सतह पर मोटे कणों और ईवी के लिए एल्यूमीनियम प्रोफाइल की कठिन वेल्डिंग जैसी समस्याओं के समाधान का व्यावहारिक स्पष्टीकरण

पर्यावरण संरक्षण के प्रति बढ़ती जागरूकता और दुनिया भर में नई ऊर्जा के विकास और वकालत के साथ, ऊर्जा वाहनों का प्रचार और अनुप्रयोग अपरिहार्य हो गया है। साथ ही, मोटर वाहन सामग्रियों के हल्केपन के विकास, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के सुरक्षित अनुप्रयोग, और उनकी सतह की गुणवत्ता, आकार और यांत्रिक गुणों की आवश्यकताएं लगातार बढ़ रही हैं। उदाहरण के लिए, 1.6 टन वजन वाले वाहन को लेते हुए, एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री लगभग 450 किलोग्राम है, जो लगभग 30% है। एक्सट्रूज़न उत्पादन प्रक्रिया में दिखाई देने वाले सतही दोष, विशेष रूप से आंतरिक और बाहरी सतहों पर मोटे दाने की समस्या, एल्यूमीनियम प्रोफाइल की उत्पादन प्रगति को गंभीर रूप से प्रभावित करते हैं और उनके अनुप्रयोग विकास में बाधा बन जाते हैं।

एक्सट्रूडेड प्रोफाइल के लिए, एक्सट्रूज़न डाई का डिज़ाइन और निर्माण अत्यंत महत्वपूर्ण है, इसलिए ईवी एल्युमीनियम प्रोफाइल के लिए डाई का अनुसंधान और विकास अनिवार्य है। वैज्ञानिक और उचित डाई समाधान प्रस्तावित करने से बाजार की मांग को पूरा करने के लिए ईवी एल्युमीनियम प्रोफाइल की योग्यता दर और एक्सट्रूज़न उत्पादकता में और सुधार हो सकता है।

1 उत्पाद मानक

(1) भागों और घटकों की सामग्री, सतह उपचार और संक्षारण-रोधी ETS-01-007 "एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफ़ाइल भागों के लिए तकनीकी आवश्यकताएं" और ETS-01-006 "एनोडिक ऑक्सीकरण सतह उपचार के लिए तकनीकी आवश्यकताएं" के प्रासंगिक प्रावधानों का अनुपालन करेंगे।

(2) सतह उपचार: एनोडिक ऑक्सीकरण, सतह में मोटे अनाज नहीं होना चाहिए।

(3) भागों की सतह पर दरारें और झुर्रियाँ जैसे दोष न होने दें। ऑक्सीकरण के बाद भागों को दूषित न होने दें।

(4) उत्पाद के प्रतिबंधित पदार्थ Q/JL J160001-2017 “ऑटोमोटिव पार्ट्स और सामग्रियों में प्रतिबंधित और प्रतिबंधित पदार्थों के लिए आवश्यकताएं” की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

(5) यांत्रिक प्रदर्शन आवश्यकताएँ: तन्य शक्ति ≥ 210 एमपीए, उपज शक्ति ≥ 180 एमपीए, फ्रैक्चर के बाद बढ़ाव A50 ≥ 8%।

(6) नई ऊर्जा वाहनों के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु संरचना की आवश्यकताएं तालिका 1 में दर्शाई गई हैं।

2 एक्सट्रूज़न डाई संरचना का अनुकूलन और तुलनात्मक विश्लेषण बड़े पैमाने पर बिजली कटौती होती है

(1) पारंपरिक समाधान 1: अर्थात्, फ्रंट एक्सट्रूज़न डाई डिज़ाइन में सुधार करना, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। पारंपरिक डिज़ाइन विचार के अनुसार, जैसा कि चित्र में तीर द्वारा दिखाया गया है, मध्य रिब स्थिति और सब्लिंगुअल ड्रेनेज स्थिति को संसाधित किया जाता है, ऊपरी और निचले ड्रेनेज एक तरफ 20° होते हैं, और ड्रेनेज ऊँचाई H15 मिमी का उपयोग रिब भाग में पिघले हुए एल्यूमीनियम की आपूर्ति के लिए किया जाता है। सब्लिंगुअल खाली चाकू को एक समकोण पर स्थानांतरित किया जाता है, और पिघला हुआ एल्यूमीनियम कोने पर रहता है, जिससे एल्यूमीनियम स्लैग के साथ मृत क्षेत्र उत्पन्न करना आसान होता है। उत्पादन के बाद, ऑक्सीकरण द्वारा यह सत्यापित किया जाता है कि सतह मोटे अनाज की समस्याओं के लिए बेहद संवेदनशील है।

पारंपरिक मोल्ड निर्माण प्रक्रिया में निम्नलिखित प्रारंभिक अनुकूलन किए गए:

