ఎలక్ట్రిక్ వాహనం యొక్క అల్యూమినియం అల్లాయ్ బ్యాటరీ ట్రే కోసం తక్కువ పీడన డై కాస్టింగ్ అచ్చు రూపకల్పన

బ్యాటరీ అనేది ఎలక్ట్రిక్ వాహనం యొక్క ప్రధాన భాగం, మరియు దాని పనితీరు బ్యాటరీ జీవితకాలం, శక్తి వినియోగం మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనం యొక్క సేవా జీవితం వంటి సాంకేతిక సూచికలను నిర్ణయిస్తుంది. బ్యాటరీ మాడ్యూల్‌లోని బ్యాటరీ ట్రే అనేది మోసుకెళ్లడం, రక్షించడం మరియు చల్లబరచడం వంటి విధులను నిర్వహించే ప్రధాన భాగం. మాడ్యులర్ బ్యాటరీ ప్యాక్ బ్యాటరీ ట్రేలో అమర్చబడి, బ్యాటరీ ట్రే ద్వారా కారు యొక్క చట్రంపై స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది చిత్రం 1లో చూపబడింది. ఇది వాహన బాడీ దిగువన ఇన్‌స్టాల్ చేయబడి ఉండటం మరియు పని వాతావరణం కఠినంగా ఉండటం వలన, బ్యాటరీ మాడ్యూల్ దెబ్బతినకుండా నిరోధించడానికి బ్యాటరీ ట్రే రాతి ప్రభావం మరియు పంక్చర్‌ను నిరోధించే పనితీరును కలిగి ఉండాలి. బ్యాటరీ ట్రే అనేది ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో ముఖ్యమైన భద్రతా నిర్మాణ భాగం. ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల కోసం అల్యూమినియం అల్లాయ్ బ్యాటరీ ట్రేల ఏర్పాటు ప్రక్రియ మరియు అచ్చు రూపకల్పనను కిందివి పరిచయం చేస్తాయి.

చిత్రం 1 (అల్యూమినియం మిశ్రమం బ్యాటరీ ట్రే)
1 ప్రక్రియ విశ్లేషణ మరియు అచ్చు రూపకల్పన
1.1 కాస్టింగ్ విశ్లేషణ
ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల కోసం అల్యూమినియం అల్లాయ్ బ్యాటరీ ట్రే చిత్రం 2లో చూపబడింది. మొత్తం కొలతలు 1106mm×1029mm×136mm, ప్రాథమిక గోడ మందం 4mm, కాస్టింగ్ నాణ్యత దాదాపు 15.5kg, మరియు ప్రాసెసింగ్ తర్వాత కాస్టింగ్ నాణ్యత దాదాపు 12.5kg. పదార్థం A356-T6, తన్యత బలం ≥ 290MPa, దిగుబడి బలం ≥ 225MPa, పొడుగు ≥ 6%, బ్రైనెల్ కాఠిన్యం ≥ 75~90HBS, గాలి బిగుతు మరియు IP67&IP69K అవసరాలను తీర్చాలి.

