Moldes de fundição por gravidade e LPDC para tampa de bateria: Tecnologia de molde de fundição de alumínio NEV

Moldes de fundição por gravidade e LPDC para tampa de bateria: Tecnologia de molde de fundição de alumínio NEV

Integridade estrutural da cobertura da bateria e desempenho de isolamento são críticos para a segurança da bateria de veículos de nova energia. Moldes de fundição por gravidade mal projetados aumentam o risco de rachadura da cobertura em 33% sob testes de carga de impacto. Este artigo descreve a estrutura do molde, os parâmetros do processo e as soluções de controle de defeitos baseadas na prática de engenharia de moldes da Xinfeng.

Tolerância de posicionamento do núcleo do molde da cobertura da bateria controlada a ± 0,14 mm. O deslocamento do núcleo fora da tolerância leva à espessura desigual da parede, reduzindo a rigidez estrutural e aumentando o risco de deformação em 27%. A variação da espessura da parede deve ser limitada a ± 0,40 mm.

Os moldes de fundição por gravidade confiam na alimentação do ascensor para compensar o encolhimento em bosses de montagem grossos. O volume do ascensor inferior a 17% do volume de fundição desencadeia poros de encolhimento nos pontos de conexão. Mangas ascendentes exotérmicas prolongam o tempo de alimentação eficaz em 33%.

Os moldes de fundição a pressão de baixa pressão adotam o enchimento laminar inferior, a velocidade de enchimento limitada abaixo de 0,17 m / s. O fluxo turbulento acima de 0,28 m / s aumenta os defeitos de óxido dobrados em placas finas de cobertura em 49%.

Temperatura de pré-aquecimento do molde estabilizada em 310-370 ℃. O pré-aquecimento insuficiente abaixo de 300 ℃ causa defeitos de fechamento a frio em placas finas de reforço, que são difíceis de detectar antes de testes destrutivos.

O molde de fundição a pressão de contrapressão CPC usa atmosfera de argão para reduzir a oxidação de fusão, cortando a taxa de rejeição de inclusão de óxido em 38% em comparação com a fundição por gravidade convencional.

Profundidade da fenda de ventilação do núcleo mantida em 0,10-0,15 mm para liberar ar preso dentro de estruturas complexas de costelas. As aberturas bloqueadas criam poros de gás e reduzem a capacidade de carga da cobertura em 27%.

A cavidade do molde H13 sem tratamento de nitruração desenvolve rachaduras térmicas após 8000 ciclos de fundição. A camada de nitruração de 0,08-0,11 mm melhora a resistência à fadiga térmica e prolonga a vida útil do molde em 40%.

A espessura do revestimento do molde de 0,20-0,34 mm equilibra a transferência de calor e o desempenho de desmoldagem. O revestimento demasiado grosso aumenta a resistência térmica e prolonga o ciclo de fundição em 19%.

A simulação de fundição verifica o esquema do molde antes do ensaio, previndo a distribuição de pontos quentes de solidificação com precisão de 87% e reduzindo a taxa de defeitos de produção de ensaio.

A cobertura da bateria acabada precisa de teste de carga estática a 12 kN por 150 segundos. Poros internos maiores que 0,15 mm causarão falha estrutural sob carga de impacto.

O design de ejeção simétrica de vários pontos impede a dobra da tampa após o desmoldamento. Força de ejeção desequilibrada acima de 90 kN causa deformação de placa fina, tolerância de planície controlada dentro de 0,17 mm.

A taxa de encolhimento da solidificação da liga de alumínio A356 atinge 4,2%. O layout razoável de gating e riser em moldes de gravidade é essencial para compensar o encolhimento do volume durante o resfriamento.

Planitude de vedação do molde CPC mantida dentro de 0,03 mm. A lacuna de vedação maior que 0,20 mm quebra o ambiente de gás inerte e gera mais defeitos de óxido.

Diferença de temperatura do circuito de refrigeração controlada abaixo de 43 ℃. A diferença de temperatura excessiva deixa estresse residual e causa deformação da cobertura após usinagem e tratamento térmico.

Gravidade fundição derramando temperatura 709-739 ℃. Temperatura abaixo de 700 ℃ leva a erros nas costelas finas em 44%; temperatura acima de 750 ℃ promove a absorção de hidrogênio e a formação de poros de gás.

Liberação de expansão térmica do núcleo de areia de sílica reservada durante o projeto do molde. O núcleo de sílice expande 0,8% a 600 ℃, a liberdade impede que a costela fina rache durante o derramamento de alumínio.

Pressão de retenção LPDC 0,07-0,12 MPa, tempo de retenção calculado por 2,4 s / mm em regiões de boss espessa.

A liberdade da linha de separação inferior a 0,03 mm restringe a formação de flash. O trabalho de remoção flash aumenta o custo de usinagem em 13%.

O aço H13 refundido com electroslag oferece uma vida útil do molde 26% maior do que o H13 padrão, adequado para a produção em massa contínua de moldes LPDC de cobertura de bateria.

O filtro de cerâmica 20 PPI remove 56% das partículas de óxido grandes antes que o derretimento entre na cavidade, reduzindo os pontos de iniciação de rachaduras das fundições de cobertura.

Os moldes de fundição por gravidade requerem limpeza de ventilação a cada 120 ciclos para evitar o bloqueio de resíduos de alumínio.

12 fundições consecutivas são amostradas para inspeção radiográfica durante o ensaio de molde para detectar encolhimento subterrâneo oculto.

A permissão de usinagem de 0,7-1,1 mm equilibra a carga de corte e a integridade estrutural de placas finas de cobertura.

A temperação pós-solda reduz o risco de re-rachadura em 51% para posições de cavidade do molde reparadas.

Deflexão da base do molde controlada abaixo de 0,04 mm para manter a separação estável e evitar flash contínuo.

A taxa de fluxo de argão CPC é mantida em 10-14 L/min para substituição completa do ar sem perturbar o fluxo de fusão de alumínio.

O rendimento da fundição por gravidade para a cobertura da bateria permanece em 57-65%, o rendimento LPDC atinge 73-79%.

Polimento da superfície da montagem da tampa padrão Ra1.6 μm para garantir um ajuste apertado com o quadro da bateria.

Os moldes ociosos precisam de preservação anti-ferrugem quando a umidade ambiental excede 60% RH para evitar a ferrugem da superfície dentro de 40 dias.

Perguntas frequentes

Q1: Que tipo de molde se encaixa no protótipo de lote pequeno da cobertura da bateria? A1: Moldes de fundição por gravidade são preferidos para produção experimental abaixo de 2800 unidades.  Q2: