배터리는 전기 자동차의 핵심 구성 요소이며, 성능은 배터리 수명, 에너지 소비 및 전기 자동차의 서비스 수명과 같은 기술 지표를 결정합니다. 배터리 모듈의 배터리 트레이는 운반, 보호 및 냉각 기능을 수행하는 주요 구성 요소입니다. 모듈 식 배터리 팩은 배터리 트레이에 배치되어 있으며, 그림 1과 같이 배터리 트레이를 통해 자동차 섀시에 고정되어 있습니다. 차량 본체의 바닥에 설치되어 있고 작동 환경은 가혹하기 때문에 배터리 트레이는 배터리 트레이입니다. 배터리 모듈이 손상되지 않도록 석재 충격 및 천자를 방지하는 기능이 필요합니다. 배터리 트레이는 전기 자동차의 중요한 안전 구조 부분입니다. 다음은 전기 자동차를위한 알루미늄 합금 배터리 트레이의 형성 공정 및 금형 설계를 소개합니다.
그림 1 (알루미늄 합금 배터리 트레이)
1 프로세스 분석 및 곰팡이 설계
1.1 캐스팅 분석
전기 자동차의 알루미늄 합금 배터리 트레이는 그림 2에 나와 있습니다. 전체 치수는 1106mm × 1029mm × 136mm이고, 기본 벽 두께는 4mm이고, 캐스팅 품질은 약 15.5kg이며, 가공 후 캐스팅 품질은 약 12.5kg입니다. 이 재료는 A356-T6, 인장 강도 ≥ 290mpa, 항복 강도 ≥225MPA, 신장 ≥ 6%, Brinell 경도 ≥ 75 ~ 90HBS, 기름 압박감 및 IP67 및 IP69K 요구 사항을 충족해야합니다.
그림 2 (알루미늄 합금 배터리 트레이)
1.2 프로세스 분석
저압 다이 캐스팅은 압력 캐스팅과 중력 주조 사이의 특수 캐스팅 방법입니다. 그것은 둘 다에 금속 금형을 사용하는 장점뿐만 아니라 안정적인 충전의 특성도 가지고 있습니다. 저압 다이 캐스팅은 하단에서 상단까지 저속 충전의 장점, 제어 속도가 쉽고, 액체 알루미늄의 작은 충격 및 산화물 슬래그가 적고, 조직 밀도 및 높은 기계적 특성이 있습니다. 저압 다이 캐스팅 하에서 액체 알루미늄은 부드럽게 채워지고, 주조는 압력 하에서 강화되고 결정화되며, 높은 밀도가 높은 구조, 높은 기계적 특성 및 아름다운 외관으로 주조를 얻을 수 있으며, 이는 큰 얇은 벽 주물을 형성하는 데 적합합니다. .
주조에 필요한 기계적 특성에 따르면, 주조 재료는 A356이며, 이는 T6 처리 후 고객의 요구를 충족시킬 수 있지만,이 재료의 쏟아지는 유동성은 일반적으로 크고 얇은 주물을 생산하기 위해 곰팡이 온도의 합리적인 제어가 필요합니다.
1.3 쏟아지는 시스템
크고 얇은 주물의 특성을 고려하여 여러 게이트를 설계해야합니다. 동시에, 액체 알루미늄의 부드러운 충전물을 보장하기 위해, 채우기 채널이 창에 추가되며, 이는 후 처리로 제거해야합니다. 쏟아지는 시스템의 두 가지 공정 체계가 초기 단계에서 설계되었으며 각 체계를 비교했습니다. 도 3에 도시 된 바와 같이, 반응식 1은 9 개의 게이트를 배열하고 창에 공급 채널을 추가한다. 반응식 2는 캐스팅 측면에서 쏟아지는 6 개의 게이트를 형성합니다. CAE 시뮬레이션 분석은 그림 4 및 그림 5에 나와 있습니다. 시뮬레이션 결과를 사용하여 곰팡이 구조를 최적화하고, 주조 품질에 대한 곰팡이 설계의 부정적인 영향을 피하고, 캐스팅 결함 확률을 줄이며, 개발주기를 단축하십시오. 주물의.