చిత్రం 2 (అల్యూమినియం మిశ్రమం బ్యాటరీ ట్రే)
1.2 ప్రక్రియ విశ్లేషణ
తక్కువ పీడన డై కాస్టింగ్ అనేది ప్రెజర్ కాస్టింగ్ మరియు గ్రావిటీ కాస్టింగ్ మధ్య ఒక ప్రత్యేక కాస్టింగ్ పద్ధతి. ఇది రెండింటికీ మెటల్ అచ్చులను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను మాత్రమే కాకుండా, స్థిరమైన ఫిల్లింగ్ లక్షణాలను కూడా కలిగి ఉంటుంది. తక్కువ పీడన డై కాస్టింగ్ దిగువ నుండి పైకి తక్కువ-వేగ నింపడం, వేగాన్ని నియంత్రించడం సులభం, ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క చిన్న ప్రభావం మరియు స్ప్లాష్, తక్కువ ఆక్సైడ్ స్లాగ్, అధిక కణజాల సాంద్రత మరియు అధిక యాంత్రిక లక్షణాలు వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. తక్కువ పీడన డై కాస్టింగ్ కింద, ద్రవ అల్యూమినియం సజావుగా నింపబడుతుంది మరియు ఒత్తిడిలో కాస్టింగ్ ఘనీభవిస్తుంది మరియు స్ఫటికీకరిస్తుంది మరియు అధిక దట్టమైన నిర్మాణం, అధిక యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు అందమైన రూపాన్ని కలిగి ఉన్న కాస్టింగ్ పొందవచ్చు, ఇది పెద్ద సన్నని గోడల కాస్టింగ్‌లను రూపొందించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.
కాస్టింగ్‌కు అవసరమైన యాంత్రిక లక్షణాల ప్రకారం, కాస్టింగ్ మెటీరియల్ A356, ఇది T6 చికిత్స తర్వాత కస్టమర్ల అవసరాలను తీర్చగలదు, అయితే ఈ పదార్థం యొక్క పోయడం ద్రవత్వం సాధారణంగా పెద్ద మరియు సన్నని కాస్టింగ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అచ్చు ఉష్ణోగ్రతపై సహేతుకమైన నియంత్రణ అవసరం.
1.3 పోయడం వ్యవస్థ
పెద్ద మరియు సన్నని కాస్టింగ్‌ల లక్షణాల దృష్ట్యా, బహుళ గేట్‌లను రూపొందించాల్సిన అవసరం ఉంది. అదే సమయంలో, ద్రవ అల్యూమినియం సజావుగా నింపడాన్ని నిర్ధారించడానికి, విండో వద్ద ఫిల్లింగ్ ఛానెల్‌లు జోడించబడతాయి, వీటిని పోస్ట్-ప్రాసెసింగ్ ద్వారా తొలగించాలి. పోయరింగ్ సిస్టమ్ యొక్క రెండు ప్రాసెస్ స్కీమ్‌లు ప్రారంభ దశలో రూపొందించబడ్డాయి మరియు ప్రతి స్కీమ్‌ను పోల్చారు. చిత్రం 3లో చూపిన విధంగా, పథకం 1 9 గేట్లను అమర్చుతుంది మరియు విండో వద్ద ఫీడింగ్ ఛానెల్‌లను జోడిస్తుంది; పథకం 2 ఏర్పడే కాస్టింగ్ వైపు నుండి పోయడానికి 6 గేట్లను అమర్చుతుంది. CAE సిమ్యులేషన్ విశ్లేషణ చిత్రం 4 మరియు చిత్రం 5లో చూపబడింది. అచ్చు నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి అనుకరణ ఫలితాలను ఉపయోగించండి, కాస్టింగ్‌ల నాణ్యతపై అచ్చు డిజైన్ యొక్క ప్రతికూల ప్రభావాన్ని నివారించడానికి ప్రయత్నించండి, కాస్టింగ్ లోపాల సంభావ్యతను తగ్గించండి మరియు కాస్టింగ్‌ల అభివృద్ధి చక్రాన్ని తగ్గించండి.

చిత్రం 3 (అల్ప పీడనం కోసం రెండు ప్రక్రియ పథకాల పోలిక

చిత్రం 4 (ఫిల్లింగ్ సమయంలో ఉష్ణోగ్రత క్షేత్ర పోలిక)

