इलेक्ट्रिक वाहन के एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे के लिए कम दबाव वाले डाई कास्टिंग मोल्ड का डिज़ाइन

बैटरी एक इलेक्ट्रिक वाहन का मुख्य घटक है, और इसका प्रदर्शन बैटरी जीवन, ऊर्जा खपत और इलेक्ट्रिक वाहन की सेवा जीवन जैसे तकनीकी संकेतक निर्धारित करता है। बैटरी मॉड्यूल में बैटरी ट्रे मुख्य घटक है जो ले जाने, सुरक्षा करने और ठंडा करने का कार्य करता है। मॉड्यूलर बैटरी पैक को बैटरी ट्रे में व्यवस्थित किया गया है, बैटरी ट्रे के माध्यम से कार के चेसिस पर तय किया गया है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। चूंकि यह वाहन बॉडी के नीचे स्थापित है और काम करने का माहौल कठोर है, इसलिए बैटरी ट्रे बैटरी मॉड्यूल को क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए पत्थर के प्रभाव और पंचर को रोकने का कार्य होना आवश्यक है। बैटरी ट्रे इलेक्ट्रिक वाहनों का एक महत्वपूर्ण सुरक्षा संरचनात्मक हिस्सा है। निम्नलिखित इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे की निर्माण प्रक्रिया और मोल्ड डिजाइन का परिचय देता है।

चित्र 1 (एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे)
1 प्रक्रिया विश्लेषण और मोल्ड डिजाइन
1.1 कास्टिंग विश्लेषण
इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे को चित्र 2 में दिखाया गया है। समग्र आयाम 1106 मिमी × 1029 मिमी × 136 मिमी हैं, मूल दीवार की मोटाई 4 मिमी है, कास्टिंग गुणवत्ता लगभग 15.5 किलोग्राम है, और प्रसंस्करण के बाद कास्टिंग गुणवत्ता लगभग 12.5 किलोग्राम है। सामग्री A356-T6 है, तन्य शक्ति ≥ 290MPa, उपज शक्ति ≥ 225MPa, बढ़ाव ≥ 6%, ब्रिनेल कठोरता ≥ 75~90HBS, हवा की जकड़न और IP67&IP69K आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है।

चित्र 2 (एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे)
1.2 प्रक्रिया विश्लेषण
लो प्रेशर डाई कास्टिंग, प्रेशर कास्टिंग और ग्रेविटी कास्टिंग के बीच एक विशेष कास्टिंग विधि है। इसमें न केवल दोनों के लिए धातु के साँचे का उपयोग करने के फायदे हैं, बल्कि इसमें स्थिर भरने की विशेषताएं भी हैं। कम दबाव वाले डाई कास्टिंग में नीचे से ऊपर तक कम गति से भरने, गति को नियंत्रित करने में आसान, तरल एल्यूमीनियम के छोटे प्रभाव और छींटे, कम ऑक्साइड स्लैग, उच्च ऊतक घनत्व और उच्च यांत्रिक गुणों के फायदे हैं। कम दबाव वाली डाई कास्टिंग के तहत, तरल एल्यूमीनियम आसानी से भर जाता है, और कास्टिंग दबाव में जम जाती है और क्रिस्टलीकृत हो जाती है, और उच्च घनी संरचना, उच्च यांत्रिक गुणों और सुंदर उपस्थिति के साथ कास्टिंग प्राप्त की जा सकती है, जो बड़ी पतली दीवार वाली कास्टिंग बनाने के लिए उपयुक्त है। .
कास्टिंग के लिए आवश्यक यांत्रिक गुणों के अनुसार, कास्टिंग सामग्री A356 है, जो T6 उपचार के बाद ग्राहकों की जरूरतों को पूरा कर सकती है, लेकिन इस सामग्री की डालने वाली तरलता को आम तौर पर बड़े और पतले कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए मोल्ड तापमान के उचित नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
1.3 डालने की प्रणाली
बड़ी और पतली कास्टिंग की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, कई गेटों को डिजाइन करने की आवश्यकता है। साथ ही, तरल एल्युमीनियम की सुचारू फिलिंग सुनिश्चित करने के लिए, विंडो पर फिलिंग चैनल जोड़े जाते हैं, जिन्हें पोस्ट-प्रोसेसिंग द्वारा हटाने की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक चरण में डालने का कार्य प्रणाली की दो प्रक्रिया योजनाएं डिज़ाइन की गईं, और प्रत्येक योजना की तुलना की गई। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, योजना 1 9 द्वारों की व्यवस्था करती है और खिड़की पर फीडिंग चैनल जोड़ती है; योजना 2 में बनने वाली ढलाई के किनारे से 6 द्वार डालने की व्यवस्था की गई है। सीएई सिमुलेशन विश्लेषण चित्र 4 और चित्र 5 में दिखाया गया है। मोल्ड संरचना को अनुकूलित करने के लिए सिमुलेशन परिणामों का उपयोग करें, कास्टिंग की गुणवत्ता पर मोल्ड डिजाइन के प्रतिकूल प्रभाव से बचने का प्रयास करें, कास्टिंग दोषों की संभावना को कम करें और विकास चक्र को छोटा करें कास्टिंग का.

