La batteria è il componente principale di un veicolo elettrico e le sue prestazioni determina gli indicatori tecnici come la durata della batteria, il consumo di energia e la durata di servizio del veicolo elettrico. Il vassoio della batteria nel modulo batteria è il componente principale che svolge le funzioni di trasporto, protezione e raffreddamento. Il pacco batteria modulare è disposto nel vassoio della batteria, fissata sul telaio dell'auto attraverso il vassoio della batteria, come mostrato nella Figura 1. Poiché è installato sul fondo del corpo del veicolo e l'ambiente di lavoro è duro, il vassoio della batteria Deve avere la funzione di prevenire l'impatto e la foratura della pietra per evitare che il modulo della batteria venga danneggiato. Il vassoio della batteria è una parte strutturale di sicurezza importante dei veicoli elettrici. Il seguente introduce il processo di formazione e la progettazione dello stampo di vassoi di batterie in lega di alluminio per veicoli elettrici.
Figura 1 (vassoio batteria in lega di alluminio)
1 Analisi del processo e progettazione dello stampo
1.1 Analisi del casting
Il vassoio per batterie in lega di alluminio per veicoli elettrici è mostrato nella Figura 2. Le dimensioni complessive sono 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, lo spessore della parete di base è di 4 mm, la qualità del fusione è di circa 15,5 kg e la qualità della fusione dopo l'elaborazione è di circa 12,5 kg. Il materiale è A356-T6, resistenza alla trazione ≥ 290 MPa, resistenza alla snervamento ≥ 225 MPa, allungamento ≥ 6%, durezza Brinell ≥ 75 ~ 90hbs, devono soddisfare la tenuta dell'aria e i requisiti IP67 e IP69K.
Figura 2 (vassoio batteria in lega di alluminio)
1.2 Analisi del processo
La fusione per die a bassa pressione è uno speciale metodo di fusione tra fusione di pressione e fusione di gravità. Non ha solo i vantaggi dell'uso di stampi metallici per entrambi, ma ha anche le caratteristiche del riempimento stabile. La fusione per stampo a bassa pressione presenta i vantaggi del riempimento a bassa velocità dal basso verso l'alto, la velocità facile da controllare, il piccolo impatto e la spruzzata di alluminio liquido, meno scorie di ossido, alta densità di tessuto e proprietà meccaniche elevate. A bassa pressione, la fusione del dado, l'alluminio liquido viene riempito senza intoppi e la fusione si solidifica e si cristallizza sotto pressione e si possono ottenere la fusione con una struttura densa elevata, proprietà meccaniche elevate e un bell'aspetto, che è adatto per formare grandi getti a parete sottile .
Secondo le proprietà meccaniche richieste dalla fusione, il materiale di fusione è A356, che può soddisfare le esigenze dei clienti dopo il trattamento T6, ma la fluidità di versamento di questo materiale richiede generalmente un controllo ragionevole della temperatura dello stampo per produrre getti grandi e sottili.
1.3 Sistema di versamento
Alla luce delle caratteristiche dei getti grandi e sottili, è necessario progettare più porte. Allo stesso tempo, al fine di garantire il riempimento regolare dell'alluminio liquido, i canali di riempimento vengono aggiunti alla finestra, che devono essere rimossi mediante post-elaborazione. Due schemi di processo del sistema di versamento sono stati progettati nella fase iniziale e ogni schema è stato confrontato. Come mostrato nella Figura 3, lo schema 1 organizza 9 porte e aggiunge canali di alimentazione alla finestra; Lo schema 2 organizza 6 porte che si stanno formando dal lato del casting da formare. L'analisi della simulazione CAE è mostrata nella Figura 4 e nella Figura 5. Utilizzare i risultati della simulazione per ottimizzare la struttura dello stampo, cercare di evitare l'impatto negativo della progettazione dello stampo sulla qualità dei getti, ridurre la probabilità di fusione di difetti e abbreviare il ciclo di sviluppo di getti.
