バッテリーは電気自動車のコアコンポーネントであり、そのパフォーマンスは、電気自動車のバッテリー寿命、エネルギー消費、サービス寿命などの技術指標を決定します。バッテリーモジュールのバッテリートレイは、運搬、保護、冷却の機能を実行する主なコンポーネントです。モジュラーバッテリーパックは、図1に示すように、バッテリートレイを介して車のシャーシに固定されたバッテリートレイに配置されています。車両の底部に取り付けられているため、作業環境は厳しいため、バッテリートレイはバッテリートレイです。バッテリーモジュールが損傷しないようにするために、石の衝撃と穿刺を防ぐ機能が必要です。バッテリートレイは、電気自動車の重要な安全構造部分です。以下は、電気自動車用のアルミニウム合金バッテリートレイの形成プロセスと金型設計を導入します。
図1（アルミニウム合金バッテリートレイ）
1プロセス分析と金型設計
1.1鋳造分析
電気自動車用のアルミニウム合金バッテリートレイを図2に示します。全体的な寸法は1106mm×1029mm×136mm、基本的な壁の厚さは4mm、鋳造品質は約15.5kg、処理後の鋳造品質は約12.5kgです。材料は、A356-T6、引張強度290mpa、降伏強度≥225MPa、伸長6％、ブリネルの硬度≥75〜90HBSであり、空気の緊張とIP67およびIP69Kの要件を満たす必要があります。
図2（アルミニウム合金バッテリートレイ）
1.2プロセス分析
低圧ダイキャスティングは、圧力鋳造と重力鋳造の間の特別な鋳造方法です。両方に金属型を使用することの利点があるだけでなく、安定した充填の特性もあります。低圧ダイキャスティングには、下から上への低速充填、制御速度、液体アルミニウムの小さな衝撃とスプラッシュ、酸化物スラグの少ない、高組織密度、高機械的特性の利点があります。低圧ダイ鋳造下では、液体アルミニウムが滑らかに満たされ、鋳造が圧力下で固化して結晶化し、高密度の構造、高い機械的特性、美しい外観を備えた鋳造が得られます。 。
鋳造に必要な機械的特性によれば、鋳造材料はA356であり、T6治療後の顧客のニーズを満たすことができますが、この材料の注ぐ流動性は一般に、大きな薄い鋳物を生成するためにカビの温度を合理的に制御する必要があります。
1.3注入システム
大きくて薄い鋳物の特性を考慮して、複数のゲートを設計する必要があります。同時に、液体アルミニウムの滑らかな充填を確保するために、塗りつぶしチャネルがウィンドウに追加され、後処理で除去する必要があります。注入システムの2つのプロセススキームが初期段階で設計され、各スキームが比較されました。図3に示すように、スキーム1は9つのゲートを配置し、ウィンドウに給餌チャネルを追加します。スキーム2では、形成されるキャストの側面から注ぐ6つのゲートを配置します。 CAEシミュレーション分析を図4および図5に示します。シミュレーション結果を使用してカビ構造を最適化し、鋳物の品質に対するカビの設計の悪影響を回避し、鋳造欠陥の確率を低下させ、開発サイクルを短縮するようにしてください。キャスティングの。
図3（低圧の2つのプロセススキームの比較
図4（充填中の温度フィールド比較）
図5（凝固後の収縮気孔性欠陥の比較）
上記の2つのスキームのシミュレーション結果は、空洞内の液体アルミニウムがほぼ並行して上向きに移動することを示しています。これは、液体アルミニウム全体の並列充填の理論と、鋳造のシミュレートされた収縮多孔度部分があることを示しています。冷却やその他の方法を強化することで解決します。
2つのスキームの利点：シミュレートされた充填中の液体アルミニウムの温度から判断すると、スキーム1によって形成された鋳造の遠位端の温度は、スキーム2の均一性よりも均一性が高く、これは空洞の充填を助長します。 。スキーム2によって形成された鋳造には、スキーム1のようなゲート残基がありません。収縮気孔率はスキーム1のそれよりも優れています。
2つのスキームの欠点：スキーム1で形成されるキャストにゲートが配置されているため、鋳物にゲート残留物があり、元の鋳物と比較して約0.7ka増加します。スキーム2シミュレートされた充填の液体アルミニウムの温度から、遠位端での液体アルミニウムの温度はすでに低く、シミュレーションはカビの温度の理想的な状態にあるため、液体アルミニウムの流れ容量は不十分な場合があります。実際の状態、そして成形を鋳造するのが難しい問題があります。
さまざまな要因の分析と組み合わせて、スキーム2が注入システムとして選択されました。スキーム2の欠点を考慮して、注入システムと暖房システムは金型設計で最適化されています。図6に示すように、オーバーフローライザーが追加されます。これは、液体アルミニウムの充填に有益であり、成形鋳物の欠陥の発生を減らしたり回避したりします。
