환경 보호에 대한 인식이 높아짐에 따라 전 세계적으로 새로운 에너지의 개발 및 옹호로 인해 에너지 차량의 홍보 및 적용이 임박해졌습니다. 동시에 자동차 소재의 경량화 개발, 알루미늄 합금의 안전한 적용, 표면 품질, 크기 및 기계적 특성에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 차량 중량이 1.6t인 전기차를 예로 들면, 알루미늄 합금 소재가 약 450kg으로 약 30%를 차지한다. 압출 생산 공정에서 나타나는 표면 결함, 특히 내부 및 외부 표면의 조대 입자 문제는 알루미늄 프로파일의 생산 진행에 심각한 영향을 미치고 응용 개발의 병목 현상이 됩니다.
압출 프로파일의 경우 압출 다이의 설계 및 제조가 가장 중요하므로 EV 알루미늄 프로파일용 다이의 연구 개발이 필수적입니다. 과학적이고 합리적인 다이 솔루션을 제안하면 시장 수요를 충족하기 위해 EV 알루미늄 프로파일의 적격 속도와 압출 생산성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
1 제품 규격
(1) 부품 및 부품의 재질, 표면 처리 및 부식 방지는 ETS-01-007 "알루미늄 합금 프로파일 부품에 대한 기술 요구 사항" 및 ETS-01-006 "양극 산화 표면에 대한 기술 요구 사항"의 관련 조항을 준수해야 합니다. 치료".
(2) 표면 처리 : 양극 산화, 표면에 거친 입자가 없어야합니다.
(3) 부품의 표면에 균열, 주름 등의 결함이 있어서는 안 됩니다. 산화 후 부품이 오염되는 것은 허용되지 않습니다.
(4) 제품의 금지 물질은 Q/JL J160001-2017 "자동차 부품 및 재료의 금지 및 제한 물질에 대한 요구 사항"의 요구 사항을 충족합니다.
(5) 기계적 성능 요구 사항: 인장 강도 ≥ 210 MPa, 항복 강도 ≥ 180 MPa, 파손 후 연신율 A50 ≥ 8%.
(6) 신에너지 자동차용 알루미늄 합금 조성 요건은 표 1과 같다.
2 압출 금형 구조 최적화 및 비교 분석 대규모 정전 발생
(1) 전통적인 해결책 1: 즉, 그림 2와 같이 전면 압출 다이 설계를 개선하는 것입니다. 기존 설계 아이디어에 따르면 그림의 화살표로 표시된 것처럼 중간 갈비뼈 위치와 설하 배수 위치는 가공시 상부 및 하부 배수구가 한쪽으로 20°이고, 배수구 높이 H15mm를 사용하여 리브부에 용융 알루미늄을 공급합니다. 설하 빈 칼은 직각으로 이송되고 녹은 알루미늄은 모서리에 남아 있어 알루미늄 슬래그로 데드존이 생기기 쉽습니다. 생산 후, 표면이 거친 입자 문제를 일으키기 매우 쉽다는 것이 산화에 의해 검증되었습니다.
기존 금형 제조 공정에 대해 다음과 같은 예비 최적화가 이루어졌습니다.
에이. 이 금형을 기반으로 우리는 공급을 통해 리브에 대한 알루미늄 공급을 늘리려고 했습니다.
비. 원래 깊이를 기준으로 설하 빈 칼 깊이가 깊어집니다. 즉, 원래 15mm에 5mm가 추가됩니다.
기음. 설하 빈 블레이드의 폭은 원래 14mm를 기준으로 2mm 넓어졌습니다. 최적화 후의 실제 그림은 그림 3에 나와 있습니다.
검증 결과에 따르면 위의 세 가지 예비 개선 후에도 산화 처리 후 프로파일에 조대 결정립 결함이 여전히 존재하며 합리적으로 해결되지 않은 것으로 나타났습니다. 이는 예비 개선 계획이 아직 전기차용 알루미늄 합금 소재 생산 요건을 충족시키지 못하고 있음을 보여준다.
(2) 예비 최적화를 바탕으로 새로운 Scheme 2를 제안하였다. 새로운 방식 2의 금형 설계는 그림 4에 나와 있습니다. "금속 유동성 원리"와 "최소 저항의 법칙"에 따라 개선된 자동차 부품 금형은 "개방형 백홀" 설계 방식을 채택합니다. 리브 위치는 직접적인 충격에 중요한 역할을 하며 마찰 저항을 줄여줍니다. 공급 표면은 "냄비 덮개 모양"으로 설계되었으며 브리지 위치는 진폭 유형으로 처리됩니다. 목적은 마찰 저항을 줄이고 융합을 개선하며 압출 압력을 줄이는 것입니다. 브릿지는 브릿지 바닥의 거친 입자 문제를 방지하기 위해 최대한 움푹 들어가고 브릿지 바닥 혀 아래의 빈 칼의 너비는 3mm 이하입니다. 작업 벨트와 하부 다이 작업 벨트 사이의 단차는 ≤1.0mm입니다. 상부 다이 텅 아래의 빈 칼은 흐름 장벽을 남기지 않고 부드럽고 균일하게 전환되며 성형 구멍은 가능한 한 직접 펀칭됩니다. 중간 내부 리브의 두 헤드 사이의 작업 벨트는 가능한 한 짧으며 일반적으로 벽 두께의 1.5~2배 값을 갖습니다. 배수 홈은 캐비티 안으로 흐르는 충분한 금속 알루미늄 물의 요구 사항을 충족하기 위해 원활한 전환을 가지며, 완전히 융합된 상태를 제공하고 어떤 위치에도 데드 존을 남기지 않습니다(상부 다이 뒤의 빈 칼은 2~2.5mm를 초과하지 않습니다). ). 개선 전후의 압출다이 구조 비교는 그림 5와 같다.
