De batterij is de kerncomponent van een elektrisch voertuig en de prestaties bepalen de technische indicatoren zoals de levensduur van de batterij, het energieverbruik en de levensduur van het elektrische voertuig. De batterijlade in de batterijmodule is de hoofdcomponent die de functies uitvoert van dragen, beschermen en koelen. Het modulaire batterij is gerangschikt in de batterijlade, gefixeerd op het chassis van de auto door de batterijlade, zoals weergegeven in figuur 1. Omdat het op de bodem van de voertuiglichaam is geïnstalleerd en de werkomgeving hard is, is de batterijlade moet de functie hebben om stenen impact en punctie te voorkomen om te voorkomen dat de batterijmodule wordt beschadigd. De batterijlade is een belangrijk veiligheidsstructureel onderdeel van elektrische voertuigen. Het volgende introduceert het vormproces en het schimmelontwerp van batterijbakken voor aluminiumlegering voor elektrische voertuigen.
Figuur 1 (aluminium legering batterijlade)
1 procesanalyse en schimmelontwerp
1.1 Casting -analyse
De aluminiumlegeringsbatterijpak voor elektrische voertuigen wordt weergegeven in figuur 2. De totale afmetingen zijn 1106 mm x 1029 mm × 136 mm, de basiswanddikte is 4 mm, gietkwaliteit is ongeveer 15,5 kg en gietkwaliteit na verwerking is ongeveer 12,5 kg. Het materiaal is A356-T6, treksterkte ≥ 290MPa, opbrengststerkte ≥ 225MPa, verlenging ≥ 6%, Brinell Hardheid ≥ 75 ~ 90HBS, moeten voldoen aan luchtdichtheid en IP67 & IP69K-vereisten.
Figuur 2 (aluminium legering batterijlade)
1.2 Procesanalyse
Lage druk die gietgast is, is een speciale gietmethode tussen drukgieten en zwaartekracht gieten. Het heeft niet alleen de voordelen van het gebruik van metaalvormen voor beide, maar heeft ook de kenmerken van stabiele vulling. Lagedruk die gieting heeft de voordelen van lage snelheid vullen van onder naar boven, gemakkelijk te regelen snelheid, kleine impact en scheutje vloeibaar aluminium, minder oxide slakken, hoge weefseldichtheid en hoge mechanische eigenschappen. Onder lage druk die wordt gegoten, wordt het vloeibare aluminium soepel gevuld en de gietgieten stolt en kristalliseert onder druk, en het gieten met een hoge dichte structuur, hoge mechanische eigenschappen en een prachtig uiterlijk kunnen worden verkregen, wat geschikt is voor het vormen van grote dunwandige gietstukken .
Volgens de mechanische eigenschappen die het gieten vereist zijn, is het gietmateriaal A356, dat kan voldoen aan de behoeften van klanten na T6 -behandeling, maar de gietvloeistof van dit materiaal vereist in het algemeen een redelijke controle van de schimmeltemperatuur om grote en dunne gietstukken te produceren.
1.3 Gietsysteem
Gezien de kenmerken van grote en dunne gietstukken moeten meerdere poorten worden ontworpen. Tegelijkertijd worden vulkanalen toegevoegd aan het venster, om te zorgen voor de soepele vulling van vloeistofaluminium, die moeten worden verwijderd door na het proces te werken. Twee processchema's van het stroomsysteem zijn in het vroege stadium ontworpen en elk schema werd vergeleken. Zoals getoond in figuur 3, rangschikt schema 1 9 poorten en voegt voedingskanalen bij het venster toe; Schema 2 rangschikt 6 poorten die uit de zijkant van het gietstuk worden gevormd. De CAE -simulatie -analyse wordt getoond in figuur 4 en figuur 5. Gebruik de simulatieresultaten om de schimmelstructuur te optimaliseren, probeer de nadelige impact van schimmelontwerp op de kwaliteit van gietstukken te vermijden, de kans op gietdefecten te verminderen en de ontwikkelingscyclus te verkorten van gietstukken.
