Perkenalan
Dengan berkembangnya industri otomotif, pasar untuk balok benturan paduan aluminium juga tumbuh pesat, meskipun secara keseluruhan masih relatif kecil. Menurut perkiraan oleh Aliansi Inovasi Teknologi Ringan Otomotif untuk pasar balok benturan paduan aluminium Tiongkok, pada tahun 2025, permintaan pasar diperkirakan sekitar 140.000 ton, dengan ukuran pasar yang diharapkan mencapai 4,8 miliar RMB. Pada tahun 2030, permintaan pasar diproyeksikan menjadi sekitar 220.000 ton, dengan perkiraan ukuran pasar 7,7 miliar RMB, dan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sekitar 13%. Tren perkembangan bobot ringan dan pertumbuhan pesat model kendaraan kelas menengah hingga atas merupakan faktor pendorong penting bagi pengembangan balok benturan paduan aluminium di Tiongkok. Prospek pasar untuk kotak tabrakan balok benturan otomotif menjanjikan.
Seiring dengan penurunan biaya dan kemajuan teknologi, balok penahan benturan depan dan kotak benturan berbahan paduan aluminium secara bertahap semakin meluas. Saat ini, balok penahan benturan tersebut digunakan pada model kendaraan kelas menengah hingga atas seperti Audi A3, Audi A4L, BMW seri 3, BMW X1, Mercedes-Benz C260, Honda CR-V, Toyota RAV4, Buick Regal, dan Buick LaCrosse.
Balok benturan paduan aluminium terutama terdiri dari balok benturan, kotak benturan, pelat dasar pemasangan, dan selongsong kait penarik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1: Perakitan Balok Dampak Paduan Aluminium
Kotak pelindung tabrakan adalah kotak logam yang terletak di antara balok benturan dan dua balok memanjang kendaraan, yang pada dasarnya berfungsi sebagai wadah penyerap energi. Energi ini mengacu pada gaya benturan. Saat kendaraan mengalami tabrakan, balok benturan memiliki tingkat kemampuan menyerap energi tertentu. Namun, jika energi melebihi kapasitas balok benturan, maka akan mentransfer energi ke kotak pelindung tabrakan. Kotak pelindung tabrakan menyerap semua gaya benturan dan mengubah bentuknya sendiri, memastikan bahwa balok memanjang tetap tidak rusak.
1 Persyaratan Produk
1.1 Dimensi harus mematuhi persyaratan toleransi gambar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
1.3 Persyaratan Kinerja Mekanis:
Kekuatan Tarik: ≥215 MPa
Kekuatan Hasil: ≥205 MPa
Perpanjangan A50: ≥10%
1.4 Kinerja Penghancuran Kotak Tabrakan:
Sepanjang sumbu X kendaraan, dengan menggunakan permukaan tumbukan yang lebih besar dari penampang melintang produk, beban diberikan pada kecepatan 100 mm/menit hingga hancur, dengan jumlah kompresi 70%. Panjang awal profil adalah 300 mm. Pada sambungan rusuk penguat dan dinding luar, retakan harus kurang dari 15 mm agar dianggap dapat diterima. Harus dipastikan bahwa retakan yang diizinkan tidak membahayakan kapasitas penyerapan energi penghancuran profil, dan tidak boleh ada retakan yang signifikan di area lain setelah penghancuran.
2 Pendekatan Pengembangan
Untuk memenuhi persyaratan kinerja mekanik dan kinerja penghancuran secara bersamaan, pendekatan pengembangannya adalah sebagai berikut:
Gunakan batang 6063B dengan komposisi paduan primer Si 0,38-0,41% dan Mg 0,53-0,60%.
Lakukan pendinginan udara dan penuaan buatan untuk mencapai kondisi T6.
Gunakan pendinginan kabut + udara dan lakukan perawatan penuaan berlebih untuk mencapai kondisi T7.