चित्र 3 (कम दबाव के लिए दो प्रक्रिया योजनाओं की तुलना

चित्र 4 (भरने के दौरान तापमान क्षेत्र की तुलना)

चित्र 5 (जमने के बाद सिकुड़न सरंध्रता दोषों की तुलना)
उपरोक्त दो योजनाओं के सिमुलेशन परिणामों से पता चलता है कि गुहा में तरल एल्यूमीनियम लगभग समानांतर में ऊपर की ओर बढ़ता है, जो समग्र रूप से तरल एल्यूमीनियम के समानांतर भरने के सिद्धांत के अनुरूप है, और कास्टिंग के सिम्युलेटेड संकोचन सरंध्रता भाग हैं शीतलन और अन्य तरीकों को मजबूत करके हल किया गया।
दो योजनाओं के लाभ: सिम्युलेटेड फिलिंग के दौरान तरल एल्यूमीनियम के तापमान को देखते हुए, स्कीम 1 द्वारा गठित कास्टिंग के डिस्टल छोर के तापमान में स्कीम 2 की तुलना में अधिक एकरूपता होती है, जो गुहा को भरने के लिए अनुकूल है। . स्कीम 2 द्वारा बनाई गई कास्टिंग में स्कीम 1 की तरह गेट अवशेष नहीं होते हैं। सिकुड़न सरंध्रता स्कीम 1 की तुलना में बेहतर होती है।
दो योजनाओं के नुकसान: क्योंकि गेट को स्कीम 1 में बनने वाली कास्टिंग पर व्यवस्थित किया गया है, कास्टिंग पर एक गेट अवशेष होगा, जो मूल कास्टिंग की तुलना में लगभग 0.7ka बढ़ जाएगा। स्कीम 2 सिम्युलेटेड फिलिंग में तरल एल्यूमीनियम के तापमान से, डिस्टल छोर पर तरल एल्यूमीनियम का तापमान पहले से ही कम है, और सिमुलेशन मोल्ड तापमान की आदर्श स्थिति के तहत है, इसलिए तरल एल्यूमीनियम की प्रवाह क्षमता अपर्याप्त हो सकती है वास्तविक स्थिति, और कास्टिंग मोल्डिंग में कठिनाई की समस्या होगी।
विभिन्न कारकों के विश्लेषण के साथ, योजना 2 को डालने का कार्य प्रणाली के रूप में चुना गया था। स्कीम 2 की कमियों को ध्यान में रखते हुए, मोल्ड डिज़ाइन में डालने का कार्य प्रणाली और हीटिंग सिस्टम को अनुकूलित किया गया है। जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, ओवरफ्लो राइजर जोड़ा गया है, जो तरल एल्यूमीनियम को भरने के लिए फायदेमंद है और मोल्डेड कास्टिंग में दोषों की घटना को कम करता है या टालता है।