그림 3 (저압에 대한 두 프로세스 체계 비교
그림 4 (충전 중 온도 필드 비교)
그림 5 (고정 후 수축 다공성 결함 비교)
위의 두 가지 체계의 시뮬레이션 결과는 공동의 액체 알루미늄이 거의 평행하게 위로 이동하며, 이는 액체 알루미늄의 평행 충전 이론과 일치하며, 주조의 시뮬레이션 된 수축 다공성 부분이 냉각 및 기타 방법을 강화하여 해결합니다.
두 구성표의 장점 : 시뮬레이션 된 충전 동안 액체 알루미늄의 온도에서 판단되는 경우, 반응식 1에 의해 형성된 주조의 원위 끝의 온도는 반응식 2의 균일 성보다 더 높은 균일 성을 가지며, 이는 공동의 충전에 도움이됩니다. . 반응식 2에 의해 형성된 주조는 반응식 1과 같은 게이트 잔기를 가지지 않습니다. 수축 다공성은 반응식 1의 것보다 낫습니다.
두 구성표의 단점 : 게이트는 반응식 1에 형성 될 주조에 배열되기 때문에 캐스팅에 게이트 잔류 물이 있으며, 이는 원래 캐스팅과 비교하여 약 0.7ka가 증가합니다. 반응식 2 시뮬레이션 충전물에서 액체 알루미늄의 온도에서, 원위 말단에서의 액체 알루미늄 온도는 이미 낮으며 시뮬레이션은 금형 온도의 이상적인 상태 아래에 있으므로 액체 알루미늄의 흐름 용량이 불충분 할 수 있습니다. 실제 상태, 그리고 성형을 주조하는 데 어려움이있을 것입니다.
다양한 요인의 분석과 결합하여, 반응식 2는 쏟아지는 시스템으로 선택되었습니다. 반응식 2의 단점을 고려하여, 쏟아지는 시스템 및 가열 시스템은 금형 설계에서 최적화된다. 도 6에 도시 된 바와 같이, 오버플로 라이저가 첨가되어, 이는 액체 알루미늄의 충전에 유리하며 성형 된 주물에서 결함의 발생을 감소 시키거나 회피한다.
그림 6 (최적화 된 쏟아지는 시스템)
1.4 냉각 시스템
수축 다공성 또는 열 균열을 피하기 위해 캐스팅의 기계적 성능 요구 사항이 높은 응력 부품 및 영역은 적절하게 냉각되거나 공급되어야합니다. 주조의 기본 벽 두께는 4mm이며, 압화는 금형 자체의 열 소산에 의해 영향을받을 것이다. 중요한 부품의 경우 그림 7과 같이 냉각 시스템이 설정됩니다. 충전물이 완료된 후 물을 냉각시킨 후 쏟아지는 부위에서 특정 냉각 시간을 조정하여 고정화 시퀀스가 게이트 끝에서 게이트 엔드까지 멀리 떨어진 곳에서 형성되고, 게이트와 라이저는 결국 공급 효과를 달성하기 위해 단형화됩니다. 벽 두께가 두꺼운 부분은 인서트에 물 냉각을 추가하는 방법을 채택합니다. 이 방법은 실제 주조 과정에서 더 나은 영향을 미치며 수축 다공성을 피할 수 있습니다.
그림 7 (냉각 시스템)
1.5 배기 시스템
저압 다이 캐스팅 금속의 공동이 닫히기 때문에 모래 곰팡이와 같은 공기 투과성이 우수하지 않으며 일반적인 중력 주조의 라이저를 통과하지 않으며 저압 주조 공동의 배기가 액체의 충전 과정에 영향을 미칩니다. 알루미늄 및 주물의 품질. 저압 다이 캐스팅 금형은 갭, 배기 그루브 및 배기 플러그를 통해 갈라진 표면, 푸시로드 등을 통해 배출 될 수 있습니다.
