소개
자동차 산업의 발전과 함께 알루미늄 합금 임팩트 빔 시장도 빠르게 성장하고 있지만, 전체 규모는 아직 비교적 작습니다.자동차 경량화 기술 혁신 연맹의 중국 알루미늄 합금 임팩트 빔 시장 전망에 따르면, 2025년까지 시장 수요는 약 14만 톤으로 추산되며, 시장 규모는 48억 위안에 이를 것으로 예상됩니다.2030년까지 시장 수요는 약 22만 톤으로 추산되며, 시장 규모는 약 77억 위안으로 연평균 성장률이 약 13%에 이를 것으로 예상됩니다.경량화 추세와 중상급 차량 모델의 빠른 성장은 중국 알루미늄 합금 임팩트 빔 개발을 촉진하는 중요한 요인입니다.자동차 임팩트 빔 크래시 박스의 시장 전망은 밝습니다.
비용이 감소하고 기술이 발전함에 따라 알루미늄 합금 전면 충격 빔과 크래시 박스가 점차 널리 사용되고 있습니다. 현재 아우디 A3, 아우디 A4L, BMW 3시리즈, BMW X1, 메르세데스-벤츠 C260, 혼다 CR-V, 토요타 RAV4, 뷰익 리갈, 뷰익 라크로스 등 중상급 차량에 사용되고 있습니다.
알루미늄 합금 충격 빔은 그림 1에서 볼 수 있듯이 주로 충격 크로스빔, 충돌 박스, 장착 베이스 플레이트, 견인 후크 슬리브로 구성됩니다.
그림 1: 알루미늄 합금 충격 빔 어셈블리
크래시 박스는 차량의 충격 빔과 두 개의 세로 빔 사이에 위치한 금속 상자로, 본질적으로 에너지 흡수 용기 역할을 합니다. 이 에너지는 충격력을 의미합니다. 차량이 충돌하면 충격 빔은 일정 수준의 에너지 흡수 능력을 갖습니다. 그러나 에너지가 충격 빔의 용량을 초과하면 에너지가 크래시 박스로 전달됩니다. 크래시 박스는 모든 충격력을 흡수하고 자체 변형되어 세로 빔이 손상되지 않도록 합니다.
1 제품 요구 사항
1.1 치수는 그림 2에 표시된 대로 도면의 허용 오차 요구 사항을 준수해야 합니다.
1.3 기계적 성능 요구 사항:
인장 강도: ≥215 MPa
항복 강도: ≥205 MPa
신장률 A50: ≥10%
1.4 크래시 박스 분쇄 성능:
차량의 X축을 따라 제품 단면보다 큰 충돌면을 사용하여 압축률 70%로 압착될 때까지 분당 100mm의 속도로 하중을 가합니다. 프로파일의 초기 길이는 300mm입니다. 보강 리브와 외벽의 접합부에서 균열은 15mm 미만이어야 허용 가능한 것으로 간주됩니다. 허용 균열이 프로파일의 압착 에너지 흡수 능력을 저해하지 않아야 하며, 압착 후 다른 영역에 심각한 균열이 발생하지 않아야 합니다.
2 개발 접근 방식
기계적 성능과 분쇄 성능의 요구 사항을 동시에 충족하기 위해 개발 접근 방식은 다음과 같습니다.
Si 0.38-0.41%, Mg 0.53-0.60%의 주요 합금 조성을 갖는 6063B 막대를 사용합니다.
공기 급냉과 인공시효를 실시하여 T6 상태를 달성합니다.
미스트+에어 퀜칭을 사용하고 과시효 처리를 실시하여 T7 조건을 달성합니다.
3 파일럿 생산
3.1 압출 조건
생산은 압출 비율 36의 2000T 압출 프레스에서 수행됩니다. 사용된 재료는 균질화된 알루미늄 막대 6063B입니다. 알루미늄 막대의 가열 온도는 다음과 같습니다. IV 구역 450-III 구역 470-II 구역 490-1 구역 500. 메인 실린더의 돌파 압력은 약 210bar이고, 안정된 압출 단계의 압출 압력은 180bar에 가깝습니다. 압출 샤프트 속도는 2.5mm/s이고 프로파일 압출 속도는 5.3m/min입니다. 압출 출구의 온도는 500-540°C입니다. 담금질은 왼쪽 팬 전력을 100%, 중간 팬 전력을 100%, 오른쪽 팬 전력을 50%로 하여 공랭을 사용하여 수행됩니다. 담금질 영역 내 평균 냉각 속도는 300~350°C/분에 이르며, 담금질 영역 출구 후 온도는 60~180°C입니다. 미스트 + 공기 담금질의 경우, 가열 영역 내 평균 냉각 속도는 430~480°C/분에 이르며, 담금질 영역 출구 후 온도는 50~70°C입니다. 프로파일에는 심각한 굽힘이 나타나지 않습니다.
3.2 노화
185°C에서 6시간 동안 T6 숙성 공정을 거친 후, 소재의 경도와 기계적 특성은 다음과 같습니다.
210°C에서 6시간, 8시간 T7 숙성 공정에 따르면, 소재의 경도와 기계적 성질은 다음과 같습니다.
시험 데이터를 바탕으로, 미스트+공기 급냉 방식과 210°C/6시간 숙성 공정을 결합한 방식은 기계적 성능 및 파쇄 시험 요건을 모두 충족합니다. 비용 효율성을 고려하여, 제품 요건을 충족하기 위해 미스트+공기 급냉 방식과 210°C/6시간 숙성 공정을 생산에 적용했습니다.
3.3 파쇄 시험
두 번째와 세 번째 막대의 경우, 머리 부분은 1.5m, 꼬리 부분은 1.2m 길이로 절단합니다. 머리, 중간, 꼬리 부분에서 각각 300mm 길이의 시료를 두 개씩 채취합니다. 만능 재료 시험기에서 185°C/6h 및 210°C/6h와 8h(기계적 성능 데이터는 위에서 언급)에서 시효 처리한 후 압착 시험을 실시합니다. 시험은 압축률 70%로 100mm/min의 하중 속도로 실시합니다. 결과는 다음과 같습니다. 210°C/6h 및 8h 시효 처리 공정을 사용한 미스트+공기 급냉의 경우, 그림 3-2와 같이 압착 시험이 요구 사항을 충족하는 반면, 공기 급냉된 시료는 모든 시효 처리 공정에서 균열이 발생합니다.
분쇄 시험 결과에 따르면, 210°C/6h 및 8h 숙성 공정을 사용한 미스트+공기 급냉은 고객 요구 사항을 충족합니다.
4 결론
담금질 및 노화 공정의 최적화는 제품의 성공적인 개발에 매우 중요하며, 충돌 상자 제품에 대한 이상적인 공정 솔루션을 제공합니다.
광범위한 테스트를 통해, 크래시 박스 제품의 재료 상태는 6063-T7이어야 하고, 담금질 방법은 미스트+공랭이며, 210°C/6h의 숙성 공정이 480~500°C의 온도 범위, 2.5mm/s의 압출 샤프트 속도, 480°C의 압출 다이 온도, 500~540°C의 압출 출구 온도에서 알루미늄 막대를 압출하는 데 가장 적합한 선택이라는 것이 확인되었습니다.
MAT Aluminum의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 5월 7일
