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通過MAGMA軟件提升新能源汽車電池殼體壓鑄件的品質

陳國恩發(fā)表于2025/3/27 10:10:49 電池殼冷隔氣孔缺陷

原標題：廣東鴻圖：CAE在新能源汽車電池殼體壓鑄件品質提升中的應用

在鋁合金壓鑄件的生產過程中, 金屬液快速噴射進入型腔, 撞擊型壁, 必然會產生渦流和卷氣。如果排溢系統(tǒng)設計不合理, 會造成溶于鋁液中的氣體難于排出型腔, 導致鑄件內部及表面產生氣孔缺陷。新能源汽車的零部件基于減重要求, 多采用結構復雜、壁薄的鋁合金壓鑄件。為了保證鑄件力學性能, 必須采用熱處理工藝。如果鑄件含氣量高, 在熱處理中會造成鑄件表面氣泡, 力學性能差, 不能滿足技術要求, 從而造成報廢, 為企業(yè)帶來極大的浪費。

由于新能源汽車的減重要求, 其電池殼體一般采用質量輕、易加工成型、高溫耐腐蝕性高、良好的傳熱性和導電性的鋁合金壓鑄件。該鑄件的技術要求高, 壓鑄機臺噸位過大, 在壓鑄試制過程中出現(xiàn)的問題較多。以某新能源汽車電池殼為例, 運用CAE對原方案進行模擬, 通過鑄造模擬軟件MAGMA Software分析電池殼體在壓鑄過程中產生缺陷的原因, 采用合理的排溢系統(tǒng)和抽真空工藝, 能有效避免冷隔、氣孔缺陷。

圖文結果

某電池殼體的結構見圖1, 質量為14.1kg, 材質為AlSi10MgMn。鑄件外輪廓尺寸為801 mm×726mm×145.5mm, 壁厚比較均勻, 最大為5mm, 最小為2mm, 主體壁厚為3.5mm, 內腔有規(guī)律地布置加強筋。

圖1 電池殼體的結構圖

圖2 冷隔缺陷圖

圖3 B、C區(qū)氣孔缺陷圖

圖4 C區(qū)螺紋通孔缺陷

圖5 鑄件填充的CAE分析

A區(qū)的冷隔是由于該位置是鑄件填充末端, 容易產生氣體包卷, 改善的方案為:新增渣包2, 渣包口3加厚1mm。B區(qū)和C區(qū)的大平面機加工后氣孔外露缺陷是由于型壁包卷氣體造成的, 改善方案為:渣包口4往中間加寬5mm, 加厚1mm;溢流道5位置加寬加深, 見圖6a。針對C區(qū)螺紋通孔1加工后出現(xiàn)爛牙, 改善方案為:加速該區(qū)域的填充, 在不影響使用功能的前提下, 對鑄件結構進行變更, 在該區(qū)域的前端增加兩條筋條, 見圖6b。