क. इस साँचे के आधार पर, हमने पसलियों तक एल्युमीनियम की आपूर्ति बढ़ाने की कोशिश की।

ख. मूल गहराई के आधार पर, सब्लिंगुअल खाली चाकू की गहराई को गहरा किया जाता है, अर्थात, मूल 15 मिमी में 5 मिमी जोड़ा जाता है;

ग. मूल 14 मिमी के आधार पर, सब्लिंगुअल खाली ब्लेड की चौड़ाई 2 मिमी बढ़ा दी गई है। अनुकूलन के बाद वास्तविक चित्र चित्र 3 में दिखाया गया है।

सत्यापन के परिणाम बताते हैं कि उपरोक्त तीन प्रारंभिक सुधारों के बाद, ऑक्सीकरण उपचार के बाद भी प्रोफाइल में मोटे कणों के दोष मौजूद हैं और उनका उचित समाधान नहीं किया गया है। इससे पता चलता है कि प्रारंभिक सुधार योजना अभी भी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री की उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है।

(2) प्रारंभिक अनुकूलन के आधार पर नई योजना 2 प्रस्तावित की गई थी। नई योजना 2 का मोल्ड डिज़ाइन चित्र 4 में दिखाया गया है। "धातु तरलता सिद्धांत" और "कम से कम प्रतिरोध के नियम" के अनुसार, बेहतर ऑटोमोटिव पार्ट्स मोल्ड "ओपन बैक होल" डिज़ाइन योजना को अपनाता है। रिब स्थिति प्रत्यक्ष प्रभाव में भूमिका निभाती है और घर्षण प्रतिरोध को कम करती है; फ़ीड सतह को "पॉट कवर के आकार" के लिए डिज़ाइन किया गया है और पुल की स्थिति को एक आयाम प्रकार में संसाधित किया जाता है, इसका उद्देश्य घर्षण प्रतिरोध को कम करना, संलयन में सुधार करना और बाहर निकालना दबाव को कम करना है; पुल के तल पर मोटे अनाज की समस्या को रोकने के लिए पुल को जितना संभव हो उतना धँसा जाता है, और पुल के तल की जीभ के नीचे खाली चाकू की चौड़ाई ≤3 मिमी है; काम करने वाले बेल्ट और निचले डाई वर्किंग बेल्ट के बीच कदम का अंतर ≤1.0 मिमी है मध्य भीतरी पसली पर दोनों सिरों के बीच कार्य बेल्ट यथासंभव छोटी होती है, जो आम तौर पर दीवार की मोटाई का 1.5 से 2 गुना होती है; जल निकासी नाली में पर्याप्त धातु-एल्यूमीनियम जल के गुहा में प्रवाहित होने की आवश्यकता को पूरा करने के लिए एक सहज संक्रमण होता है, जो पूरी तरह से संलयित अवस्था प्रस्तुत करता है, और किसी भी स्थान पर कोई मृत क्षेत्र नहीं छोड़ता है (ऊपरी डाई के पीछे खाली चाकू 2 से 2.5 मिमी से अधिक नहीं होता है)। सुधार से पहले और बाद में एक्सट्रूज़न डाई संरचना की तुलना चित्र 5 में दिखाई गई है।

(3) प्रसंस्करण विवरणों के सुधार पर ध्यान दें। पुल की स्थिति को पॉलिश किया जाता है और सुचारू रूप से जोड़ा जाता है, ऊपरी और निचले डाई वर्किंग बेल्ट समतल होते हैं, विरूपण प्रतिरोध कम होता है, और असमान विरूपण को कम करने के लिए धातु प्रवाह में सुधार किया जाता है। यह मोटे अनाज और वेल्डिंग जैसी समस्याओं को प्रभावी ढंग से दबा सकता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि रिब डिस्चार्ज स्थिति और पुल रूट की गति अन्य भागों के साथ समकालिक है, और एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल की सतह पर मोटे अनाज वेल्डिंग जैसी सतह की समस्याओं को यथोचित और वैज्ञानिक रूप से दबा दिया जाता है। मोल्ड ड्रेनेज सुधार से पहले और बाद की तुलना चित्र 6 में दिखाई गई है।

3 एक्सट्रूज़न प्रक्रिया

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए 6063-T6 एल्युमीनियम मिश्रधातु के लिए, विभाजित डाई का निष्कासन अनुपात 20-80 के रूप में परिकलित किया गया है, और 1800t मशीन में इस एल्युमीनियम सामग्री का निष्कासन अनुपात 23 है, जो मशीन की उत्पादन प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है। निष्कासन प्रक्रिया तालिका 2 में दर्शाई गई है।

तालिका 2 नए ईवी बैटरी पैक के बीम लगाने के लिए एल्यूमीनियम प्रोफाइल की एक्सट्रूज़न उत्पादन प्रक्रिया