배기 시스템의 배기 크기 설계는 넘쳐나지 않고 배출에 도움이되어야하며, 합리적인 배기 시스템은 부족한 충전, 느슨한 표면 및 낮은 강도와 같은 결함으로부터 주물을 방지 할 수 있습니다. 쏟아지는 공정 동안 액체 알루미늄의 최종 충전 영역, 예를 들어 측면 나머지 및 상단 금형의 라이저에는 배기 가스가 장착되어야합니다. 액체 알루미늄이 배기 플러그의 간격으로 쉽게 흐르면 저압 다이 캐스팅의 실제 과정에서 쉽게 흐르기 때문에 금형이 열릴 때 에어 플러그가 꺼지는 상황으로 이어집니다. 몇 가지 시도 및 개선 사항 : 방법 1은 분말 야금 소결 공기 플러그를 사용합니다. 그림 8 (a)와 같이, 단점은 제조 비용이 높다는 것입니다. 방법 2는 그림 8 (b)와 같이 갭이 0.1 mm 인 이음파형 배기 플러그를 사용합니다. 단점은 페인트를 분무 한 후 배기 이음새가 쉽게 차단된다는 것입니다. 방법 3은 와이어 컷 배기 플러그를 사용하고, 갭은 그림 8 (c)와 같이 0.15 ~ 0.2 mm입니다. 단점은 가공 효율이 낮고 제조 비용이 높습니다. 캐스팅의 실제 영역에 따라 다양한 배기 플러그를 선택해야합니다. 일반적으로 소결 및 와이어 컷 벤트 플러그는 주조의 공동에 사용되며 이음새 유형은 모래 코어 헤드에 사용됩니다.
그림 8 (저압 다이 캐스팅에 적합한 3 가지 유형의 배기 플러그)
1.6 난방 시스템
주조는 크기가 크고 벽 두께가 얇습니다. 금형 흐름 분석에서, 충전 끝에서 액체 알루미늄의 유속은 불충분하다. 그 이유는 액체 알루미늄이 흐르기에 너무 길고 온도가 떨어지고 액체 알루미늄이 사전에 고화되고 흐름 능력을 잃고 냉간 닫기 또는 불충분 한 쏟아지는 것이 발생하기 때문입니다. 상단 다이의 라이저는 달성 할 수 없습니다. 먹이의 효과. 이러한 문제에 기초하여, 주조의 벽 두께와 모양을 바꾸지 않고 액체 알루미늄의 온도와 곰팡이 온도를 증가시키고, 액체 알루미늄의 유동성을 향상시키고, 냉간 닫기 또는 불충분 한 쏟아지는 문제를 해결합니다. 그러나, 과도한 액체 알루미늄 온도 및 곰팡이 온도는 새로운 열 접합 또는 수축 다공성을 생성하여 캐스팅 처리 후 과도한 평면 핀홀을 초래할 것이다. 따라서 적절한 액체 알루미늄 온도와 적절한 금형 온도를 선택해야합니다. 경험에 따르면, 액체 알루미늄의 온도는 약 720 ℃에서 제어되며, 금형 온도는 320 ~ 350 ℃에서 제어된다.
대량의 얇은 벽 두께와 주조의 낮은 높이를 고려하여, 곰팡이의 상부에 가열 시스템이 설치됩니다. 도 9에 도시 된 바와 같이, 불꽃의 방향은 금형의 바닥과 측면을 향하여 주조의 바닥과 측면을 가열한다. 현장 쏟아지는 상황에 따라 가열 시간과 불꽃을 조정하고 320 ~ 350 ℃에서 상단 금형 부품의 온도를 제어하고, 액체 알루미늄의 유동성을 합리적인 범위 내에서 유동성으로 만들고 액체 알루미늄이 공동을 채우게하십시오. 그리고 라이저. 실제로 사용하면 가열 시스템은 액체 알루미늄의 유동성을 효과적으로 보장 할 수 있습니다.
그림 9 (가열 시스템)
2. 곰팡이 구조 및 작업 원리
저압 다이 캐스팅 공정에 따르면, 캐스팅의 특성과 장비의 구조와 결합하여 형성된 주조가 상부 곰팡이에 머무르고, 전면, 후면, 왼쪽 및 오른쪽 코어 풀링 구조가 상단 금형에 설계되었습니다. 주조가 형성되고 고형화 된 후, 상단 및 하단 금형이 먼저 열린 다음 코어를 4 방향으로 당기고 마지막으로 상단 금형의 상단 플레이트가 형성된 주조를 밀어냅니다. 몰드 구조는도 10에 도시되어있다.
그림 10 (금형 구조)
Mat Aluminum에서 May Jiang에 의해 편집 됨
후 시간 : 5 월 11 일부터 20123 년
