1.鋁擠出門(mén)檻應(yīng)用示例

某車型在側(cè)圍內(nèi)板與底板之間的空腔內(nèi)設(shè)計(jì)有采用鋁擠出工藝的門(mén)檻，如圖所示。

該鋁擠出門(mén)檻作為車身最重要的零件在側(cè)碰中起到至關(guān)重要的作用，在整車一定速度的碰撞之下沖擊變形達(dá)到吸收能量的效果，以此來(lái)保證乘客的安全，并在新能源車上擔(dān)任著保證電池包殼體安全的職責(zé)，避免因側(cè)碰時(shí)底板變形較大導(dǎo)致電池包殼體變形從而擠壓模組產(chǎn)生失效起火等風(fēng)險(xiǎn)。而型材截面的內(nèi)側(cè)加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)以及材料的工藝對(duì)碰撞結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。

2.鋁擠出門(mén)檻制作過(guò)程

鋁擠出的工藝原理是指將加熱到指定溫度的鋁棒放入擠壓筒中，擠壓桿在壓機(jī)的作用下，逐步使鋁合金鑄錠發(fā)生變形并流入擠壓模模腔中，最終通過(guò)?？?，成行出所需型材，如圖所示。

由于鋁擠出零件是鋁棒流過(guò)擠壓模模孔形成的，因此其截面形狀由?？讻Q定，類似于擠牙膏一樣，不同開(kāi)口決定不同的擠出外型。門(mén)檻零件，作為擠壓型材產(chǎn)品，其制造工藝如圖所示：

鑄造后的棒料經(jīng)過(guò)鋸切，就可以成為擠壓用的鋁棒。為了使得鋁棒在擠壓過(guò)程中材料具有很好的流動(dòng)性，鋁棒和擠壓模具在擠壓之前還需要進(jìn)行預(yù)加熱，當(dāng)達(dá)到所需溫度后鋁棒進(jìn)行擠壓成型。

成型后的鋁型材需要進(jìn)行冷卻、校直，以保證鋁型材零件的扭擰度。經(jīng)過(guò)檢測(cè)后進(jìn)行鋸切，并經(jīng)時(shí)效處理，就可以得到所需的鋁型材。

上表為該鋁擠出門(mén)檻對(duì)于材料化學(xué)成分的要求，其中Si和Mg為主要強(qiáng)化元素，Si的含量決定了材料強(qiáng)度，但是過(guò)高的Si含量會(huì)導(dǎo)致零件延伸率下降，在某些環(huán)境下受到外力時(shí)材料可能會(huì)過(guò)早地開(kāi)裂。Cu的含量和腐蝕、焊接裂紋有著緊密的聯(lián)系。Mg是強(qiáng)化項(xiàng)元素，與Si形成Mg2Si。在鑄造合金配比時(shí)需要綜合考慮零件強(qiáng)度指標(biāo)和整車性能，達(dá)到一定的平衡點(diǎn)。

同時(shí)，為了保證零件的強(qiáng)度和整車的碰撞結(jié)果，擠壓工藝及其各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)至關(guān)重要。首先，必須考慮零件型材截面的大小，選擇最適合的擠壓機(jī)噸位，其次，為了保證擠壓的一致性和穩(wěn)定性，從鋁棒的加溫，擠壓模的保溫時(shí)間，擠壓筒推進(jìn)速度等都需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在擠壓時(shí)以盡可能快得的速度將鑄棒擠壓成型材，同時(shí)保證型材在通過(guò)擠壓出口時(shí)超過(guò)材料的固溶點(diǎn)溫度。

為保證零件的強(qiáng)度，必須用最快的冷卻方式將型材從500多度的高溫降至室溫，常用的冷卻方法包括風(fēng)冷、水霧冷、水冷。

考慮到門(mén)檻截面的大小和復(fù)雜程度，為了保證材料強(qiáng)度且控制零件的扭擰度，故采用水霧冷卻的方式保證零件尺寸要求并達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)。

同時(shí)，通過(guò)微合金化的配方和擠壓工藝的優(yōu)化將粗晶層控制在較好的范圍之內(nèi)，最終在腐蝕試驗(yàn)中取得較好的表現(xiàn)形式。