3 Produksi Percontohan
3.1 Kondisi Ekstrusi
Produksi dilakukan pada mesin pres ekstrusi 2000T dengan rasio ekstrusi 36. Material yang digunakan adalah batang aluminium homogen 6063B. Temperatur pemanasan batang aluminium adalah sebagai berikut: Zona IV 450-Zona III 470-Zona II 490-Zona 1 500. Tekanan terobosan silinder utama sekitar 210 bar, dengan fase ekstrusi stabil memiliki tekanan ekstrusi mendekati 180 bar. Kecepatan poros ekstrusi adalah 2,5 mm/s, dan kecepatan ekstrusi profil adalah 5,3 m/menit. Temperatur pada outlet ekstrusi adalah 500-540°C. Pendinginan dilakukan menggunakan pendingin udara dengan daya kipas kiri 100%, daya kipas tengah 100%, dan daya kipas kanan 50%. Laju pendinginan rata-rata dalam zona pendinginan mencapai 300-350°C/menit, dan suhu setelah keluar dari zona pendinginan adalah 60-180°C. Untuk pendinginan kabut + udara, laju pendinginan rata-rata dalam zona pemanasan mencapai 430-480°C/menit, dan suhu setelah keluar dari zona pendinginan adalah 50-70°C. Profil tidak menunjukkan pembengkokan yang signifikan.
3.2 Penuaan
Setelah melalui proses penuaan T6 pada suhu 185°C selama 6 jam, kekerasan dan sifat mekanis material adalah sebagai berikut:
Menurut proses penuaan T7 pada suhu 210°C selama 6 jam dan 8 jam, kekerasan dan sifat mekanik material adalah sebagai berikut:
Berdasarkan data pengujian, metode pendinginan kabut + udara, dikombinasikan dengan proses penuaan 210°C/6 jam, memenuhi persyaratan untuk kinerja mekanis dan pengujian penghancuran. Dengan mempertimbangkan efektivitas biaya, metode pendinginan kabut + udara dan proses penuaan 210°C/6 jam dipilih untuk produksi guna memenuhi persyaratan produk.
3.3 Uji Penghancuran
Untuk batang kedua dan ketiga, ujung kepala dipotong 1,5 m, dan ujung ekor dipotong 1,2 m. Dua sampel masing-masing diambil dari bagian kepala, tengah, dan ekor, dengan panjang 300 mm. Uji penghancuran dilakukan setelah penuaan pada 185 °C/6 jam dan 210 °C/6 jam dan 8 jam (data kinerja mekanis seperti yang disebutkan di atas) pada mesin uji material universal. Pengujian dilakukan pada kecepatan pemuatan 100 mm/menit dengan jumlah kompresi 70%. Hasilnya adalah sebagai berikut: untuk pendinginan kabut + udara dengan proses penuaan 210 °C/6 jam dan 8 jam, uji penghancuran memenuhi persyaratan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3-2, sedangkan sampel yang didinginkan dengan udara menunjukkan keretakan untuk semua proses penuaan.
Berdasarkan hasil uji penghancuran, pendinginan kabut + udara dengan proses penuaan 210°C/6 jam dan 8 jam memenuhi persyaratan pelanggan.
4 Kesimpulan
Optimalisasi proses pendinginan dan penuaan sangat penting untuk keberhasilan pengembangan produk dan menyediakan solusi proses yang ideal untuk produk kotak pelindung.
Melalui pengujian yang menyeluruh, telah ditetapkan bahwa kondisi material untuk produk kotak penahan benturan haruslah 6063-T7, metode pendinginannya adalah pendinginan kabut + udara, dan proses penuaan pada suhu 210°C/6 jam merupakan pilihan terbaik untuk mengekstruksi batang aluminium dengan suhu berkisar 480-500°C, kecepatan poros ekstrusi 2,5 mm/s, suhu cetakan ekstrusi 480°C, dan suhu saluran keluar ekstrusi 500-540°C.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 07-Mei-2024