Figura 3 (confronto di due schemi di processo per bassa pressione
Figura 4 (confronto del campo di temperatura durante il riempimento)
Figura 5 (confronto dei difetti di porosità del restringimento dopo la solidificazione)
I risultati della simulazione dei due schemi sopra mostrano che l'alluminio liquido nella cavità si muove verso l'alto circa in parallelo, che è in linea con la teoria del riempimento parallelo dell'alluminio liquido nel suo insieme Risolto rafforzando il raffreddamento e altri metodi.
Vantaggi dei due schemi: a giudicare dalla temperatura dell'alluminio liquido durante il riempimento simulato, la temperatura dell'estremità distale del fusione formata dallo Schema 1 ha un'uniformità superiore a quella dello Schema 2, che è favorevole al riempimento della cavità . Il casting formato dallo Schema 2 non ha i residui di gate come lo schema 1. La porosità del restringimento è migliore di quella dello schema 1.
Svantaggi dei due schemi: poiché il cancello è disposto sul casting da formare nello Schema 1, ci sarà un residuo di gate sul casting, che aumenterà di circa 0,7 ka rispetto al casting originale. Dalla temperatura dell'alluminio liquido nello Schema 2 di riempimento simulato, la temperatura dell'alluminio liquido all'estremità distale è già bassa e la simulazione è sotto lo stato ideale della temperatura dello stampo, quindi la capacità di flusso dell'alluminio liquido può essere insufficiente lo stato reale, e ci sarà un problema di difficoltà nel lanciare lo stampaggio.
In combinazione con l'analisi di vari fattori, lo schema 2 è stato scelto come sistema di versamento. Alla luce delle carenze dello Schema 2, il sistema di versamento e il sistema di riscaldamento sono ottimizzati nella progettazione dello stampo. Come mostrato nella Figura 6, viene aggiunto il riser di overflow, che è benefico per il riempimento di alluminio liquido e riduce o evita il verificarsi di difetti in getti modellati.
Figura 6 (sistema di versamento ottimizzato)
1.4 Sistema di raffreddamento
Le parti e le aree che portano stress con elevate requisiti di prestazioni meccaniche delle getti devono essere adeguatamente raffreddate o alimentate per evitare la porosità del rimprigiona o il cracker termico. Lo spessore della parete di base della fusione è di 4 mm e la solidificazione sarà influenzata dalla dissipazione del calore dello stampo stesso. Per le sue parti importanti, viene impostato un sistema di raffreddamento, come mostrato nella Figura 7. Dopo il completamento del ripieno, passare l'acqua al raffreddamento e il tempo di raffreddamento specifico deve essere regolato nel sito di versamento per garantire che la sequenza di solidificazione sia Formati dall'estremità del cancello lontano dall'estremità del cancello e il cancello e il montante sono solidificati alla fine per raggiungere l'effetto di alimentazione. La parte con spessore della parete più spessa adotta il metodo per aggiungere il raffreddamento dell'acqua all'inserto. Questo metodo ha un effetto migliore nel processo di fusione reale e può evitare la porosità del restringimento.
Figura 7 (sistema di raffreddamento)
1.5 Sistema di scarico
Poiché la cavità del metallo a bassa pressione è chiusa, non ha una buona permeabilità all'aria come gli stampi di sabbia, né scarica attraverso i monti nella fusione generale della gravità, lo scarico della cavità di fusione a bassa pressione influirà sul processo di riempimento del liquido alluminio e qualità dei getti. Lo stampo di fusione per stampo a bassa pressione può essere esaurito attraverso gli spazi vuoti, scanalature di scarico e tappi di scarico nella superficie di divisione, asta di spinta ecc.
