CN107686916B - 一种汽车吸能盒加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车吸能盒加工方法，本发明采用铝合金材料，铝合金材料中合金质量含量为Mg：0.8‑0.85%，Si：0.65‑0.7%，Mn：0.13‑0.15%，Cr：0.15‑0.20%；将采用前述铝合金材料的铝棒在挤压模具中挤成截面为方形的管体的汽车吸能盒，管体的四角为圆弧过渡，挤压模具的上模工作带和下模工作带长度均为吸能盒壁厚的2‑4倍。本发明从6061合金经过多次试验优先出一种延伸率很高、抗拉强度、屈服强度也较高的合金，再结合模具工作带的减短，使得本发明加工出的汽车吸能盒在压溃后无开裂。

Description

一种汽车吸能盒加工方法
技术领域
本发明涉及一种汽车吸能盒加工方法。
背景技术
1.汽车轻量化发展迅速，铝合金具有强度适中、质量轻，易成型等特点，适用于汽车轻量化设计；
2.作为中等强度的铝合金，6061合金在飞机、轮船、汽车行业中的使用重量及范围，日益增加。
3.目前我司的6061合金牌号不能够满足客户对吸能盒类产品压溃要求，客户对6061合金的性能要求：抗拉≥260Mpa，屈服≥240Mpa，延伸率≥8％，压溃无开裂或开裂长度＜25mm。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种汽车吸能盒加工方法，使其加工出的吸能盒压溃无开裂。
为了解决上述技术问题，本发明汽车吸能盒加工方法，采用铝合金材料，铝合金材料中合金质量含量为Mg：0.8-0.85％，Si：0.65-0.7％，Mn：0.13-0.15％，Cr：0.15-0.20％；将采用前述铝合金材料的铝棒在挤压模具中挤成截面为方形的管体的汽车吸能盒，管体的四角为圆弧过渡，挤压模具的上模工作带和下模工作带长度均为吸能盒壁厚的2-4倍。
优选的，所述的铝合金材料为：Si：0.65-0.7％，Fe≤0.25％，Cu：0.15-0.2％，Mn：0.13-0.15％，Mg：0.8-0.85％，Zn≤0.1％，Ti≤0.1％，Cr：0.1-0.15％，余量为Al。
优选的，挤压模具的下模工作带为吸能盒壁厚的3倍，上模工作带比下模工作带长1-2mm。
优选的，所述的铝合金材料在溶炼中Mn的添加是以Mn的质量含量为80％的锰剂，添加至熔炼铝液中，添加时铝液温度740-760℃；Cr的添加是以Cr的质量含量为75％的铬剂，添加至熔炼铝液中，添加时铝液温度740-760℃，溶炼后的铝液使用30目和50目双级过滤后铸造成铝棒，铝棒使用560℃，保温4小时，均匀化退火；挤压工艺参数：挤压筒设定温度：430-450℃，铝棒加热温度：450-480℃，模具加热温度：450-470℃，挤压杆速度：1.5±0.2mm/s；挤压成型后将型材淬火，淬火温度：500-520℃；淬火方式：水冷；然后时效处理：采用200℃，4h时效。
本发明的有益效果是：本发明从6061合金经过多次试验优先出一种延伸率很高、抗拉强度、屈服强度也较高的合金，再结合模具工作带的减短，使得本发明加工出的汽车吸能盒在压溃后无开裂。
附图说明
图1是本发明汽车吸能盒的主视图；
图2是本发明采用的模具结构示意图；
图3是图2的I局部放大图；
图4是对照例1汽车吸能盒的三个位置的金相图，粗晶严重；
图5是例4汽车吸能盒的三个位置的金相图，粗晶得到改善；
图6是对照例2汽车吸能盒的三个位置的金相图，粗晶得到改善；
图7是例2汽车吸能盒的三个位置的金相图，粗晶效果最佳；
图4－6中，从左到右三幅图依次代表相应实施例的A-A、B-B、C-C三处的金相结构。
图中：1、上模，2、下模。
具体实施方式
本发明具体实施以下几种铝合金材料，具体成分见表1(表中各成份含量为质量百分含量)：
采用上述的铝合金材料的汽车吸能盒采用如下加工方法，具体包括如下步骤：
(1)熔炼：熔炼获得铝合金材料；
(2)铸造铝棒：将溶炼后的铝液使用30目和50目双级过滤后铸造成铝棒；通过油压铸造机及浇铸盘(包含结晶器上水冷却的水帘式冷却系统)进行连续铸造，铸造出6米长φ203铝棒；
(3)退火：铝棒使用560℃，保温4小时，均匀化退火；风雾冷却进行均匀化，高倍检测组织内的杂质相数量和形状符合要求；
(4)锯切：将6米长铝棒进行锯切头尾，得到挤压使用的长棒(加热炉为长棒热剪炉)；
(5)挤压成型：挤压机吨位2000T，如图2所示，模具包括上模1和下模2，材料从上模的进料口加入经挤压从上模工作带和下模工作带之间挤出，成型产品，如图1所示，汽车吸能盒是截面为方形的管体，管体的四角为圆弧过渡。挤压工艺参数：
挤压筒设定温度：430-450℃；
铝棒加热温度：450-480℃；
模具加热温度：450-470℃；
挤压杆速度：1.5±0.2mm/s；
模具工作带(如图3所示)，下模工作带长度L1，上模工作带长度L2。汽车吸能盒壁厚为D。
(6)淬火：型材淬火温度：500-520℃；淬火方式：水冷；
(7)时效：采用200℃，4小时时效；
(8)测试铝棒的力学性能及断后延伸率，测试产品的金相结构及压溃情况。
表2(表1中各合金的铝棒性能)
合金 抗拉强度Mpa 屈服强度Mpa 延伸率A5％
合金1 300.8 269.5 14.4
合金2 301.1 268.8 14.5
合金3 271 250 13.1
合金4 284.4 250.7 14.3
合金5 284.8 255.7 14.4
合金6 283.9 250.3 14.3
对照合金1 272.8 246.1 8.4
对照合金2 271.2 240.7 8.11
表3(各具体实施例压溃情况)
从表1－表2可以看出，采用本发明限定的合金，其合金的延伸率有大幅的提高，抗拉强度、屈服强度也有改善。从图4－7可以看出，采用本发明限定的合金及减短模具工作带，得到的产品粗晶效果最佳。从表3可以看出，在采用本发明限的合金的条件下，再配合减短模具工作带，能够克服汽车吸能盒压溃开裂的情况，压溃后，材料呈折叠状，无开裂。