Figuur 3 (vergelijking van twee processchema's voor lage druk
Figuur 4 (Temperatuurveldvergelijking tijdens het vullen)
Figuur 5 (Vergelijking van krimpporositeitsdefecten na stolling)
De simulatieresultaten van de bovenstaande twee schema's laten zien dat het vloeibare aluminium in de holte ongeveer parallel omhoog beweegt, wat in overeenstemming is met de theorie van parallelle vulling van het vloeibare aluminium als geheel, en de gesimuleerde krimpporositeitsdelen van het gieten zijn zijn Opgelost door het versterken van koeling en andere methoden.
Voordelen van de twee schema's: afgaande op de temperatuur van het vloeibare aluminium tijdens de gesimuleerde vulling, heeft de temperatuur van het distale uiteinde van de gieting gevormd door schema 1 een hogere uniformiteit dan die van schema 2, die bevorderlijk is voor het vullen van de holte . De gieting gevormd door Schema 2 heeft niet het poortresidu zoals schema 1. Krimpporositeit is beter dan die van schema 1.
Nadelen van de twee schema's: omdat de poort is gerangschikt op het gieten om in schema 1 te worden gevormd, zal er een poortresidu op het gieten zijn, dat ongeveer 0,7ka zal toenemen in vergelijking met de originele gieting. Uit de temperatuur van vloeistofaluminium in het schema 2 gesimuleerde vulling, is de temperatuur van vloeistofaluminium aan het distale uiteinde al laag en bevindt de simulatie zich onder de ideale toestand van de schimmeltemperatuur, dus het stroomcapaciteit van het vloeibare aluminium kan onvoldoende zijn De werkelijke staat, en er zal een probleem van moeilijkheid zijn bij het gieten van gieten.
Gecombineerd met de analyse van verschillende factoren, werd Schema 2 gekozen als het stroomsysteem. Gezien de tekortkomingen van Schema 2, zijn het stroomsysteem en het verwarmingssysteem geoptimaliseerd in het schimmelontwerp. Zoals getoond in figuur 6, wordt de overstroming -riser toegevoegd, die gunstig is voor het vullen van vloeibaar aluminium en vermindert of vermijdt het optreden van defecten in gegoten gietstukken.
Afbeelding 6 (geoptimaliseerd schenksysteem)
1.4 Koelsysteem
De stressdragende delen en gebieden met hoge mechanische prestatie-eisen van gietstukken moeten goed worden gekoeld of gevoed om krimpporositeit of thermisch kraken te voorkomen. De basiswanddikte van het gieten is 4 mm en de stolling wordt beïnvloed door de warmtedissipatie van de mal zelf. Voor de belangrijke onderdelen is een koelsysteem ingesteld, zoals weergegeven in figuur 7. Nadat de vulling is voltooid, moet u water doorgeven om af te koelen en de specifieke koeltijd moet worden aangepast op de gietlocatie om ervoor te zorgen dat de volgorde van stolling is Gevormd van de weg van poortuiteinde naar het poortuiteinde, en de poort en de stijgbuis worden aan het einde gestold om het voedingseffect te bereiken. Het deel met dikkere wanddikte gaat de methode aan om waterkoeling aan het inzetstuk toe te voegen. Deze methode heeft een beter effect in het daadwerkelijke gietproces en kan krimpporositeit voorkomen.
Figuur 7 (koelsysteem)
1.5 uitlaatsysteem
Aangezien de holte van lagedruk die gietmetaal is gesloten, heeft het geen goede luchtpermeabiliteit zoals zandvormen, noch wordt het uitput door risers in het algemeen zwaartekrachtgiet, de uitlaat van de lagedrukgietholte zal het vulproces van vloeistof beïnvloeden Aluminium en de kwaliteit van gietstukken. De lagedruk die gietvorm kan worden uitgeput door de openingen, uitlaatgroeven en uitlaatpluggen in het afscheidsoppervlak, duwstang etc.