चित्र 6 (अनुकूलित डालने का कार्य प्रणाली)
1.4 शीतलन प्रणाली
कास्टिंग की उच्च यांत्रिक प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले तनाव-असर वाले भागों और क्षेत्रों को सिकुड़न सरंध्रता या थर्मल क्रैकिंग से बचने के लिए उचित रूप से ठंडा या खिलाए जाने की आवश्यकता होती है। कास्टिंग की मूल दीवार की मोटाई 4 मिमी है, और जमना मोल्ड के गर्मी अपव्यय से प्रभावित होगा। इसके महत्वपूर्ण भागों के लिए, एक शीतलन प्रणाली स्थापित की गई है, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है। भरने का काम पूरा होने के बाद, पानी को ठंडा करने के लिए प्रवाहित करें, और जमने का क्रम सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट शीतलन समय को डालने वाली जगह पर समायोजित करने की आवश्यकता है। गेट के अंत से गेट के अंत तक दूर से गठित, और फ़ीड प्रभाव को प्राप्त करने के लिए गेट और रिसर को अंत में ठोस बनाया जाता है। मोटी दीवार की मोटाई वाला हिस्सा इन्सर्ट में पानी ठंडा करने की विधि को अपनाता है। इस विधि का वास्तविक कास्टिंग प्रक्रिया में बेहतर प्रभाव पड़ता है और सिकुड़न सरंध्रता से बचा जा सकता है।

चित्र 7 (शीतलन प्रणाली)
1.5 निकास प्रणाली
चूंकि कम दबाव वाले डाई कास्टिंग धातु की गुहा बंद है, इसमें रेत के सांचों की तरह अच्छी हवा पारगम्यता नहीं है, न ही यह सामान्य गुरुत्वाकर्षण कास्टिंग में रिसर्स के माध्यम से निकास करता है, कम दबाव कास्टिंग गुहा का निकास तरल की भरने की प्रक्रिया को प्रभावित करेगा एल्यूमीनियम और कास्टिंग की गुणवत्ता। कम दबाव वाले डाई कास्टिंग मोल्ड को अलग सतह, पुश रॉड आदि में अंतराल, निकास खांचे और निकास प्लग के माध्यम से समाप्त किया जा सकता है।
निकास प्रणाली में निकास आकार का डिज़ाइन अतिप्रवाह के बिना निकास के लिए अनुकूल होना चाहिए, एक उचित निकास प्रणाली अपर्याप्त भराव, ढीली सतह और कम ताकत जैसे दोषों से कास्टिंग को रोक सकती है। डालने की प्रक्रिया के दौरान तरल एल्यूमीनियम के अंतिम भरने वाले क्षेत्र, जैसे कि साइड रेस्ट और ऊपरी मोल्ड के राइजर को निकास गैस से सुसज्जित करने की आवश्यकता होती है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि कम दबाव वाले डाई कास्टिंग की वास्तविक प्रक्रिया में तरल एल्यूमीनियम आसानी से निकास प्लग के अंतराल में प्रवाहित होता है, जिससे ऐसी स्थिति पैदा होती है कि जब मोल्ड खोला जाता है तो वायु प्लग बाहर निकल जाता है, इसके बाद तीन तरीकों को अपनाया जाता है कई प्रयास और सुधार: विधि 1 में पाउडर धातुकर्म सिंटेड एयर प्लग का उपयोग किया जाता है, जैसा कि चित्र 8(ए) में दिखाया गया है, नुकसान यह है कि विनिर्माण लागत अधिक है; विधि 2 0.1 मिमी के अंतराल के साथ एक सीम-प्रकार के निकास प्लग का उपयोग करती है, जैसा कि चित्र 8(बी) में दिखाया गया है, नुकसान यह है कि पेंट छिड़कने के बाद निकास सीम आसानी से अवरुद्ध हो जाता है; विधि 3 में वायर-कट एग्जॉस्ट प्लग का उपयोग किया जाता है, अंतर 0.15~0.2 मिमी है, जैसा चित्र 8(सी) में दिखाया गया है। नुकसान कम प्रसंस्करण दक्षता और उच्च विनिर्माण लागत हैं। कास्टिंग के वास्तविक क्षेत्र के अनुसार विभिन्न निकास प्लग का चयन करने की आवश्यकता है। आम तौर पर, कास्टिंग की गुहा के लिए सिंटर और वायर-कट वेंट प्लग का उपयोग किया जाता है, और रेत कोर हेड के लिए सीम प्रकार का उपयोग किया जाता है।