(3) 가공 세부사항 개선에 주의한다. 브릿지 위치는 매끄럽게 연마되고 연결되며 상부 및 하부 다이 작업 벨트는 평평하고 변형 저항이 감소하며 금속 흐름이 개선되어 고르지 않은 변형이 감소됩니다. 거친 입자 및 용접과 같은 문제를 효과적으로 억제하여 리브 배출 위치와 브리지 루트의 속도가 다른 부품과 동기화되도록 보장하고 알루미늄 표면의 거친 입자 용접과 같은 표면 문제를 합리적이고 과학적으로 억제할 수 있습니다. 프로필 . 곰팡이 배수 개선 전후의 비교를 Figure 6에 나타내었다.
3 압출 공정
EV용 6063-T6 알루미늄 합금의 경우 분할 다이의 압출 비율은 20-80으로 계산되었으며 1800t 기계에서 이 알루미늄 재료의 압출 비율은 23으로 기계의 생산 성능 요구 사항을 충족합니다. 압출 공정은 표 2에 나와 있습니다.
표 2 새로운 EV 배터리 팩의 빔 장착용 알루미늄 프로파일의 압출 생산 공정
압출 시 다음 사항에 주의하십시오.
(1) 동일한 로에서 금형을 가열하는 것은 금지되어 있습니다. 그렇지 않으면 금형 온도가 고르지 않고 결정화가 쉽게 발생합니다.
(2) 압출 공정 중 비정상적인 정지가 발생한 경우 정지 시간은 3분을 초과해서는 안 되며, 그렇지 않은 경우 금형을 제거해야 합니다.
(3) 가열을 위해 로로 돌아가서 탈형 후 직접 압출하는 것은 금지되어 있습니다.
4. 금형 수리 대책 및 그 효과
수십 번의 금형 수리 및 시험 금형 개선을 거쳐 다음과 같은 합리적인 금형 수리 계획을 제안합니다.
(1) 원본 금형에 대한 첫 번째 수정 및 조정을 수행합니다.
① 브릿지를 최대한 가라앉히도록 하되, 브릿지 바닥의 폭은 3mm 이하로 한다.
② 헤드 작업 벨트와 하부 금형 작업 벨트의 단차는 1.0mm 이하이어야 합니다.
③ 흐름 블록을 남기지 마십시오.
④ 내부 리브의 두 수컷 헤드 사이의 작업 벨트는 최대한 짧아야 하며, 배수 홈의 전환은 부드럽고 크고 매끄러워야 합니다.
⑤ 하부금형의 작업벨트는 최대한 짧아야 하며,
⑥ 어느 곳에도 사각지대가 없어야 합니다. (뒷면의 빈칼은 2mm를 넘지 않아야 합니다.)
7 내부 캐비티에 거친 입자가 있는 상부 금형을 수리하고 하부 금형의 작업 벨트를 줄이고 플로우 블록을 평평하게 하거나 플로우 블록이 없는 하부 금형의 작업 벨트를 짧게 합니다.
(2) 상기 금형의 추가 금형 수정 및 개선을 바탕으로 다음과 같은 금형 수정이 수행됩니다.
① 두 수컷 머리의 데드존을 제거한다.
② 플로우 블록을 긁어냅니다.
③ 헤드와 하부 다이 작업 영역 사이의 높이 차이를 줄입니다.
④ 하형 작업영역을 짧게 합니다.
(3) 금형을 수리하고 개선한 후 완성된 제품의 표면 품질은 밝은 표면과 거친 입자가 없는 이상적인 상태에 도달하여 표면에 존재하는 거친 입자, 용접 및 기타 결함 문제를 효과적으로 해결합니다. EV용 알루미늄 프로파일.
(4) 압출량이 원래 5t/d에서 15t/d로 증가하여 생산 효율성이 크게 향상되었습니다.
5 결론
원래의 금형을 반복적으로 최적화하고 개선함으로써 EV용 알루미늄 프로파일의 표면 조대 입자 및 용접과 관련된 주요 문제를 완전히 해결했습니다.
(1) 원래 금형의 약한 링크인 중간 리브 위치 라인을 합리적으로 최적화했습니다. 두 헤드의 데드 존을 제거하고 흐름 블록을 평탄화하며 헤드와 하부 다이 작업 영역 사이의 높이 차이를 줄이고 하부 다이 작업 영역을 단축함으로써 이러한 유형의 6063 알루미늄 합금의 표면 결함이 발생합니다. 자동차의 거친 입자, 용접 등의 문제를 성공적으로 극복했습니다.
(2) 압출량이 5t/d에서 15t/d로 증가하여 생산 효율성이 크게 향상되었습니다.
(3) 이 압출 금형 설계 및 제조 성공 사례는 유사한 프로파일 생산에 있어 대표적이며 참고할 수 있으며 홍보할 가치가 있습니다.
게시 시간: 2024년 11월 16일