చిత్రం 5 (ఘనీకరణ తర్వాత సంకోచ సచ్ఛిద్ర లోపాల పోలిక)
పైన పేర్కొన్న రెండు పథకాల అనుకరణ ఫలితాలు కుహరంలోని ద్రవ అల్యూమినియం దాదాపు సమాంతరంగా పైకి కదులుతుందని చూపిస్తుంది, ఇది మొత్తం ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క సమాంతర నింపే సిద్ధాంతానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు కాస్టింగ్ యొక్క అనుకరణ సంకోచ సచ్ఛిద్ర భాగాలు శీతలీకరణ మరియు ఇతర పద్ధతులను బలోపేతం చేయడం ద్వారా పరిష్కరించబడతాయి.
రెండు పథకాల ప్రయోజనాలు: సిమ్యులేట్ ఫిల్లింగ్ సమయంలో ద్రవ అల్యూమినియం ఉష్ణోగ్రత నుండి చూస్తే, స్కీమ్ 1 ద్వారా ఏర్పడిన కాస్టింగ్ యొక్క దూరపు చివర ఉష్ణోగ్రత స్కీమ్ 2 కంటే ఎక్కువ ఏకరూపతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది కుహరం నింపడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. స్కీమ్ 2 ద్వారా ఏర్పడిన కాస్టింగ్‌లో స్కీమ్ 1 లాగా గేట్ అవశేషాలు ఉండవు. స్కీమ్ 1 కంటే సంకోచ సచ్ఛిద్రత మెరుగ్గా ఉంటుంది.
రెండు పథకాల యొక్క ప్రతికూలతలు: పథకం 1 లో ఏర్పడే కాస్టింగ్‌పై గేట్ అమర్చబడినందున, కాస్టింగ్‌పై గేట్ అవశేషాలు ఉంటాయి, ఇది అసలు కాస్టింగ్‌తో పోలిస్తే దాదాపు 0.7ka పెరుగుతుంది. పథకం 2 అనుకరణ పూరకంలో ద్రవ అల్యూమినియం ఉష్ణోగ్రత నుండి, దూర చివరన ద్రవ అల్యూమినియం ఉష్ణోగ్రత ఇప్పటికే తక్కువగా ఉంది మరియు అనుకరణ అచ్చు ఉష్ణోగ్రత యొక్క ఆదర్శ స్థితిలో ఉంది, కాబట్టి ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ప్రవాహ సామర్థ్యం వాస్తవ స్థితిలో సరిపోకపోవచ్చు మరియు కాస్టింగ్ మోల్డింగ్‌లో ఇబ్బంది సమస్య ఉంటుంది.
వివిధ అంశాల విశ్లేషణతో కలిపి, పథకం 2 ను పోయరింగ్ వ్యవస్థగా ఎంచుకున్నారు. పథకం 2 యొక్క లోపాలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, పోయరింగ్ వ్యవస్థ మరియు తాపన వ్యవస్థ అచ్చు రూపకల్పనలో ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి. చిత్రం 6 లో చూపిన విధంగా, ఓవర్‌ఫ్లో రైసర్ జోడించబడింది, ఇది ద్రవ అల్యూమినియం నింపడానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది మరియు అచ్చుపోసిన కాస్టింగ్‌లలో లోపాలు సంభవించడాన్ని తగ్గిస్తుంది లేదా నివారిస్తుంది.

చిత్రం 6 (ఆప్టిమైజ్డ్ పోయరింగ్ సిస్టమ్)
1.4 శీతలీకరణ వ్యవస్థ
కాస్టింగ్‌ల యొక్క అధిక యాంత్రిక పనితీరు అవసరాలు కలిగిన ఒత్తిడిని మోసే భాగాలు మరియు ప్రాంతాలను సంకోచ సచ్ఛిద్రత లేదా ఉష్ణ పగుళ్లను నివారించడానికి సరిగ్గా చల్లబరచాలి లేదా తినిపించాలి. కాస్టింగ్ యొక్క ప్రాథమిక గోడ మందం 4 మిమీ, మరియు ఘనీకరణ అచ్చు యొక్క వేడి వెదజల్లడం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. దాని ముఖ్యమైన భాగాల కోసం, చిత్రం 7లో చూపిన విధంగా శీతలీకరణ వ్యవస్థను ఏర్పాటు చేస్తారు. నింపడం పూర్తయిన తర్వాత, చల్లబరచడానికి నీటిని పంపండి మరియు ఘనీకరణ క్రమం గేట్ చివర నుండి గేట్ చివర వరకు ఏర్పడిందని నిర్ధారించుకోవడానికి పోయడం సైట్ వద్ద నిర్దిష్ట శీతలీకరణ సమయాన్ని సర్దుబాటు చేయాలి మరియు ఫీడ్ ప్రభావాన్ని సాధించడానికి గేట్ మరియు రైసర్ చివరలో ఘనీభవించబడతాయి. మందమైన గోడ మందం ఉన్న భాగం ఇన్సర్ట్‌కు నీటి శీతలీకరణను జోడించే పద్ధతిని అవలంబిస్తుంది. ఈ పద్ధతి వాస్తవ కాస్టింగ్ ప్రక్రియలో మెరుగైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు సంకోచ సచ్ఛిద్రతను నివారించవచ్చు.

