Perkenalan
Dengan berkembangnya industri otomotif, pasar impact beam paduan aluminium juga berkembang pesat, meskipun secara keseluruhan masih relatif kecil. Menurut perkiraan Aliansi Inovasi Teknologi Ringan Otomotif untuk pasar balok dampak paduan aluminium Tiongkok, pada tahun 2025, permintaan pasar diperkirakan sekitar 140.000 ton, dengan ukuran pasar diperkirakan mencapai 4,8 miliar RMB. Pada tahun 2030, permintaan pasar diproyeksikan mencapai sekitar 220.000 ton, dengan perkiraan ukuran pasar sebesar 7,7 miliar RMB, dan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sekitar 13%. Tren perkembangan bobot yang lebih ringan dan pesatnya pertumbuhan model kendaraan kelas menengah hingga kelas atas merupakan faktor pendorong penting bagi pengembangan impact beam paduan aluminium di Tiongkok. Prospek pasar untuk impact beam crash box otomotif cukup menjanjikan.
Seiring menurunnya biaya dan kemajuan teknologi, impact beam depan dan crash box berbahan paduan aluminium secara bertahap menjadi lebih luas. Saat ini 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 tumbukan paduan aluminium terutama terdiri dari balok silang tumbukan, kotak tabrakan, pelat dasar pemasangan, dan selongsong kait penarik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1: Rakitan Balok Dampak Paduan Aluminium
Crash box adalah kotak logam yang terletak di antara balok tumbukan dan dua balok memanjang kendaraan, yang pada dasarnya berfungsi sebagai wadah penyerap energi. Energi ini mengacu pada kekuatan tumbukan. Saat kendaraan mengalami tabrakan, pancaran sinar tumbukan memiliki kemampuan menyerap energi pada tingkat tertentu. Namun jika energi melebihi kapasitas impact beam maka energi tersebut akan ditransfer ke crash box. Crash box menyerap semua gaya tumbukan dan berubah bentuk, memastikan balok memanjang tetap tidak rusak.
1 Persyaratan Produk
1.1 Dimensi harus memenuhi persyaratan toleransi gambar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
1.3 Persyaratan Kinerja Mekanik:
Kekuatan Tarik: ≥215 MPa
Kekuatan Hasil: ≥205 MPa
Perpanjangan A50: ≥10%
1.4 Kinerja Penghancuran Crash Box:
Sepanjang sumbu X kendaraan, menggunakan permukaan tumbukan yang lebih besar dari penampang produk, memuat dengan kecepatan 100 mm/menit hingga hancur, dengan besar kompresi 70%. Panjang awal profil adalah 300 mm. Di persimpangan tulang rusuk dan dinding luar, retakan harus kurang dari 15 mm agar dianggap dapat diterima. Harus dipastikan bahwa retakan yang diperbolehkan tidak mengganggu kapasitas penyerapan energi penghancuran profil, dan tidak boleh ada retakan yang signifikan di area lain setelah penghancuran.
2 Pendekatan Pembangunan
Untuk memenuhi persyaratan kinerja mekanis dan kinerja penghancuran secara bersamaan, pendekatan pengembangannya adalah sebagai berikut:
Gunakan rod 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 kabut + pendinginan udara dan lakukan perawatan penuaan berlebih untuk mencapai kondisi T7.
3 Produksi Percontohan
3.1 Kondisi Ekstrusi
Produksi dilakukan pada mesin ekstrusi press 2000T dengan rasio ekstrusi 36. Bahan yang digunakan adalah batang aluminium homogen 6063B. Suhu pemanasan batang aluminium adalah sebagai berikut: Zona IV 450-III zona 470-II zona 490-1 zona 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. Suhu di outlet ekstrusi adalah 500-540°C. Pendinginan dilakukan dengan menggunakan pendingin udara dengan daya kipas kiri sebesar 100%, daya kipas tengah sebesar 100%, dan daya kipas kanan sebesar 50%. Laju pendinginan rata-rata di dalam zona quenching mencapai 300-350°C/menit, dan suhu setelah keluar dari zona quenching 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. Profilnya tidak menunjukkan pembengkokan yang signifikan.
3.2 Penuaan
Setelah proses penuaan T6 pada suhu 185°C selama 6 jam, kekerasan dan sifat mekanik material adalah sebagai berikut:
Berdasarkan 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. 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 joran kedua dan ketiga, ujung kepalanya dipotong 1,5m, dan ujung ekornya dipotong 1,2m. Masing-masing diambil dua sampel dari bagian kepala, tengah, dan ekor, dengan panjang 300mm. Uji penghancuran dilakukan setelah penuaan pada suhu 185°C/6 jam dan 210°C/6 jam dan 8 jam (data kinerja mekanis seperti disebutkan di atas) pada mesin pengujian material universal. Pengujian dilakukan pada kecepatan pembebanan 100 mm/menit dengan besar 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 quenching dan penuaan sangat penting untuk keberhasilan pengembangan produk dan memberikan solusi proses yang ideal untuk produk crash box.
Melalui pengujian ekstensif, telah ditentukan bahwa kondisi material untuk produk crash box harus 6063-T7, metode pendinginannya adalah kabut + pendinginan udara, dan proses penuaan pada 210°C/6 jam adalah pilihan terbaik untuk mengekstrusi batang aluminium dengan suhu berkisar antara 480-500°C, kecepatan poros ekstrusi 2,5 mm/s, suhu cetakan ekstrusi 480°C, dan suhu keluar ekstrusi 500-540°C.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 07-Mei-2024