Claims (3)

1.一种汽车吸能盒加工方法，其特征在于：采用铝合金材料，所述的铝合金材料为：Si：0.65-0.7%，Fe≤0.25%，Cu ：0.15-0.2%，Mn ：0.13-0.15%，Mg ：0.8-0.85%，Zn ≤0.1%，Ti≤0.1%，Cr ：0.1-0.15%，余量为Al；将采用前述铝合金材料的铝棒使用560℃，保温４小时，均匀化退火，铝棒在挤压模具中挤成截面为方形的管体的汽车吸能盒，管体的四角为圆弧过渡，挤压模具的上模工作带和下模工作带长度均为吸能盒壁厚的2-4倍，上模工作带比下模工作带长1-2mm。
2.根据权利要求1所述的汽车吸能盒加工方法，其特征在于：挤压模具的下模工作带为吸能盒壁厚的３倍。
3.根据权利要求1或２所述汽车吸能盒加工方法，其特征在于：所述的铝合金材料在溶炼中Mn的添加是以Mn的质量含量为80%的锰剂，添加至熔炼铝液中，添加时铝液温度740-760℃；Cr的添加是以Cr的质量含量为75%的铬剂，添加至熔炼铝液中，添加时铝液温度740-760℃，溶炼后的铝液使用30目和50目双级过滤后铸造成铝棒，铝棒使用所述的560℃，保温４小时，均匀化退火；挤压工艺参数：挤压筒设定温度：430-450℃，铝棒加热温度：450-480℃，模具加热温度：450-470℃，挤压杆速度：1.5±0.2mm/s；挤压成型后将型材淬火，淬火温度：500-520℃；淬火方式：水冷；然后时效处理：采用200℃，4h时效。
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