La bateria és el component bàsic d'un vehicle elèctric i el seu rendiment determina els indicadors tècnics com ara la durada de la bateria, el consum d'energia i la vida útil del vehicle elèctric. La safata de la bateria del mòdul de la bateria és el component principal que realitza les funcions de transport, protecció i refrigeració. El paquet de bateries modular està disposat a la safata de la bateria, fixada al xassís del cotxe a través de la safata de la bateria, tal com es mostra a la figura 1. Com que s'instal·la a la part inferior de la carrosseria del vehicle i l'entorn de treball és dur, la safata de la bateria ha de tenir la funció d'evitar l'impacte i la punxada de pedres per evitar que el mòdul de la bateria sigui danyat. La safata de la bateria és una part estructural de seguretat important dels vehicles elèctrics. A continuació s'introdueix el procés de conformació i el disseny del motlle de les safates de bateries d'aliatge d'alumini per a vehicles elèctrics.
Figura 1 (safata de bateria d'aliatge d'alumini)
1 Anàlisi de processos i disseny de motlles
1.1 Anàlisi del càsting
La safata de la bateria d'aliatge d'alumini per als vehicles elèctrics es mostra a la figura 2. Les dimensions totals són 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, el gruix bàsic de la paret és de 4 mm, la qualitat de la fosa és d'uns 15,5 kg i la qualitat de la fosa després del processament és d'uns 12,5 kg. El material és A356-T6, resistència a la tracció ≥ 290MPa, resistència a la fluència ≥ 225MPa, allargament ≥ 6%, duresa Brinell ≥ 75 ~ 90HBS, necessita complir els requisits d'estanquitat i IP67 i IP69K.
Figura 2 (safata de bateria d'aliatge d'alumini)
1.2 Anàlisi de processos
La fosa a pressió a baixa pressió és un mètode de fosa especial entre la fosa a pressió i la fosa per gravetat. No només té els avantatges d'utilitzar motlles metàl·lics per a tots dos, sinó que també té les característiques d'un farciment estable. La fosa a pressió a baixa pressió té els avantatges d'un farciment a baixa velocitat de baix a dalt, velocitat fàcil de controlar, impacte petit i esquitxades d'alumini líquid, menys escòria d'òxid, alta densitat de teixit i altes propietats mecàniques. Sota la fosa a pressió a baixa pressió, l'alumini líquid s'omple sense problemes i la fosa es solidifica i cristal·litza sota pressió, i es pot obtenir la fosa amb una estructura alta densa, altes propietats mecàniques i un aspecte bonic, que és adequat per formar peces de fosa de parets primes grans. .
Segons les propietats mecàniques requerides per la fosa, el material de fosa és A356, que pot satisfer les necessitats dels clients després del tractament T6, però la fluïdesa d'abocament d'aquest material generalment requereix un control raonable de la temperatura del motlle per produir peces de fosa grans i primes.
1.3 Sistema d'abocament
Ateses les característiques de les peces de fosa grans i primes, cal dissenyar múltiples portes. Al mateix temps, per garantir l'ompliment suau d'alumini líquid, s'afegeixen canals d'ompliment a la finestra, que s'han d'eliminar per postprocessament. Es van dissenyar dos esquemes de procés del sistema d'abocament en la fase inicial i es va comparar cada esquema. Com es mostra a la figura 3, l'esquema 1 disposa 9 portes i afegeix canals d'alimentació a la finestra; L'esquema 2 disposa de 6 portes que s'aboquen des del costat de la fosa a formar. L'anàlisi de simulació CAE es mostra a la figura 4 i la figura 5. Utilitzeu els resultats de la simulació per optimitzar l'estructura del motlle, intenteu evitar l'impacte advers del disseny del motlle en la qualitat de les peces de fosa, reduir la probabilitat de defectes de fosa i escurçar el cicle de desenvolupament. de foses.