చిత్రం 7 (శీతలీకరణ వ్యవస్థ)
1.5 ఎగ్జాస్ట్ సిస్టమ్
అల్ప పీడన డై కాస్టింగ్ మెటల్ యొక్క కుహరం మూసివేయబడినందున, ఇది ఇసుక అచ్చుల వలె మంచి గాలి పారగమ్యతను కలిగి ఉండదు, లేదా సాధారణ గురుత్వాకర్షణ కాస్టింగ్‌లో రైజర్‌ల ద్వారా ఎగ్జాస్ట్ చేయదు, అల్ప పీడన కాస్టింగ్ కుహరం యొక్క ఎగ్జాస్ట్ ద్రవ అల్యూమినియం నింపే ప్రక్రియను మరియు కాస్టింగ్‌ల నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది. అల్ప పీడన డై కాస్టింగ్ అచ్చును విడిపోయే ఉపరితలం, పుష్ రాడ్ మొదలైన వాటిలోని ఖాళీలు, ఎగ్జాస్ట్ గ్రూవ్‌లు మరియు ఎగ్జాస్ట్ ప్లగ్‌ల ద్వారా ఖాళీ చేయవచ్చు.
ఎగ్జాస్ట్ సిస్టమ్‌లోని ఎగ్జాస్ట్ సైజు డిజైన్ ఓవర్‌ఫ్లోయింగ్ లేకుండా ఎగ్జాస్ట్‌కు అనుకూలంగా ఉండాలి, సహేతుకమైన ఎగ్జాస్ట్ సిస్టమ్ తగినంత ఫిల్లింగ్, వదులుగా ఉండే ఉపరితలం మరియు తక్కువ బలం వంటి లోపాల నుండి కాస్టింగ్‌లను నిరోధించగలదు. పోయడం ప్రక్రియలో ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క చివరి ఫిల్లింగ్ ప్రాంతం, సైడ్ రెస్ట్ మరియు ఎగువ అచ్చు యొక్క రైసర్ వంటివి, ఎగ్జాస్ట్ గ్యాస్‌తో అమర్చాలి. తక్కువ పీడన డై కాస్టింగ్ యొక్క వాస్తవ ప్రక్రియలో ద్రవ అల్యూమినియం ఎగ్జాస్ట్ ప్లగ్ యొక్క గ్యాప్‌లోకి సులభంగా ప్రవహిస్తుందనే వాస్తవాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, అచ్చు తెరిచినప్పుడు ఎయిర్ ప్లగ్ బయటకు తీయబడే పరిస్థితికి దారితీస్తుంది, అనేక ప్రయత్నాలు మరియు మెరుగుదలల తర్వాత మూడు పద్ధతులు అవలంబించబడ్డాయి: పద్ధతి 1 పౌడర్ మెటలర్జీని ఉపయోగిస్తుంది సింటర్డ్ ఎయిర్ ప్లగ్, చిత్రం 8(a)లో చూపిన విధంగా, ప్రతికూలత ఏమిటంటే తయారీ ఖర్చు ఎక్కువగా ఉంటుంది; పద్ధతి 2 0.1 మిమీ గ్యాప్‌తో సీమ్-టైప్ ఎగ్జాస్ట్ ప్లగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, చిత్రం 8(b)లో చూపిన విధంగా, ప్రతికూలత ఏమిటంటే పెయింట్ స్ప్రే చేసిన తర్వాత ఎగ్జాస్ట్ సీమ్ సులభంగా బ్లాక్ చేయబడుతుంది; పద్ధతి 3 వైర్-కట్ ఎగ్జాస్ట్ ప్లగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, అంతరం 0.15~0.2 మిమీ, చిత్రం 8(సి)లో చూపిన విధంగా. ప్రతికూలతలు తక్కువ ప్రాసెసింగ్ సామర్థ్యం మరియు అధిక తయారీ ఖర్చు. కాస్టింగ్ యొక్క వాస్తవ వైశాల్యం ప్రకారం వేర్వేరు ఎగ్జాస్ట్ ప్లగ్‌లను ఎంచుకోవాలి. సాధారణంగా, సింటెర్డ్ మరియు వైర్-కట్ వెంట్ ప్లగ్‌లను కాస్టింగ్ యొక్క కుహరం కోసం ఉపయోగిస్తారు మరియు సీమ్ రకాన్ని ఇసుక కోర్ హెడ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు.

