Bateria este componenta de bază a unui vehicul electric, iar performanța sa determină indicatorii tehnici, cum ar fi durata de viață a bateriei, consumul de energie și durata de viață a vehiculului electric. Tava bateriei din modulul bateriei este componenta principală care îndeplinește funcțiile de transport, protecție și răcire. Bateria modulară este aranjată în tava bateriei, fixată pe șasiul mașinii prin tava bateriei, așa cum se arată în figura 1. Deoarece este instalat pe partea de jos a corpului vehiculului și mediul de lucru este dur, tava de baterii Trebuie să aibă funcția de a preveni impactul și puncția în piatră pentru a împiedica deteriorarea modulului bateriei. Tava pentru baterii este o parte importantă de siguranță a vehiculelor electrice. Următoarea introduce procesul de formare și proiectarea mucegaiului tăvilor de baterii din aliaj de aluminiu pentru vehicule electrice.
Figura 1 (tava cu baterii din aliaj de aluminiu)
1 Analiza procesului și proiectarea mucegaiului
1.1 Analiza de casting
Tava de baterii din aliaj de aluminiu pentru vehicule electrice este prezentată în figura 2. Dimensiunile generale sunt de 1106mm × 1029mm × 136mm, grosimea de bază a peretelui este de 4mm, calitatea de turnare este de aproximativ 15,5 kg, iar calitatea de turnare după procesare este de aproximativ 12,5 kg. Materialul este A356-T6, rezistență la tracțiune ≥ 290MPa, rezistență la randament ≥ 225MPa, alungire ≥ 6%, duritate Brinell ≥ 75 ~ 90 kbs, trebuie să îndeplinească etanșeitatea aerului și cerințele IP67 și IP69K.
Figura 2 (tava cu baterii din aliaj de aluminiu)
1.2 Analiza procesului
Turnarea la matriță cu presiune joasă este o metodă specială de turnare între turnarea sub presiune și turnarea gravitațională. Nu numai că are avantajele utilizării matrițelor metalice pentru ambele, dar are și caracteristicile umpluturii stabile. Turnarea la matriță cu presiune joasă are avantajele umpluturii cu viteză mică de jos în sus, viteză ușor de controlat, impact mic și stropire de aluminiu lichid, zgură mai mică de oxid, densitate ridicată a țesutului și proprietăți mecanice ridicate. Sub turnare cu matriță de joasă presiune, aluminiul lichid este umplut lin, iar turnarea se solidifică și se cristalizează sub presiune, iar turnarea cu o structură densă înaltă, proprietăți mecanice ridicate și aspect frumos pot fi obținute, ceea ce este potrivit pentru formarea turnărilor mari cu pereți subțiri subțiri mari .
Conform proprietăților mecanice cerute de turnare, materialul de turnare este A356, care poate răspunde nevoilor clienților după tratamentul T6, dar fluiditatea de turnare a acestui material necesită, în general, un control rezonabil al temperaturii matriței pentru a produce piese de turnare mare și subțire.
1.3 Sistem de turnare
Având în vedere caracteristicile turnărilor mari și subțiri, trebuie să fie proiectate mai multe porți. În același timp, pentru a asigura umplerea lină a aluminiului lichid, se adaugă canale de umplere la fereastră, care trebuie eliminate prin post-procesare. Două scheme de proces ale sistemului de turnare au fost proiectate în stadiul incipient și fiecare schemă a fost comparată. Așa cum se arată în figura 3, schema 1 aranjează 9 porți și adaugă canale de alimentare la fereastră; Schema 2 aranjează 6 porți care se revarsă din partea turnării pentru a fi formate. Analiza de simulare CAE este prezentată în figura 4 și figura 5. Utilizați rezultatele simulării pentru a optimiza structura matriței, încercați să evitați impactul negativ al proiectării mucegaiului asupra calității pieselor de turnare, reduceți probabilitatea de defecte de turnare și scurtarea ciclului de dezvoltare de castinguri.