Figura 3 (Comparació de dos esquemes de procés per a baixa pressió
Figura 4 (Comparació del camp de temperatura durant l'ompliment)
Figura 5 (Comparació dels defectes de porositat de contracció després de la solidificació)
Els resultats de simulació dels dos esquemes anteriors mostren que l'alumini líquid de la cavitat es mou cap amunt aproximadament en paral·lel, la qual cosa està en línia amb la teoria de l'ompliment paral·lel de l'alumini líquid en el seu conjunt, i les parts de porositat de contracció simulades de la fosa són resolt mitjançant l'enfortiment de la refrigeració i altres mètodes.
Avantatges dels dos esquemes: a jutjar per la temperatura de l'alumini líquid durant l'ompliment simulat, la temperatura de l'extrem distal de la fosa formada per l'esquema 1 té una uniformitat més alta que la de l'esquema 2, que és favorable a l'ompliment de la cavitat. . La fosa formada per l'esquema 2 no té el residu de la porta com l'esquema 1. La porositat de contracció és millor que la de l'esquema 1.
Desavantatges dels dos esquemes: com que la porta està disposada a la fosa que s'ha de formar a l'esquema 1, hi haurà un residu de porta a la fosa, que augmentarà uns 0,7 ka en comparació amb la fosa original. a partir de la temperatura de l'alumini líquid a l'esquema 2 d'ompliment simulat, la temperatura de l'alumini líquid a l'extrem distal ja és baixa i la simulació es troba sota l'estat ideal de la temperatura del motlle, de manera que la capacitat de flux de l'alumini líquid pot ser insuficient en l'estat real, i hi haurà un problema de dificultat en l'emmotllament de fosa.
Combinat amb l'anàlisi de diversos factors, es va triar l'esquema 2 com a sistema d'abocament. Tenint en compte les deficiències de l'esquema 2, el sistema d'abocament i el sistema de calefacció s'optimitzen en el disseny del motlle. Tal com es mostra a la figura 6, s'afegeix l'elevador de desbordament, que és beneficiós per a l'ompliment d'alumini líquid i redueix o evita l'aparició de defectes en peces de fosa modelada.
Figura 6 (Sistema d'abocament optimitzat)
1.4 Sistema de refrigeració
Les peces que suporten tensions i les zones amb requisits d'alt rendiment mecànic de les peces de fosa s'han de refredar o alimentar adequadament per evitar la porositat de contracció o el craqueig tèrmic. El gruix bàsic de la paret de la fosa és de 4 mm i la solidificació es veurà afectada per la dissipació de calor del propi motlle. Per a les seves parts importants, s'estableix un sistema de refrigeració, tal com es mostra a la figura 7. Un cop finalitzat l'ompliment, passeu aigua per refredar i cal ajustar el temps de refredament específic al lloc d'abocament per assegurar-vos que la seqüència de solidificació sigui format des de l'extrem de la porta fins a l'extrem de la porta, i la porta i l'elevador es solidifiquen al final per aconseguir l'efecte d'alimentació. La part amb un gruix de paret més gruixut adopta el mètode d'afegir refrigeració per aigua a la inserció. Aquest mètode té un millor efecte en el procés de fosa real i pot evitar la porositat de contracció.
Figura 7 (Sistema de refrigeració)
1.5 Sistema d'escapament
Atès que la cavitat del metall de fosa a baixa pressió està tancada, no té una bona permeabilitat a l'aire com els motlles de sorra, ni s'escapa a través d'elevadores en la fosa per gravetat general, l'escapament de la cavitat de fosa a baixa pressió afectarà el procés d'ompliment de líquid. alumini i la qualitat de les peces de fosa. El motlle de fosa a pressió a baixa pressió es pot esgotar a través dels buits, les ranures d'escapament i els taps d'escapament a la superfície de separació, la barra d'empenta, etc.