La progettazione della dimensione dello scarico nel sistema di scarico dovrebbe essere favorevole allo scarico senza traboccare, un sistema di scarico ragionevole può impedire ai getti di difetti come riempimento insufficiente, superficie sciolta e bassa resistenza. L'area di riempimento finale dell'alluminio liquido durante il processo di versamento, come il riposo laterale e il montante della stampo superiore, deve essere equipaggiata con gas di scarico. In considerazione del fatto che l'alluminio liquido scorre facilmente nel divario del tappo di scarico nel processo effettivo della fusione a bassa pressione, che porta alla situazione in cui il tappo d'aria viene estratto all'apertura dello stampo, vengono adottati tre metodi dopo Diversi tentativi e miglioramenti: il metodo 1 utilizza la spina d'aria sinterizzata con metallurgia in polvere, come mostrato nella Figura 8 (a), lo svantaggio è che il costo di produzione è elevato; Il metodo 2 utilizza un tappo di scarico di tipo cucitura con uno spazio di 0,1 mm, come mostrato nella Figura 8 (b), lo svantaggio è che la cucitura di scarico viene facilmente bloccata dopo aver spruzzato la vernice; Il metodo 3 utilizza un tappo di scarico tagliato a filo, lo spazio è 0,15 ~ 0,2 mm, come mostrato nella Figura 8 (c). Gli svantaggi sono una bassa efficienza di elaborazione e costi di produzione elevati. Diverse tappi di scarico devono essere selezionati in base all'area effettiva della fusione. Generalmente, le spine di sfiato sinterizzato e con taglio a filo vengono utilizzate per la cavità della fusione e il tipo di cucitura viene utilizzato per la testa del nucleo di sabbia.
Figura 8 (3 tipi di tappi di scarico adatti alla fusione di stampo a bassa pressione)
1.6 Sistema di riscaldamento
La fusione è di dimensioni grandi e sottile di spessore della parete. Nell'analisi del flusso dello stampo, la portata dell'alluminio liquido alla fine del ripieno è insufficiente. Il motivo è che l'alluminio liquido è troppo lungo per fluire, la temperatura diminuisce e l'alluminio liquido si solidifica in anticipo e perde la sua capacità di flusso, il freddo o il versamento insufficiente, il riser della matrice superiore non sarà in grado di raggiungere il Effetto dell'alimentazione. Sulla base di questi problemi, senza modificare lo spessore della parete e la forma della fusione, aumentare la temperatura dell'alluminio liquido e la temperatura dello stampo, migliorare la fluidità dell'alluminio liquido e risolvere il problema della chiusura a freddo o del versamento insufficiente. Tuttavia, l'eccessiva temperatura in alluminio liquido e la temperatura dello stampo produrranno nuove giunzioni termiche o porosità di restringimento, con conseguenti fori aerei eccessivi dopo la lavorazione della fusione. Pertanto, è necessario selezionare una temperatura di alluminio liquido appropriata e una temperatura di stampo adeguata. Secondo l'esperienza, la temperatura dell'alluminio liquido è controllata a circa 720 ℃ e la temperatura dello stampo è controllata a 320 ~ 350 ℃.
In vista del grande volume, dello spessore della parete sottile e della bassa altezza della fusione, è installato un sistema di riscaldamento nella parte superiore dello stampo. Come mostrato nella Figura 9, la direzione della fiamma rivolge il fondo e il lato dello stampo per riscaldare il piano inferiore e il lato della fusione. Secondo la situazione di versamento in loco, regolare i tempi di riscaldamento e la fiamma, controllare la temperatura della parte stampo superiore a 320 ~ 350 ℃, assicurarsi la fluidità dell'alluminio liquido in un intervallo ragionevole e far riempire l'alluminio liquido la cavità e riser. Nell'uso effettivo, il sistema di riscaldamento può garantire efficacemente la fluidità dell'alluminio liquido.
Figura 9 (sistema di riscaldamento)
2. Struttura dello stampo e principio di lavoro
Secondo il processo di fusione per die a bassa pressione, combinato con le caratteristiche della fusione e la struttura dell'attrezzatura, al fine di garantire che la fusione formata rimanga nella stampo superiore, le strutture anteriori, posteriori, sinistro e destro del nucleo Progettato sulla stampo superiore. Dopo che la fusione è stata formata e solidificata, gli stampi superiore e inferiore vengono aperti per primi, quindi tirano il nucleo in 4 direzioni e infine la piastra superiore dello stampo superiore spinge fuori la fusione formata. La struttura dello stampo è mostrata nella Figura 10.
Figura 10 (struttura dello stampo)
A cura di May Jiang dall'alluminio Mat
Tempo post: 11-2023 maggio
