소개
자동차 산업의 발전과 함께 알루미늄 합금 임팩트 빔 시장도 급속히 성장하고 있지만 여전히 전체 규모는 상대적으로 작습니다. 중국 알루미늄 합금 임팩트 빔 시장에 대한 자동차 경량 기술 혁신 연합(Automotive Lightweight Technology Innovation Alliance)의 예측에 따르면, 2025년까지 시장 수요는 약 140,000톤, 시장 규모는 48억 위안에 이를 것으로 예상됩니다. 2030년까지 시장 수요는 약 220,000톤, 추정 시장 규모는 77억 위안, 복합 연간 성장률은 약 13%에 달할 것으로 예상됩니다. 경량화 개발 추세와 중급 차량 모델의 급속한 성장은 중국의 알루미늄 합금 임팩트 빔 개발의 중요한 추진 요인입니다. 자동차 임팩트 빔 크래시 박스의 시장 전망은 밝습니다.
비용이 감소하고 기술이 발전함에 따라 알루미늄 합금 전면 충격 빔과 크래시 박스가 점차 널리 보급되고 있습니다. 현재 아우디 A3, 아우디 A4L, BMW 3시리즈, BMW X1, 메르세데스-벤츠 C260, 혼다 CR-V, 토요타 RAV4, 뷰익 리갈, 뷰익 라크로스 등 중·고급 차량 모델에 탑재되고 있다.
알루미늄 합금 임팩트 빔은 그림 1과 같이 주로 임팩트 크로스빔, 크래시 박스, 장착 베이스플레이트, 견인 후크 슬리브로 구성됩니다.
그림 1: 알루미늄 합금 임팩트 빔 어셈블리
크래시 박스는 충돌 빔과 차량의 두 세로 빔 사이에 위치한 금속 상자로, 본질적으로 에너지 흡수 컨테이너 역할을 합니다. 이 에너지는 충격의 힘을 의미합니다. 차량이 충돌할 때 충격 빔은 어느 정도 에너지를 흡수하는 능력을 갖습니다. 그러나 에너지가 충격 빔의 용량을 초과하면 에너지가 크래시 박스로 전달됩니다. 크래시 박스는 모든 충격력을 흡수하고 스스로 변형되어 세로 빔이 손상되지 않도록 합니다.
1 제품 요구 사항
1.1 치수는 그림 2에 표시된 대로 도면의 공차 요구 사항을 준수해야 합니다.
1.3 기계적 성능 요구 사항:
인장 강도: ≥215MPa
항복 강도: ≥205 MPa
신장 A50: ≥10%
1.4 크래시 박스 분쇄 성능:
차량의 X축을 따라 제품 단면보다 큰 충돌면을 이용하여 100mm/min의 속도로 70%의 압축량으로 파쇄될 때까지 하중을 가합니다. 프로파일의 초기 길이는 300mm입니다. 보강 리브와 외벽의 접합부에서 균열은 15mm 미만이어야 허용 가능한 것으로 간주됩니다. 허용된 균열이 프로파일의 파쇄 에너지 흡수 능력을 손상시키지 않는지 확인해야 하며, 파쇄 후 다른 영역에 심각한 균열이 없어야 합니다.
2 개발 접근 방식
기계적 성능과 파쇄 성능 요구 사항을 동시에 충족하기 위한 개발 접근 방식은 다음과 같습니다.
Si 0.38-0.41% 및 Mg 0.53-0.60%의 기본 합금 조성을 갖는 6063B 로드를 사용하십시오.
T6 조건을 달성하기 위해 공기 담금질 및 인공 노화를 수행합니다.
미스트+공기 담금질을 채용하고 과시효 처리를 실시하여 T7 조건을 달성합니다.
3 파일럿 생산
3.1 압출 조건
생산은 압출비 36의 2000T 압출 프레스에서 수행됩니다. 사용된 재료는 균질화된 알루미늄 로드 6063B입니다. 알루미늄 막대의 가열 온도는 다음과 같습니다: IV 구역 450-III 구역 470-II 구역 490-1 구역 500. 메인 실린더의 파과 압력은 약 210bar이며 안정적인 압출 단계의 압출 압력은 180bar에 가깝습니다. . 압출 샤프트 속도는 2.5mm/s이고 프로파일 압출 속도는 5.3m/min입니다. 압출 출구 온도는 500~540°C입니다. 냉각은 왼쪽 팬 전력 100%, 중간 팬 전력 100%, 오른쪽 팬 전력 50%로 공기 냉각을 사용하여 수행됩니다. 담금질 영역 내의 평균 냉각 속도는 300~350°C/min에 도달하고, 담금질 영역을 나온 후의 온도는 60~180°C입니다. 미스트 + 공기 담금질의 경우 가열 영역 내 평균 냉각 속도는 430~480°C/min에 도달하고, 담금질 영역에서 나온 후 온도는 50~70°C입니다. 프로파일은 심각한 굽힘을 나타내지 않습니다.
3.2 노화
185°C에서 6시간 동안 T6 노화 과정을 거친 후 재료의 경도와 기계적 특성은 다음과 같습니다.
210°C에서 6시간, 8시간 동안 T7 노화 과정에 따라 소재의 경도와 기계적 성질은 다음과 같습니다.
테스트 데이터에 따르면 210°C/6h 노화 공정과 결합된 미스트 + 공기 담금질 방법은 기계적 성능과 분쇄 테스트에 대한 요구 사항을 모두 충족합니다. 비용 효율성을 고려하여 제품 요구 사항을 충족하기 위해 미스트 + 공기 담금질 방법과 210°C/6h 에이징 공정을 선택하여 생산했습니다.
3.3 파쇄시험
두 번째와 세 번째 막대는 머리 끝이 1.5m, 꼬리 끝이 1.2m 잘립니다. 길이 300mm로 머리, 중간, 꼬리 부분에서 각각 2개의 샘플을 채취합니다. 분쇄 시험은 만능 재료 시험기에서 185°C/6h 및 210°C/6h 및 8h(위에서 언급한 기계적 성능 데이터)에서 노화 후에 수행됩니다. 시험은 하중속도 100mm/min, 압축률 70%로 진행되었습니다. 결과는 다음과 같습니다. 210°C/6h 및 8h 노화 공정을 사용한 미스트 + 공기 담금질의 경우 그림 3-2에 표시된 대로 분쇄 테스트가 요구 사항을 충족하는 반면, 공기 담금질된 샘플은 모든 노화 공정에서 균열을 나타냅니다. .
분쇄 테스트 결과에 따르면 210°C/6h 및 8h 노화 공정을 통한 미스트 + 공기 담금질이 고객의 요구 사항을 충족합니다.
4 결론
담금질 및 노화 공정의 최적화는 제품의 성공적인 개발에 매우 중요하며 크래시 박스 제품에 이상적인 공정 솔루션을 제공합니다.
광범위한 테스트를 통해 크래시 박스 제품의 재료 상태는 6063-T7이어야 하고, 담금질 방법은 미스트 + 공기 냉각이며, 210°C/6h의 노화 공정이 알루미늄 로드 압출을 위한 최선의 선택이라는 것이 결정되었습니다. 온도 범위는 480~500°C, 압출 샤프트 속도는 2.5mm/s, 압출 다이 온도는 480°C, 압출 출구 온도는 500~540°C입니다.
MAT Aluminium의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2024년 5월 7일