図6（最適化された注入システム）
1.4冷却システム
鋳物の機械的性能が高い応力を伴う部分とエリアは、収縮の多孔性や熱亀裂を避けるために、適切に冷却または供給する必要があります。鋳造の基本的な壁の厚さは4mmであり、凝固はカビ自体の熱放散の影響を受けます。その重要な部分のために、図7に示すように冷却システムが設定されます。充填が完了したら、水を冷却して冷却する必要があります。凝固のシーケンスが確実になるように、特定の冷却時間を調整する必要があります。ゲートエンドからゲートエンドまでの離れたところから形成され、ゲートとライザーは端に固化してフィード効果を実現します。壁の厚さが厚い部品は、挿入物に水冷を追加する方法を採用しています。この方法は、実際の鋳造プロセスにおいてより良い効果があり、収縮の多孔性を回避できます。
図7（冷却システム）
1.5排気システム
低圧ダイカスト金属の空洞は閉じているため、砂型のような良好な空気透過性がなく、一般的な重力鋳造のライザーを排気することも、低圧鋳造キャビティの排気は液体の充填プロセスに影響を与えますアルミニウムと鋳物の品質。低圧ダイの鋳造型は、ギャップ、排気溝、排気プラグを介して排出することができます。
排気システムの排気サイズの設計は、オーバーフローせずに排気を助長する必要があります。合理的な排気システムは、充填不足、ゆるい表面、低強度などの欠陥からの鋳物を防ぐことができます。サイドレストやアッパーカビのライザーなど、注ぐプロセス中の液体アルミニウムの最終充填エリアには、排気ガスを装備する必要があります。液体アルミニウムが排気プラグのギャップに容易に流れ込んで、低圧ダイカストの実際のプロセスで簡単に流れ込むという事実があります。いくつかの試みと改善：方法1は、図8（a）に示すように、粉末冶金焼結エアプラグを使用しています。不利な点は、製造コストが高いことです。方法2では、図8（b）に示すように、0.1 mmのギャップを持つSeamタイプの排気プラグを使用しています。不利な点は、ペイントを散布した後に排気縫い目が簡単にブロックされることです。方法3では、図8（c）に示すように、ワイヤカット排気プラグを使用します。ギャップは0.15〜0.2 mmです。短所は、処理効率が低く、製造コストが高いことです。キャスティングの実際の領域に従って、さまざまな排気プラグを選択する必要があります。一般に、焼結型およびワイヤカットベントプラグは鋳造の空洞に使用され、縫い目タイプは砂コアヘッドに使用されます。
図8（低圧ダイキャストに適した排気プラグの3種類）
1.6加熱システム
キャスティングのサイズが大きく、壁の厚さが薄くなっています。カビの流れ解析では、充填の終わりにある液体アルミニウムの流量は不十分です。その理由は、液体アルミニウムが流れるには長すぎ、温度が低下し、液体アルミニウムが事前に固化し、流れ能力、コールドシャット、または不十分な注ぎが発生するため、上部ダイのライザーが達成することはできません。摂食の効果。これらの問題に基づいて、鋳造の壁の厚さと形状を変えずに、液体アルミニウムの温度とカビの温度を上げ、液体アルミニウムの流動性を改善し、コールドシャットまたは注入不足の問題を解決します。ただし、過度の液体アルミニウム温度とカビの温度は、新しい熱接合部または収縮の多孔度を生成し、鋳造処理後に過剰な平面ピンホールをもたらします。したがって、適切な液体アルミニウム温度と適切なカビの温度を選択する必要があります。経験によれば、液体アルミニウムの温度は約720℃で制御され、カビの温度は320〜350℃で制御されます。
大量、薄い壁の厚さ、鋳造の高さが低いことを考慮して、型の上部に加熱システムが設置されています。図9に示すように、炎の方向は金型の底と側面に面して、鋳造の底面と側面を加熱します。オンサイトの注ぎの状況に応じて、加熱時間と炎を調整し、上部型部品の温度を320〜350℃で制御し、液体アルミニウムの流動性を妥当な範囲内に確保し、液体アルミニウムを空洞に満たすようにしますそしてライザー。実際には、暖房システムは液体アルミニウムの流動性を効果的に保証できます。
図9（暖房システム）
2。カビの構造と作業原則
低圧ダイキャスティングプロセスによると、鋳造の特性と機器の構造と組み合わせて、形成された鋳造が上部型、前面、後部、左、右コアプルの構造に留まることを保証するために上部型に設計されています。キャストが形成され、固化された後、上下の金型が最初に開かれ、次にコアを4つの方向に引っ張り、最後に上部型の上部プレートが形成されたキャストを押し出します。カビ構造を図10に示します。
図10（金型構造）
Mat Aluminumの5月jiangが編集
投稿時間：5月11日 - 2023年
