثق في الجدول 2.

الجدول 2: عملية إنتاج بثق مقاطع الألمنيوم لتركيب حزم بطاريات EV الجديدة

انتبه إلى النقاط التالية عند البثق:

(1) يحظر تسخين القوالب في نفس الفرن، وإلا فإن درجة حرارة القالب ستكون غير متساوية وسوف يحدث التبلور بسهولة.

(2) في حالة حدوث إيقاف غير طبيعي أثناء عملية البثق، يجب ألا يتجاوز وقت الإغلاق 3 دقائق، وإلا يجب إزالة القالب.

(3) يحظر العودة إلى الفرن للتسخين ثم البثق مباشرة بعد القالب.

4. تدابير إصلاح العفن وفعاليتها

بعد العشرات من إصلاحات القالب وتحسينات القالب التجريبي، تم اقتراح خطة إصلاح القالب المعقولة التالية.

(1) إجراء التصحيح والتعديل الأول على القالب الأصلي:

① حاول إغراق الجسر قدر الإمكان، ويجب أن يكون عرض الجزء السفلي من الجسر أقل من أو يساوي 3 مم؛

② يجب أن يكون فرق الخطوة بين حزام العمل للرأس وحزام العمل للقالب السفلي أقل من 1.0 مم؛

③ لا تترك كتلة التدفق.

④ يجب أن يكون حزام العمل بين رأسي الذكور في الأضلاع الداخلية قصيرًا قدر الإمكان، ويجب أن يكون انتقال أخدود الصرف سلسًا وكبيرًا وسلسًا قدر الإمكان؛

⑤ يجب أن يكون حزام العمل للقالب السفلي قصيرًا قدر الإمكان؛

⑥ لا ينبغي ترك أي منطقة ميتة في أي مكان (يجب ألا يتجاوز السكين الفارغ الخلفي 2 مم)؛

⑦ إصلاح القالب العلوي بالحبوب الخشنة في التجويف الداخلي، وتقليل حزام العمل للقالب السفلي وتسوية كتلة التدفق، أو عدم وجود كتلة تدفق وتقصير حزام العمل للقالب السفلي.

(2) بناءً على المزيد من تعديل القالب وتحسين القالب أعلاه، يتم إجراء تعديلات القالب التالية:

① القضاء على المناطق الميتة من رأسي الذكور؛

② كشط كتلة التدفق؛

③ تقليل فرق الارتفاع بين الرأس ومنطقة عمل القالب السفلي؛

④ تقصير منطقة عمل القالب السفلي.

(3) بعد إصلاح القالب وتحسينه، تصل جودة سطح المنتج النهائي إلى حالة مثالية، مع سطح لامع وبدون حبيبات خشنة، مما يحل بشكل فعال مشاكل الحبوب الخشنة واللحام والعيوب الأخرى الموجودة على سطح القالب. لمحات من الألومنيوم للمركبات الكهربائية.

(4) زاد حجم البثق من 5 طن/يوم الأصلي إلى 15 طن/يوم، مما أدى إلى تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير.

5 الاستنتاج

من خلال تحسين القالب الأصلي وتحسينه بشكل متكرر، تم حل مشكلة كبيرة تتعلق بالحبيبات الخشنة الموجودة على السطح ولحام مقاطع الألمنيوم الخاصة بالمركبات الكهربائية بشكل كامل.

(1) تم تحسين الحلقة الضعيفة للقالب الأصلي، خط موضع الضلع الأوسط، بشكل عقلاني. من خلال إزالة المناطق الميتة للرأسين، وتسطيح كتلة التدفق، وتقليل فرق الارتفاع بين الرأس ومنطقة عمل القالب السفلي، وتقصير منطقة عمل القالب السفلي، يتم التخلص من عيوب سطح سبائك الألومنيوم 6063 المستخدمة في هذا النوع من وتم التغلب بنجاح على السيارات، مثل الحبوب الخشنة واللحام.

(2) زاد حجم البثق من 5 طن/يوم إلى 15 طن/يوم، مما أدى إلى تحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير.

(3) تعتبر هذه الحالة الناجحة لتصميم وتصنيع قوالب البثق ممثلة ومرجعية في إنتاج مقاطع مماثلة وتستحق الترويج.