A batería é o compoñente principal dun vehículo eléctrico e o seu rendemento determina os indicadores técnicos como a duración da batería, o consumo de enerxía e a vida útil do vehículo eléctrico. A bandexa da batería do módulo da batería é o principal compoñente que realiza as funcións de transporte, protección e arrefriamento. O paquete de batería modular está disposto na bandexa da batería, fixada no chasis do coche a través da bandexa da batería, como se mostra na figura 1. Dado que está instalada na parte inferior da carrocería do vehículo e o ambiente de traballo é duro, a bandexa da batería debe ter a función de evitar o impacto e perforación das pedras para evitar que o módulo da batería sexa danado. A bandexa da batería é unha parte estrutural de seguridade importante dos vehículos eléctricos. A continuación preséntase o proceso de conformación e o deseño do molde das bandexas de baterías de aliaxe de aluminio para vehículos eléctricos.
Figura 1 (bandexa de batería de aliaxe de aluminio)
1 Análise de procesos e deseño de moldes
1.1 Análise do casting
A bandexa da batería de aliaxe de aluminio para vehículos eléctricos móstrase na figura 2. As dimensións xerais son 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, o grosor da parede básica é de 4 mm, a calidade de fundición é de aproximadamente 15,5 kg e a calidade de fundición despois do procesamento é de aproximadamente 12,5 kg. O material é A356-T6, resistencia á tracción ≥ 290MPa, límite de fluencia ≥ 225MPa, alongamento ≥ 6%, dureza Brinell ≥ 75~90HBS, é necesario cumprir os requisitos de estanqueidade e IP67 e IP69K.
Figura 2 (bandexa de batería de aliaxe de aluminio)
1.2 Análise de procesos
A fundición a presión a baixa presión é un método de fundición especial entre a fundición a presión e a fundición por gravidade. Non só ten as vantaxes de usar moldes metálicos para ambos, senón que tamén ten as características de recheo estable. A fundición a presión a baixa presión ten as vantaxes de recheo a baixa velocidade de abaixo cara arriba, velocidade fácil de controlar, pequeno impacto e salpicaduras de aluminio líquido, menos escoura de óxido, alta densidade de tecidos e altas propiedades mecánicas. Baixo fundición a presión a baixa presión, o aluminio líquido énchese suavemente, e a fundición solidifica e cristaliza baixo presión, e pódese obter a fundición cunha estrutura de alta densidade, propiedades mecánicas elevadas e aspecto fermoso, o que é axeitado para formar grandes fundicións de paredes delgadas. .
Segundo as propiedades mecánicas requiridas pola fundición, o material de fundición é A356, que pode satisfacer as necesidades dos clientes despois do tratamento T6, pero a fluidez do vertido deste material xeralmente require un control razoable da temperatura do molde para producir pezas de fundición grandes e delgadas.
1.3 Sistema de vertedura
Tendo en conta as características das fundicións grandes e delgadas, é necesario deseñarse varias portas. Ao mesmo tempo, para garantir o recheo suave de aluminio líquido, engádense canles de recheo na xanela, que deben eliminarse mediante o procesamento posterior. Na fase inicial deseñaron dous esquemas de proceso do sistema de vertedura e comparáronse cada esquema. Como se mostra na Figura 3, o esquema 1 dispón 9 portas e engade canles de alimentación na fiestra; esquema 2 dispón 6 portas derramando desde o lado da fundición que se vai formar. A análise de simulación CAE móstrase na Figura 4 e na Figura 5. Use os resultados da simulación para optimizar a estrutura do molde, tentar evitar o impacto negativo do deseño do molde na calidade das pezas de fundición, reducir a probabilidade de defectos de fundición e acurtar o ciclo de desenvolvemento. de fundicións.
Figura 3 (Comparación de dous esquemas de proceso para baixa presión
Figura 4 (Comparación de campos de temperatura durante o recheo)
Figura 5 (Comparación dos defectos de porosidade de contracción despois da solidificación)
Os resultados da simulación dos dous esquemas anteriores mostran que o aluminio líquido na cavidade móvese cara arriba aproximadamente en paralelo, o que está en liña coa teoría do recheo paralelo do aluminio líquido no seu conxunto, e as partes de porosidade de contracción simulada da fundición son resolto reforzando o arrefriamento e outros métodos.
Vantaxes dos dous esquemas: a xulgar pola temperatura do aluminio líquido durante o recheo simulado, a temperatura do extremo distal da fundición formada polo esquema 1 ten unha uniformidade superior á do esquema 2, o que favorece o recheo da cavidade. . A fundición formada polo esquema 2 non ten o residuo de porta como o esquema 1. A porosidade de contracción é mellor que a do esquema 1.
Desvantaxes dos dous esquemas: debido a que a porta está disposta na fundición que se vai formar no esquema 1, haberá un residuo de porta na fundición, que aumentará uns 0,7 ka en comparación coa fundición orixinal. a partir da temperatura do aluminio líquido no esquema 2 de recheo simulado, a temperatura do aluminio líquido no extremo distal xa é baixa e a simulación está baixo o estado ideal da temperatura do molde, polo que a capacidade de fluxo do aluminio líquido pode ser insuficiente. o estado real, e haberá un problema de dificultade na moldaxe de fundición.
Combinado coa análise de varios factores, escolleuse o esquema 2 como sistema de vertedura. Tendo en conta as deficiencias do esquema 2, o sistema de vertedura e o sistema de calefacción están optimizados no deseño do molde. Como se mostra na Figura 6, engádese o elevador de desbordamento, que é beneficioso para o recheo de aluminio líquido e reduce ou evita a aparición de defectos nas pezas de fundición moldeadas.