El disseny de la mida de l'escapament del sistema d'escapament ha de ser propici per a l'escapament sense desbordar-se, un sistema d'escapament raonable pot evitar que les foses tinguin defectes com ara un farcit insuficient, una superfície solta i una resistència baixa. L'àrea d'ompliment final de l'alumini líquid durant el procés d'abocament, com ara el suport lateral i l'elevador del motlle superior, ha d'estar equipat amb gas d'escapament. Tenint en compte que l'alumini líquid flueix fàcilment a l'espai de l'endoll d'escapament en el procés real de fosa a pressió a baixa pressió, cosa que porta a la situació que l'endoll d'aire s'extreu quan s'obre el motlle, s'adopten tres mètodes després diversos intents i millores: el mètode 1 utilitza un tap d'aire sinteritzat de metal·lúrgia en pols, com es mostra a la figura 8 (a), el desavantatge és que el cost de fabricació és elevat; El mètode 2 utilitza un tap d'escapament de tipus costura amb un espai de 0,1 mm, tal com es mostra a la figura 8 (b), el desavantatge és que la costura d'escapament es bloqueja fàcilment després de la pintura en polvorització; El mètode 3 utilitza un tap d'escapament tallat per filferro, la bretxa és de 0,15 ~ 0,2 mm, tal com es mostra a la figura 8 (c). Els desavantatges són la baixa eficiència de processament i un alt cost de fabricació. Cal seleccionar diferents taps d'escapament segons l'àrea real de la fosa. En general, els taps de ventilació sinteritzats i tallats amb filferro s'utilitzen per a la cavitat de la fosa, i el tipus de costura s'utilitza per al capçal del nucli de sorra.
Figura 8 (3 tipus de taps d'escapament adequats per a la fosa a pressió a baixa pressió)
1.6 Sistema de calefacció
La fosa és gran en grandària i prim en gruix de paret. En l'anàlisi del flux del motlle, el cabal de l'alumini líquid al final de l'ompliment és insuficient. La raó és que l'alumini líquid és massa llarg per fluir, la temperatura baixa i l'alumini líquid es solidifica per avançat i perd la seva capacitat de flux, es tanca en fred o es produeix un abocament insuficient, l'aixeta de la matriu superior no podrà aconseguir el efecte de l'alimentació. A partir d'aquests problemes, sense canviar el gruix de la paret i la forma de la fosa, augmentar la temperatura de l'alumini líquid i la temperatura del motlle, millorar la fluïdesa de l'alumini líquid i resoldre el problema de tancament en fred o abocament insuficient. Tanmateix, una temperatura excessiva de l'alumini líquid i la temperatura del motlle produiran noves unions tèrmiques o porositat de contracció, donant lloc a forats plans excessius després del processament de la fosa. Per tant, cal seleccionar una temperatura d'alumini líquid adequada i una temperatura de motlle adequada. Segons l'experiència, la temperatura de l'alumini líquid es controla a uns 720 ℃ i la temperatura del motlle es controla a 320 ~ 350 ℃.
Tenint en compte el gran volum, el gruix de la paret prim i la poca alçada de la fosa, s'instal·la un sistema de calefacció a la part superior del motlle. Com es mostra a la figura 9, la direcció de la flama s'enfronta a la part inferior i lateral del motlle per escalfar el pla inferior i el costat de la fosa. Segons la situació d'abocament in situ, ajusteu el temps d'escalfament i la flama, controleu la temperatura de la part superior del motlle a 320 ~ 350 ℃, assegureu-vos que la fluïdesa de l'alumini líquid dins d'un rang raonable i feu que l'alumini líquid ompli la cavitat. i aixecament. En ús real, el sistema de calefacció pot assegurar eficaçment la fluïdesa de l'alumini líquid.
Figura 9 (Sistema de calefacció)
2. Estructura del motlle i principi de funcionament
D'acord amb el procés de fosa a pressió a baixa pressió, combinat amb les característiques de la fosa i l'estructura de l'equip, per tal d'assegurar que la fosa formada es mantingui al motlle superior, les estructures de tracció del nucli davanter, posterior, esquerre i dret són dissenyat al motlle superior. Després de formar i solidificar la fosa, primer s'obren els motlles superior i inferior, i després estireu el nucli en 4 direccions i, finalment, la placa superior del motlle superior expulsa la fosa formada. L'estructura del motlle es mostra a la figura 10.
Figura 10 (estructura del motlle)
Editat per May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicació: 11-maig-2023