Figura 3 (compararea a două scheme de proces pentru presiune joasă
Figura 4 (compararea câmpului de temperatură în timpul umplerii)
Figura 5 (compararea defectelor de porozitate de contracție după solidificare)
Rezultatele de simulare a celor două scheme de mai sus arată că aluminiul lichid în cavitate se deplasează în sus aproximativ în paralel, ceea ce este în conformitate cu teoria umpluturii paralele a aluminiului lichid în ansamblu, iar părțile de porozitate de contracție simulată ale turnării sunt Rezolvat prin consolidarea răcirii și a altor metode.
Avantajele celor două scheme: Judecarea de la temperatura aluminiului lichid în timpul umpluturii simulate, temperatura capătului distal al turnării formate din schema 1 are o uniformitate mai mare decât cea a schemei 2, care este favorabilă umplerii cavității . Turnarea formată din schema 2 nu are reziduurile de poartă, cum ar fi schema 1. Porozitatea de contracție este mai bună decât cea a schemei 1.
Dezavantaje ale celor două scheme: Deoarece poarta este aranjată pe castingul pentru a fi formată în schema 1, va exista un reziduu de poartă pe turnare, care va crește aproximativ 0,7 pe comparativ cu turnarea inițială. De la temperatura aluminiului lichid în schema 2 umplutură simulată, temperatura aluminiului lichid la capătul distal este deja scăzută, iar simularea este sub starea ideală a temperaturii matriței, astfel încât capacitatea de curgere a aluminiului lichid poate fi insuficientă în starea reală și va exista o problemă de dificultate în turnarea turnării.
În combinație cu analiza diverșilor factori, schema 2 a fost aleasă ca sistem de turnare. Având în vedere deficiențele schemei 2, sistemul de turnare și sistemul de încălzire sunt optimizate în proiectarea matriței. Așa cum se arată în figura 6, se adaugă ridicarea revărsărilor, ceea ce este benefic pentru umplerea aluminiului lichid și reduce sau evită apariția defectelor în turnările modelate.
Figura 6 (sistem de turnare optimizat)
1.4 Sistem de răcire
Piesele purtătoare de stres și zonele cu cerințe de performanță mecanică ridicate ale pieselor de turnare trebuie să fie răcite corespunzător sau hrănite pentru a evita porozitatea de contracție sau fisurarea termică. Grosimea de bază a peretelui a turnării este de 4 mm, iar solidificarea va fi afectată de disiparea căldurii a matriței în sine. Pentru părțile sale importante, este configurat un sistem de răcire, așa cum se arată în figura 7. După finalizarea umpluturii, treceți apa pentru a se răci, iar timpul de răcire specific trebuie să fie ajustat la locul de turnare pentru a vă asigura că secvența de solidificare este Formate de la capătul porții până la capătul porții, iar poarta și ridicarea sunt solidificate la sfârșit pentru a obține efectul de alimentare. Partea cu o grosime mai groasă a peretelui adoptă metoda de a adăuga răcire a apei la inserție. Această metodă are un efect mai bun în procesul de turnare efectiv și poate evita porozitatea de contracție.
Figura 7 (sistem de răcire)
1.5 Sistem de evacuare
Deoarece cavitatea metalului de turnare cu presiune joasă este închisă, nu are o permeabilitate a aerului bun, cum ar fi matrițele de nisip și nici nu se epuizează prin creșteri în turnarea generală a gravitației, evacuarea cavității de turnare de joasă presiune va afecta procesul de umplere a lichidului aluminiu și calitatea pieselor de turnare. Forma de turnare a matriței de joasă presiune poate fi epuizată prin goluri, caneluri de evacuare și dopuri de evacuare din suprafața de despărțire, tijă de împingere etc.
