中国汽车电子技术展览会
2024年11月6日-8日
深圳国际会展中心(宝安新馆)

汽车智能座舱展|新能源汽车一体化铝合金压铸结构件成形工艺关键技术

随着汽车轻量化发展,车身一体化成型将引领车身制造全新革命。特斯拉作为一体化压铸行业技术引领者,其压铸生产主要是Model Y 后车身一体化压铸件。相较于传统汽车零部件压铸,主要区别是使用大吨位压铸机,将原来几十个零部件整合为同一个铝合金材料的大型件压铸。未来随着压铸工艺的发展,其他车身结构件也将逐渐采用一体化压铸生产。

随着汽车减重的需求不断增加,铝、镁合金等轻质材料在新能源汽车全车占比不断增加。特斯拉不断研发免热处理铝合金压铸新材料,致力于开发具有更高强度和更好延展性的铝合金材料,已经用于实际生产,在满足强度要求条件下,生产过程中无需额外加工,进一步降低成本。伴随着汽车零部件一体化成型时代到来,一体化压铸主要向着以下方向发展。

1.1 高压压铸工艺优化

目前一体化压铸技术主要来源于高压压铸技术,在高压压铸的基础上采用真空辅助,以解决高压压铸中由于高速高压引起的卷气和大孔隙等问题。汽车智能座舱展了解到,随着一体化压铸的不断实践,对于压铸工艺的完善优化也在不断地进行,压铸过程中工艺、热力学参数和动力学参数等的设置可以直接影响压铸成型结果,合理地设置这些参数能够实现优化压铸结果,有效控制压铸件成型质量。

1.2 高性能铝合金材料探索

目前免热处理铝合金材料研发在国内外掀起热潮,其压铸后不需热处理即可满足车身性能。鉴于对铝合金材料性能方面的要求,各厂商也正研发具有更高性能的铝合金材料。

1.3 压铸件结构设计及优化

压铸件结构设计主要针对新能源汽车关键零部件,如一体化汽车减震塔零件优化设计。压铸件的结构设计和压铸方案的设计能够影响压铸件的成型质量,而一体化压铸对于压铸件的质量要求较高。智能座舱展了解到,特斯拉开发的汽车后车身一体化底板压铸结构件包含了整车左右侧的后轮罩内板、后纵梁、底板连接板、梁内加强板等零件,通过压铸件结构优化设计及压铸方案的设计实现对压铸件质量的控制势在必行。

一体化压铸技术来源于高压压铸,高压铸造因效率高、零件壁厚小等特点,在汽车车身中的运用较多。智能座舱展了解到,高压压铸过程中充型速度较高,经常会引起压室及型腔内存在的气体未能完全排出到外部环境中,金属液中会掺杂进气体,造成内部气孔或铸件缺陷,使得铸件质量下降,其力学性能也一定程度降低。为减少铸件中气孔等缺陷形成,真空度、柱塞速度、合金浇注温度、模具温度等真空辅助高压压铸的工艺参数实时调节是一体化压铸中关键技术。

Hanxue Cao研究了在500 mbar、200 mbar和100 mbar 的绝对压力下通过真空辅助高压压铸(HPDC)工艺制造的AlSi9Cu3 合金铸件,确定了模腔内绝对压力对压铸件孔隙率、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着绝对压力的降低,平均孔隙率和孔径降低,拉伸强度和伸长率显著提高。压铸件机械性能可通过提高真空度来进一步提高。

 

 

 

文章来源:汽车材料网--微信公众号