Het uitlaatgrootteontwerp in het uitlaatsysteem moet bevorderlijk zijn om uit te putten zonder te stroomt, een redelijk uitlaatsysteem kan voorkomen dat gietstukken defecten zoals onvoldoende vulling, los oppervlak en lage sterkte. Het uiteindelijke vulgebied van het vloeibare aluminium tijdens het gietproces, zoals de zijsteun en de stijgbuis van de bovenste vorm, moet worden uitgerust met uitlaatgas. Gezien het feit dat vloeibaar aluminium gemakkelijk in de opening van de uitstelplug stroomt in het werkelijke proces van lage druk die giet, wat leidt tot de situatie dat de luchtstekker eruit wordt getrokken wanneer de mal wordt geopend, worden drie methoden aangenomen na Verschillende pogingen en verbeteringen: methode 1 maakt gebruik van poeder metallurgie gesinterde luchtstekker, zoals weergegeven in figuur 8 (a), het nadeel is dat de productiekosten hoog zijn; Methode 2 gebruikt een naad-type uitstelplug met een opening van 0,1 mm, zoals weergegeven in figuur 8 (b), het nadeel is dat de uitlaatnaad gemakkelijk kan worden geblokkeerd na het spuiten van verf; Methode 3 gebruikt een stekker uit de uitlaat van de draad, de opening is 0,15 ~ 0,2 mm, zoals weergegeven in figuur 8 (c). De nadelen zijn lage verwerkingsefficiëntie en hoge productiekosten. Verschillende uitstelpluggen moeten worden geselecteerd op basis van het werkelijke deel van de gietstukken. Over het algemeen worden de gesinterde en draadgesneden ventilatiepluggen gebruikt voor de holte van het giet en het naadtype wordt gebruikt voor de zandkernkop.
Figuur 8 (3 soorten uitlaatpluggen die geschikt zijn voor het gieten van lage druk)
1.6 Verwarmingssysteem
Het gieten is groot in grootte en dun in wanddikte. In de schimmelstroomanalyse is de stroomsnelheid van het vloeibare aluminium aan het einde van de vulling onvoldoende. De reden is dat het vloeibare aluminium te lang is om te stromen, de temperatuur daalt en het vloeistofaluminium van tevoren stolt en zijn stroomvermogen verliest, koudgesloten of onvoldoende gieten optreed Effect van voeding. Verhoog op basis van deze problemen, zonder de wanddikte en de vorm van het gieting te veranderen, de temperatuur van het vloeibare aluminium en de schimmeltemperatuur de vloeibaarheid van het vloeibare aluminium te verbeteren en het probleem van koudgesloten of onvoldoende gieten op. Overmatige temperatuur van de vloeistof aluminium en schimmeltemperatuur zal echter nieuwe thermische junctions of krimpporositeit produceren, wat resulteert in overmatige pinholes na het gieten. Daarom is het noodzakelijk om een geschikte vloeistofaluminiumtemperatuur en een geschikte schimmeltemperatuur te selecteren. Volgens ervaring wordt de temperatuur van het vloeibare aluminium geregeld op ongeveer 720 ℃ en de schimmeltemperatuur wordt geregeld op 320 ~ 350 ℃.
Met het oog op het grote volume, de dunne wanddikte en de lage hoogte van het gieten, is een verwarmingssysteem geïnstalleerd op het bovenste deel van de mal. Zoals getoond in figuur 9, wordt de richting van de vlam geconfronteerd met de onderste en zijkant van de mal om het bodemvlak en de zijkant van het giet te verwarmen. Volgens de schenkingssituatie ter plaatse, pas de verwarmingstijd en vlam aan, regelt de temperatuur van het bovenste schimmelgedeelte bij 320 ~ 350 ℃, zorg ervoor en riser. Bij feitelijk gebruik kan het verwarmingssysteem effectief zorgen voor de vloeibaarheid van het vloeibare aluminium.
Figuur 9 (verwarmingssysteem)
2. Schimmelstructuur en werkingsprincipe
Volgens het lagedrukafgietproces, gecombineerd met de kenmerken van het gieten en de structuur van de apparatuur, om ervoor te zorgen dat het gevormde gieting in de bovenste vorm blijft, zijn de structuren van de voorkant, de achter-, linker en rechter kernvulling zijn Ontworpen op de bovenste vorm. Nadat het gieten is gevormd en gestold, worden de bovenste en onderste vormen eerst geopend en trek vervolgens de kern in 4 richtingen, en uiteindelijk duwt de bovenste plaat van de bovenste vorm het gevormde gieting eruit. De schimmelstructuur wordt getoond in figuur 10.
Figuur 10 (schimmelstructuur)
Bewerkt door May Jiang van Mat Aluminium
Posttijd: mei-11-2023