चित्र 8 (कम दबाव डाई कास्टिंग के लिए उपयुक्त 3 प्रकार के निकास प्लग)
1.6 ताप प्रणाली
कास्टिंग आकार में बड़ी और दीवार की मोटाई में पतली है। मोल्ड प्रवाह विश्लेषण में, भरने के अंत में तरल एल्यूमीनियम की प्रवाह दर अपर्याप्त है। इसका कारण यह है कि तरल एल्यूमीनियम प्रवाह के लिए बहुत लंबा है, तापमान गिरता है, और तरल एल्यूमीनियम पहले से ही जम जाता है और इसकी प्रवाह क्षमता खो देता है, ठंडा बंद या अपर्याप्त डालना होता है, ऊपरी डाई का राइजर प्राप्त करने में सक्षम नहीं होगा खिलाने का प्रभाव. इन समस्याओं के आधार पर, दीवार की मोटाई और कास्टिंग के आकार को बदले बिना, तरल एल्यूमीनियम का तापमान और मोल्ड तापमान बढ़ाएं, तरल एल्यूमीनियम की तरलता में सुधार करें, और ठंड बंद या अपर्याप्त डालने की समस्या को हल करें। हालाँकि, अत्यधिक तरल एल्यूमीनियम तापमान और मोल्ड तापमान नए थर्मल जंक्शन या सिकुड़न छिद्र उत्पन्न करेगा, जिसके परिणामस्वरूप कास्टिंग प्रसंस्करण के बाद अत्यधिक विमान पिनहोल होंगे। इसलिए, एक उपयुक्त तरल एल्यूमीनियम तापमान और एक उपयुक्त मोल्ड तापमान का चयन करना आवश्यक है। अनुभव के अनुसार, तरल एल्यूमीनियम का तापमान लगभग 720 ℃ पर नियंत्रित किया जाता है, और मोल्ड तापमान 320 ~ 350 ℃ पर नियंत्रित किया जाता है।
बड़ी मात्रा, पतली दीवार की मोटाई और ढलाई की कम ऊंचाई को देखते हुए, मोल्ड के ऊपरी हिस्से पर एक हीटिंग सिस्टम स्थापित किया जाता है। जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, कास्टिंग के निचले तल और किनारे को गर्म करने के लिए लौ की दिशा मोल्ड के नीचे और किनारे की ओर होती है। साइट पर डालने की स्थिति के अनुसार, हीटिंग समय और लौ को समायोजित करें, ऊपरी मोल्ड भाग के तापमान को 320 ~ 350 ℃ पर नियंत्रित करें, एक उचित सीमा के भीतर तरल एल्यूमीनियम की तरलता सुनिश्चित करें, और तरल एल्यूमीनियम को गुहा में भरें। और उठने वाला. वास्तविक उपयोग में, हीटिंग सिस्टम तरल एल्यूमीनियम की तरलता को प्रभावी ढंग से सुनिश्चित कर सकता है।

चित्र 9 (हीटिंग सिस्टम)
2. मोल्ड संरचना और कार्य सिद्धांत
कम दबाव वाली डाई कास्टिंग प्रक्रिया के अनुसार, कास्टिंग की विशेषताओं और उपकरण की संरचना के साथ संयुक्त, यह सुनिश्चित करने के लिए कि गठित कास्टिंग ऊपरी मोल्ड में रहती है, सामने, पीछे, बाएं और दाएं कोर-पुलिंग संरचनाएं होती हैं ऊपरी साँचे पर डिज़ाइन किया गया। कास्टिंग बनने और जमने के बाद, पहले ऊपरी और निचले सांचे खोले जाते हैं, और फिर कोर को 4 दिशाओं में खींचा जाता है, और अंत में ऊपरी सांचे की शीर्ष प्लेट गठित ढलाई को बाहर धकेलती है। मोल्ड संरचना चित्र 10 में दिखाई गई है।

चित्र 10 (मोल्ड संरचना)
MAT एल्यूमिनियम से मे जियांग द्वारा संपादित