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新能源車上的壓鑄件分析
隨着新能源汽車市場的持續火爆,壓鑄行業也隨之發展壯大,從最早的簡單壓鑄逐漸發展到現在的複雜工藝。
新能源汽車在中國市場已經非常普及,尤其是新能源汽車的銷量佔比已經達到了35%,其中純電動汽車銷量佔比更是超過了50%;再加上未來幾年國家政策對於新能源汽車的大力扶持,新能源也必將成爲未來中國汽車市場的主要發展方向之一。
那麼在這一背景下,壓鑄行業就迎來了巨大的發展機遇。
壓鑄行業作爲典型的精密加工製造業,主要分爲:衝壓、壓鑄、鑄造等幾個方面;每個環節中都有大量技術難題需要攻克,而其中最難攻克的技術就是鑄件成型和質量控制。
1、壓鑄工藝介紹
壓鑄工藝的工作原理是通過一系列的模具,對金屬進行擠壓鑄造,形成形狀複雜、內部充滿氣體和液體組織的鑄件。
壓鑄成型工藝中最關鍵的是模具設計與製造,在整個壓鑄生產過程中起到舉足輕重的作用,因此必須採用優質和高性能的壓鑄模具。
一般來說,根據不同材質,壓鑄件分爲鑄造件和非鑄件機模鍛件。
鑄造件要求強度高、耐磨性能好、重量輕。非鑄件是指機械強度低、熱膨脹性大、熱塑性差等情況。
一般採用擠壓鑄造工藝生產,該工藝分爲兩個階段:第一階段是用機械壓力使金屬液進入模具;第二階段:在高壓作用下模具發生變形和開裂,金屬液流出模具形成鑄件。
由於這種壓鑄方式要求模具強度高又耐高溫,因此在壓鑄過程中模具設計極爲重要。
2、壓鑄模具的設計和製作
新能源汽車壓鑄的模具結構主要包括:模座、芯盒、導向套和封頭。
由於壓鑄工藝複雜,所以對模座的要求非常高。
模座材料:鋁合金,要求其硬度要達到40 HRC以上;
芯盒:用來盛放壓鑄合金產品,芯盒表面要平整、光滑,並且不能有裂紋。
導向套:爲保證壓鑄模具可以穩定工作,必須嚴格按照標準工藝要求製造,包括硬度、精度和光潔度等。
爲了保證壓鑄件的高品質和高精度,需要對模具進行熱處理以提高模具的抗變形能力;然後進行淬火以增加模具的硬度;最後採用噴砂處理進一步提高模具的耐磨性。
壓鑄模具製造工藝複雜(如設計、材料、熱處理和表面處理等),因此對製造水平和設備的要求也很高。
3、壓鑄模具的生產工藝
壓鑄模具的生產工藝包括金屬型的設計、澆注系統、冷室設計和鑄件造型、澆注、冷卻和脫模等幾個部分。
壓鑄模具設計的主要目的是通過對鑄造件及鑄件形狀的分析,確定最佳的工藝參數組合,並通過合理地確定澆鑄工藝來獲得高質量的鑄件。
在壓鑄模具設計過程中,根據產品特點及模具加工條件,應考慮以下幾個因素:
(1)尺寸精度及表面粗糙度:要求壓鑄模具有良好的抗熱變形能力,並應具有較高的精度;
(2)尺寸穩定性:由於壓鑄模是在常溫下工作,在熱態下容易產生裂紋或者變形而影響到模具壽命;因此要求模與模具之間有良好且均勻的溫度分佈,使壓鑄模壁厚度最小化;
(3)結構穩定性:要求模腔內保持平穩地溫度和壓力分佈,壓鑄模在受到外力作用時不會產生變形或斷裂。