Camino tecnológico para la mejora sinérgica de la resistencia y la conductividad de la barra colectora plana de aluminio 6101 para moldeo por extrusión

El proceso de extrusión consiste en recubrir uniformemente el material aislante en la superficie de la barra colectora de aluminio para formar una capa protectora densa. Esta característica determina que la barra de aluminio debe cumplir estrictos requisitos en cuatro dimensiones: mecánica, superficie, estructura y composición. En términos de resistencia mecánica, el entorno del vehículo debe hacer frente a vibraciones continuas y tensiones de montaje. La barra colectora de aluminio de la serie 1 debe cumplir con el estándar estatal H24, lo que significa que la resistencia a la tracción no debe ser inferior a 150 MPa y el límite elástico no debe ser inferior a 135 MPa. En términos de calidad de la superficie, la superficie de las barras de aluminio debe ser lisa y plana, sin rebabas ni protuberancias en los bordes; de lo contrario, es fácil perforar la capa aislante durante el proceso de extrusión, lo que provoca posibles riesgos de fugas. En términos de diseño estructural, para evitar el agrietamiento de la capa de aislamiento en las esquinas afiladas debido a la concentración de tensión, las cuatro esquinas de la barra colectora plana de aluminio para aparamenta deben diseñarse con ángulos R-suaves de 0,45 a 0,50 mm, y la tolerancia dimensional general debe controlarse estrictamente. En términos de control de la composición, para garantizar una conductividad excelente, la composición de la aleación debe proporcionarse con precisión, el contenido de impurezas debe limitarse estrictamente y el contenido de hidrógeno de la masa fundida debe controlarse estrictamente para evitar defectos de porosidad interna que afecten el procesamiento y el rendimiento posteriores.

En la actualidad, los procesos tradicionales para preparar conexiones de aluminio flexible 1370 en la industria se dividen principalmente en tratamiento térmico por laminación y extrusión directa, los cuales tienen limitaciones inherentes a la hora de equilibrar el rendimiento y la calidad. La combinación de laminado y proceso de tratamiento térmico a baja-temperatura se logra formando bobinas anchas de aluminio mediante laminación y luego sometiéndolas a tratamiento térmico, que puede cumplir con los requisitos de resistencia del estado H24. Pero este proceso requiere obtener el ancho objetivo mediante procesos de corte posteriores, y los bordes de corte inevitablemente producen rebabas, que pueden dañar directamente la capa de aislamiento extruida. El proceso de extrusión directa utiliza un molde para un-moldeo único, que puede eliminar por completo las rebabas y controlar con precisión la forma del ángulo R-a través del diseño del molde. La barra colectora plana de aluminio 6101 tiene importantes ventajas en la calidad de la superficie. Sin embargo, la temperatura durante el proceso de extrusión suele ser más alta que la temperatura de recristalización de la aleación de aluminio, lo que da como resultado que la tira de aluminio formada esté en el estado H112 con una resistencia a la tracción de sólo 120 a 130 MPa, que no puede cumplir con los requisitos de rendimiento mecánico del estado H24 y es difícil de adaptar a las duras condiciones de trabajo de los vehículos de nueva energía.

En respuesta a las limitaciones de los procesos tradicionales, la innovadora ruta del proceso compuesto de "preparación de varillas de aluminio, extrusión continua, formación de refuerzo por laminación en frío" resuelve eficazmente el problema de equilibrar la resistencia y la calidad de la superficie del conector de alimentación eléctrica de barra colectora de aluminio. En primer lugar, en la etapa de preparación de la varilla de aluminio, la aleación se funde mediante tecnología de fundición y laminación continua, con un control estricto de la proporción de composición. El contenido de silicio es del 0,04% al 0,07%, el contenido de hierro es del 0,14% al 0,16%, el contenido de impurezas individuales no supera el 0,02%, el contenido de impurezas total no supera el 0,10% y se garantiza que el contenido de aluminio será superior al 99,70%, lo que garantiza la conductividad desde la fuente; Al mismo tiempo, se logra un control estricto del contenido de hidrógeno en la masa fundida mediante desgasificación en línea y otros procesos para eliminar defectos de porosidad interna en barras colectoras de aluminio personalizadas. En segundo lugar, en la etapa de moldeo por extrusión continua, se adopta un modo de operación continua de desenrollado, enderezado, limpieza, extrusión, enfriamiento y bobinado para controlar la velocidad de extrusión a 20-25 m/min, asegurando la eficiencia y calidad del moldeo; El proceso de enfriamiento adopta una combinación de enfriamiento por agua de 20 a 30 grados y enfriamiento por aire de 5 a 8 m/s para enfriar rápidamente y suprimir el proceso de recristalización, sentando las bases estructurales para procesos de fortalecimiento posteriores.

El fortalecimiento del laminado en frío es el proceso central para lograr el estándar de resistencia de las conexiones flexibles de aluminio, al mismo tiempo que se considera la forma del ángulo R-y la tasa de alargamiento. Por lo tanto, controlar los parámetros del proceso es crucial. Pasar la barra colectora extruida por un laminador en frío, controlando estrictamente la reducción del laminado en frío al 7% -12% del espesor. Si la reducción es demasiado baja, la mejora de la resistencia será insuficiente y no cumplirá con los requisitos estatales H24; Si la cantidad de compresión es demasiado alta, provocará una deformación del ángulo R-y dañará la compatibilidad de la extrusión. Para equilibrar aún más la resistencia mecánica y el alargamiento del material, la barra colectora de aluminio 6061 debe someterse a un tratamiento de recocido a baja temperatura después del laminado en frío y mantenerse a una temperatura de 250 a 300 grados durante 1 a 2 horas. Este proceso no solo elimina la tensión interna generada durante el proceso de laminación en frío, sino que también optimiza la microestructura del material, logrando en última instancia el estándar de rendimiento mecánico del estado H24 mientras mantiene la alta conductividad del aluminio extruido de aleación de aluminio 1370, resolviendo perfectamente el problema de la industria de que los procesos tradicionales no pueden equilibrar la calidad de la superficie y la resistencia.

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