Figura 6 (Sistema de vertido optimizado)
1.4 Sistema de refrixeración
As pezas que soportan tensións e as áreas con altos requisitos de rendemento mecánico das pezas de fundición deben ser arrefriadas ou alimentadas adecuadamente para evitar a porosidade de contracción ou a fisuración térmica. O grosor básico da parede da fundición é de 4 mm e a solidificación verase afectada pola disipación de calor do propio molde. Para as súas partes importantes, configúrase un sistema de refrixeración, como se mostra na Figura 7. Despois de completar o recheo, pase auga para arrefriar e o tempo de arrefriamento específico debe axustarse no lugar de vertedura para garantir que a secuencia de solidificación sexa. formado dende o extremo da porta ata o extremo da porta, e a porta e o riser solidifícanse ao final para lograr o efecto de alimentación. A peza cun grosor de parede máis groso adopta o método de engadir refrixeración por auga á inserción. Este método ten un mellor efecto no proceso de fundición real e pode evitar a porosidade de contracción.
Figura 7 (Sistema de refrixeración)
1.5 Sistema de escape
Dado que a cavidade do metal de fundición a baixa presión está pechada, non ten boa permeabilidade ao aire como os moldes de area, nin se esgota a través de elevadores na fundición por gravidade xeral, o escape da cavidade de fundición a baixa presión afectará o proceso de recheo de líquido. aluminio e a calidade das fundicións. O molde de fundición a presión a baixa presión pódese esgotar a través dos ocos, ranuras de escape e tapóns de escape na superficie de separación, varilla de empuxe, etc.
O deseño do tamaño do escape no sistema de escape debe ser propicio para o escape sen desbordar, un sistema de escape razoable pode evitar que as fundicións teñan defectos como o recheo insuficiente, a superficie solta e a baixa resistencia. A área de recheo final do aluminio líquido durante o proceso de vertedura, como o resto lateral e o vértice do molde superior, debe estar equipada con gases de escape. Tendo en conta o feito de que o aluminio líquido flúe facilmente na brecha do tapón de escape no proceso real de fundición a presión a baixa presión, o que leva á situación de que o tapón de aire se extrae ao abrir o molde, adoptanse tres métodos despois varios intentos e melloras: o método 1 usa un tapón de aire sinterizado de metalurxia en po, como se mostra na Figura 8 (a), a desvantaxe é que o custo de fabricación é alto; O método 2 utiliza un tapón de escape de tipo costura cun espazo de 0,1 mm, como se mostra na Figura 8 (b), a desvantaxe é que a costura de escape se bloquea facilmente despois de pulverizar pintura; O Método 3 usa un tapón de escape cortado por cable, a distancia é de 0,15 ~ 0,2 mm, como se mostra na Figura 8(c). As desvantaxes son a baixa eficiencia de procesamento e o alto custo de fabricación. Hai que seleccionar diferentes tapóns de escape segundo a área real da fundición. Xeralmente, os tapóns de ventilación sinterizados e cortados por fíos úsanse para a cavidade da fundición e o tipo de costura úsase para a cabeza do núcleo de area.
Figura 8 (3 tipos de tapóns de escape axeitados para fundición a presión a baixa presión)
1.6 Sistema de calefacción
A fundición é de gran tamaño e de espesor de parede fino. Na análise do fluxo do molde, o caudal do aluminio líquido ao final do recheo é insuficiente. O motivo é que o aluminio líquido é demasiado longo para fluír, a temperatura baixa e o aluminio líquido solidificase por adiantado e perde a súa capacidade de fluír, se pecha en frío ou se produce un vertido insuficiente, o ascendente da matriz superior non poderá alcanzar o efecto da alimentación. En base a estes problemas, sen cambiar o grosor da parede e a forma da fundición, aumenta a temperatura do aluminio líquido e a temperatura do molde, mellora a fluidez do aluminio líquido e resolve o problema de pechado en frío ou vertido insuficiente. Non obstante, a temperatura excesiva do aluminio líquido e a temperatura do molde producirán novas unións térmicas ou porosidade de contracción, o que provocará orificios planos excesivos despois do procesamento de fundición. Polo tanto, é necesario seleccionar unha temperatura de aluminio líquido adecuada e unha temperatura de molde adecuada. Segundo a experiencia, a temperatura do aluminio líquido contrólase nuns 720 ℃ e a temperatura do molde contrólase entre 320 e 350 ℃.
Tendo en conta o gran volume, o espesor de parede fino e a baixa altura da fundición, instálase un sistema de calefacción na parte superior do molde. Como se mostra na Figura 9, a dirección da chama está cara ao fondo e ao lado do molde para quentar o plano inferior e o lado da fundición. Segundo a situación de vertido no lugar, axuste o tempo de quentamento e a chama, controle a temperatura da parte superior do molde a 320 ~ 350 ℃, garantice a fluidez do aluminio líquido nun rango razoable e faga que o aluminio líquido enche a cavidade. e riser. No uso real, o sistema de calefacción pode garantir eficazmente a fluidez do aluminio líquido.
Figura 9 (Sistema de calefacción)
2. Estrutura do molde e principio de funcionamento
Segundo o proceso de fundición a baixa presión, combinado coas características da fundición e a estrutura do equipo, para garantir que a fundición formada permaneza no molde superior, as estruturas de tracción do núcleo frontal, traseira, esquerda e dereita son deseñado no molde superior. Despois de formar e solidificar a fundición, ábrense primeiro os moldes superior e inferior, e despois tira do núcleo en 4 direccións e, finalmente, a placa superior do molde superior empuxa a fundición formada. A estrutura do molde móstrase na Figura 10.
Figura 10 (Estrutura do molde)
Editado por May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicación: 11-maio-2023