एक्सट्रूज़न करते समय निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान दें:

(1) सांचों को एक ही भट्टी में गर्म करना मना है, अन्यथा सांचों का तापमान असमान हो जाएगा और क्रिस्टलीकरण आसानी से हो जाएगा।

(2) यदि एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान असामान्य शटडाउन होता है, तो शटडाउन समय 3 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए, अन्यथा मोल्ड को हटा दिया जाना चाहिए।

(3) डिमोल्डिंग के बाद भट्ठी में वापस आकर गर्म करना और फिर सीधे बाहर निकालना निषिद्ध है।

4. फफूंदी की मरम्मत के उपाय और उनकी प्रभावशीलता

दर्जनों मोल्ड मरम्मत और परीक्षण मोल्ड सुधारों के बाद, निम्नलिखित उचित मोल्ड मरम्मत योजना प्रस्तावित है।

(1) मूल साँचे में पहला सुधार और समायोजन करें:

1 पुल को जितना संभव हो सके उतना डुबोने की कोशिश करें, और पुल के तल की चौड़ाई ≤3 मिमी होनी चाहिए;

② सिर के कार्य बेल्ट और निचले मोल्ड के कार्य बेल्ट के बीच कदम अंतर ≤1.0 मिमी होना चाहिए;

③ प्रवाह अवरोध न छोड़ें;

④ आंतरिक पसलियों पर दो पुरुष सिर के बीच काम करने वाला बेल्ट जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए, और जल निकासी नाली का संक्रमण जितना संभव हो उतना बड़ा और चिकना होना चाहिए;

⑤ निचले मोल्ड का कार्य बेल्ट जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए;

⑥ किसी भी स्थान पर कोई मृत क्षेत्र नहीं छोड़ा जाना चाहिए (पीछे का खाली चाकू 2 मिमी से अधिक नहीं होना चाहिए);

⑦ आंतरिक गुहा में मोटे अनाज के साथ ऊपरी मोल्ड की मरम्मत करें, निचले मोल्ड के कामकाजी बेल्ट को कम करें और प्रवाह ब्लॉक को समतल करें, या प्रवाह ब्लॉक न हो और निचले मोल्ड के कामकाजी बेल्ट को छोटा करें।

(2) उपरोक्त मोल्ड के आगे के मोल्ड संशोधन और सुधार के आधार पर, निम्नलिखित मोल्ड संशोधन किए जाते हैं:

① दो नर सिरों के मृत क्षेत्रों को हटा दें;

2 प्रवाह ब्लॉक को खुरच कर हटा दें;

③ सिर और निचले डाई कार्य क्षेत्र के बीच ऊंचाई अंतर को कम करें;

④ निचले डाई कार्य क्षेत्र को छोटा करें।

(3) मोल्ड की मरम्मत और सुधार के बाद, तैयार उत्पाद की सतह की गुणवत्ता एक आदर्श स्थिति तक पहुँच जाती है, जिसमें एक चमकदार सतह और कोई मोटे दाने नहीं होते हैं, जो ईवीएस के लिए एल्यूमीनियम प्रोफाइल की सतह पर मौजूद मोटे अनाज, वेल्डिंग और अन्य दोषों की समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल करता है।

(4) एक्सट्रूज़न मात्रा मूल 5 टी/डी से बढ़कर 15 टी/डी हो गई, जिससे उत्पादन दक्षता में काफी सुधार हुआ।

5। उपसंहार

मूल साँचे को बार-बार अनुकूलित और बेहतर बनाने से, सतह पर मोटे कणों और ईवी के लिए एल्यूमीनियम प्रोफाइल की वेल्डिंग से संबंधित एक बड़ी समस्या पूरी तरह से हल हो गई।

(1) मूल साँचे की कमज़ोर कड़ी, यानी मध्य रिब स्थिति रेखा, को तर्कसंगत रूप से अनुकूलित किया गया। दोनों सिरों के मृत क्षेत्रों को हटाकर, प्रवाह ब्लॉक को समतल करके, सिर और निचले डाई कार्य क्षेत्र के बीच ऊँचाई के अंतर को कम करके, और निचले डाई कार्य क्षेत्र को छोटा करके, इस प्रकार के ऑटोमोबाइल में प्रयुक्त 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के सतही दोषों, जैसे मोटे दाने और वेल्डिंग, को सफलतापूर्वक दूर किया गया।

(2) एक्सट्रूज़न मात्रा 5 टन/दिन से बढ़कर 15 टन/दिन हो गई, जिससे उत्पादन दक्षता में काफी सुधार हुआ।

(3) एक्सट्रूज़न डाई डिज़ाइन और विनिर्माण का यह सफल मामला समान प्रोफाइल के उत्पादन में प्रतिनिधि और संदर्भ योग्य है और प्रचार के योग्य है।