చిత్రం 8 (అల్ప పీడన డై కాస్టింగ్‌కు అనువైన 3 రకాల ఎగ్జాస్ట్ ప్లగ్‌లు)
1.6 తాపన వ్యవస్థ
కాస్టింగ్ పరిమాణంలో పెద్దది మరియు గోడ మందంలో సన్నగా ఉంటుంది. అచ్చు ప్రవాహ విశ్లేషణలో, ఫిల్లింగ్ చివరిలో ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ప్రవాహ రేటు సరిపోదు. కారణం ఏమిటంటే, ద్రవ అల్యూమినియం ప్రవహించడానికి చాలా పొడవుగా ఉండటం, ఉష్ణోగ్రత పడిపోవడం మరియు ద్రవ అల్యూమినియం ముందుగానే ఘనీభవిస్తుంది మరియు దాని ప్రవాహ సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతుంది, కోల్డ్ షట్ లేదా తగినంత పోయడం జరగదు, ఎగువ డై యొక్క రైసర్ ఫీడింగ్ ప్రభావాన్ని సాధించలేకపోతుంది. ఈ సమస్యల ఆధారంగా, కాస్టింగ్ యొక్క గోడ మందం మరియు ఆకారాన్ని మార్చకుండా, ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు అచ్చు ఉష్ణోగ్రతను పెంచండి, ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ద్రవత్వాన్ని మెరుగుపరచండి మరియు కోల్డ్ షట్ లేదా తగినంత పోయడం యొక్క సమస్యను పరిష్కరించండి. అయితే, అధిక ద్రవ అల్యూమినియం ఉష్ణోగ్రత మరియు అచ్చు ఉష్ణోగ్రత కొత్త థర్మల్ జంక్షన్లు లేదా సంకోచ సచ్ఛిద్రతను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఫలితంగా కాస్టింగ్ ప్రాసెసింగ్ తర్వాత అధిక ప్లేన్ పిన్‌హోల్స్ ఏర్పడతాయి. అందువల్ల, తగిన ద్రవ అల్యూమినియం ఉష్ణోగ్రత మరియు తగిన అచ్చు ఉష్ణోగ్రతను ఎంచుకోవడం అవసరం. అనుభవం ప్రకారం, ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ఉష్ణోగ్రత సుమారు 720℃ వద్ద నియంత్రించబడుతుంది మరియు అచ్చు ఉష్ణోగ్రత 320~350℃ వద్ద నియంత్రించబడుతుంది.
పెద్ద పరిమాణం, సన్నని గోడ మందం మరియు కాస్టింగ్ యొక్క తక్కువ ఎత్తు దృష్ట్యా, అచ్చు పైభాగంలో ఒక తాపన వ్యవస్థను ఏర్పాటు చేస్తారు. చిత్రం 9లో చూపిన విధంగా, మంట యొక్క దిశ అచ్చు యొక్క దిగువ మరియు వైపు వైపు ఉంటుంది, తద్వారా కాస్టింగ్ యొక్క దిగువ విమానం మరియు వైపు వేడి చేయబడుతుంది. ఆన్-సైట్ పోయరింగ్ పరిస్థితి ప్రకారం, తాపన సమయం మరియు మంటను సర్దుబాటు చేయండి, ఎగువ అచ్చు భాగం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను 320~350 ℃ వద్ద నియంత్రించండి, ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ద్రవత్వాన్ని సహేతుకమైన పరిధిలో నిర్ధారించండి మరియు ద్రవ అల్యూమినియం కుహరం మరియు రైసర్‌ను నింపేలా చేయండి. వాస్తవ ఉపయోగంలో, తాపన వ్యవస్థ ద్రవ అల్యూమినియం యొక్క ద్రవత్వాన్ని సమర్థవంతంగా నిర్ధారించగలదు.

చిత్రం 9 (తాపన వ్యవస్థ)
2. అచ్చు నిర్మాణం మరియు పని సూత్రం
తక్కువ పీడన డై కాస్టింగ్ ప్రక్రియ ప్రకారం, కాస్టింగ్ యొక్క లక్షణాలు మరియు పరికరాల నిర్మాణంతో కలిపి, ఏర్పడిన కాస్టింగ్ ఎగువ అచ్చులోనే ఉండేలా చూసుకోవడానికి, ముందు, వెనుక, ఎడమ మరియు కుడి కోర్-పుల్లింగ్ నిర్మాణాలు ఎగువ అచ్చుపై రూపొందించబడ్డాయి. కాస్టింగ్ ఏర్పడి ఘనీభవించిన తర్వాత, ఎగువ మరియు దిగువ అచ్చులు మొదట తెరవబడతాయి, ఆపై కోర్‌ను 4 దిశలలో లాగుతాయి మరియు చివరకు ఎగువ అచ్చు యొక్క పై ప్లేట్ ఏర్పడిన కాస్టింగ్‌ను బయటకు నెట్టివేస్తుంది. అచ్చు నిర్మాణం చిత్రం 10లో చూపబడింది.

చిత్రం 10 (అచ్చు నిర్మాణం)
MAT అల్యూమినియం నుండి మే జియాంగ్ ద్వారా సవరించబడింది.