Proiectarea mărimii de evacuare în sistemul de evacuare ar trebui să conducă la evacuare, fără a se revărsa, un sistem rezonabil de evacuare poate preveni turnările de la defecte, cum ar fi umplutură insuficientă, suprafață liberă și rezistență scăzută. Zona finală de umplere a aluminiului lichid în timpul procesului de turnare, cum ar fi odihna laterală și ridicarea matriței superioare, trebuie să fie echipată cu gaz de evacuare. Având în vedere faptul că aluminiul lichid curge cu ușurință în golul dopului de evacuare în procesul real de turnare a matriței cu presiune joasă, ceea ce duce la situația în care dopul de aer este extras la deschiderea matriței, sunt adoptate trei metode după mai multe încercări și îmbunătățiri: Metoda 1 folosește dop de aer sinterizat cu metalurgie cu pulbere, așa cum se arată în figura 8 (a), dezavantajul este că costul de fabricație este mare; Metoda 2 folosește un dop de evacuare de tip cusătură cu un gol de 0,1 mm, așa cum se arată în figura 8 (b), dezavantajul este că cusătura de evacuare este ușor blocată după pulverizarea vopselei; Metoda 3 utilizează un dop de evacuare tăiat cu sârmă, decalajul este de 0,15 ~ 0,2 mm, așa cum se arată în figura 8 (c). Dezavantajele sunt eficiență scăzută de procesare și costuri ridicate de fabricație. Diferite dopuri de evacuare trebuie selectate în funcție de zona reală a turnării. În general, dopurile de aerisire sinterizate și tăiate cu sârmă sunt utilizate pentru cavitatea turnării, iar tipul de cusătură este utilizat pentru capul miezului de nisip.
Figura 8 (3 tipuri de dopuri de evacuare adecvate pentru turnarea cu matriță de joasă presiune)
1.6 Sistem de încălzire
Turnarea are dimensiuni mari și subțire în grosimea peretelui. În analiza fluxului de mucegai, debitul aluminiului lichid la sfârșitul umpluturii este insuficient. Motivul este că aluminiul lichid este prea lung pentru a curge, temperatura scade, iar aluminiul lichid se solidifică în avans și își pierde capacitatea de curgere, se va închide la rece sau se va scurge insuficiență, creșterea matriței superioare nu va putea realiza realizarea valorii Efectul hrănirii. Pe baza acestor probleme, fără a schimba grosimea și forma peretelui turnarea, crește temperatura aluminiului lichid și temperatura matriței, îmbunătățește fluiditatea aluminiului lichid și rezolvă problema închiderii la rece sau a turnării insuficiente. Cu toate acestea, temperatura excesivă de aluminiu lichid și temperatura mucegaiului vor produce noi joncțiuni termice sau porozitate de contracție, ceea ce duce la găuri excesive de plane după prelucrarea turnării. Prin urmare, este necesar să selectați o temperatură de aluminiu lichid adecvată și o temperatură adecvată a matriței. Conform experienței, temperatura aluminiului lichid este controlată la aproximativ 720 ℃, iar temperatura matriței este controlată la 320 ~ 350 ℃.
Având în vedere volumul mare, grosimea subțire a peretelui și înălțimea mică a turnării, un sistem de încălzire este instalat pe partea superioară a matriței. Așa cum se arată în figura 9, direcția flăcării se confruntă cu partea inferioară și laterală a matriței pentru a încălzi planul de jos și latura turnării. Conform situației de turnare la fața locului, reglați timpul de încălzire și flacăra, controlați temperatura părții superioare a matriței la 320 ~ 350 ℃, asigurați-vă că fluiditatea aluminiului lichid într-un interval rezonabil și faceți ca aluminiul lichid să umple cavitatea și Riser. În utilizare efectivă, sistemul de încălzire poate asigura în mod eficient fluiditatea aluminiului lichid.
Figura 9 (sistem de încălzire)
2. Structura mucegaiului și principiul de lucru
Conform procesului de turnare a matriței de joasă presiune, combinat cu caracteristicile turnării și structura echipamentului, pentru a se asigura că turnarea formată rămâne în structura superioară a matriței, din față, spate, stânga și dreapta Proiectat pe matrița superioară. După ce turnarea este formată și solidificată, matrițele superioare și inferioare sunt deschise mai întâi, apoi trageți miezul în 4 direcții, iar în sfârșit, placa superioară a matriței superioare împinge turnarea formată. Structura matriței este prezentată în figura 10.
Figura 10 (structura matriței)
Editat de mai Jiang de la Mat Aluminum
Timpul post: 11-2023 mai
