一、鎂合金殼體在新能源汽車上的應(yīng)用：成本和性能兩大優(yōu)勢
01
鎂合金殼體將會是下一個角斗場
輕量化趨勢+鎂價低位+重量升級，鎂合金汽車部件駛?cè)肟燔嚨佬履茉雌嚴m(xù)航延長對輕量化有迫切需求，當前鎂合金殼體已步入高性價比區(qū)間，且中短期內(nèi)鎂合金價格走高可能性小。目前復(fù)雜大結(jié)構(gòu)件動力總成殼體實現(xiàn) 了0—1的產(chǎn)業(yè)化突破，有望開啟1—N的放量模式。以常用的原料為例，鋁合金ADC12和鎂合金 AZ91D的密度比為1.5，因此相同體積下，鋁合金制汽車部件的重量是鎂合金制的1.5倍。相對于其他輕量化材料，鎂合金還具有抗震減噪、壓鑄性能好、切削加工性能優(yōu)異、資源豐富且易回收等優(yōu)勢。
新能源汽車增加三電系統(tǒng)，相比燃油汽車本身車重增加 5%-25%，且由于電池能量密度和安全性難以兼容，電池續(xù)航延長一直是技術(shù)攻克難點，而輕量化能夠有效提升電池續(xù)航能力。據(jù)《新能源汽車輕量化的關(guān)鍵技術(shù)研究》，新能源汽車自身重量降低 20%，將增加 5%-10%的續(xù)航能力。鎂合金殼體減重不僅能提高續(xù)航里程,,在應(yīng)用層面因殼體具有可同質(zhì)化可規(guī)?；牡讓舆壿?在未來會有不少企業(yè)像步入輪轂一樣,走入殼體這個賽道,為有效的規(guī)避內(nèi)卷除了價格優(yōu)勢之外更多的應(yīng)該專注在技術(shù)路線的創(chuàng)新和突破。
02
新能源汽車變速箱殼體設(shè)計
變速箱殼體零件是變速箱上的一個關(guān)鍵零部件,它將減速器中的功能件(如：軸齒、駐車、換擋等有關(guān)零件組裝成一個整體, 并保持相互之間的正確位置, 按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞動力。殼體的外形需具有藝術(shù)美感，多采用弧筋，在保證整體剛度、強度的前提下，對其進行設(shè)計美感優(yōu)化。
設(shè)計原則：
1
吸收工作時的作用力和力矩；
2
在各種工作狀態(tài)下，保證軸和齒輪具有精確的相對位置；
3
保證良好的傳熱和熱輻射；
4
隔離和衰減噪聲；裝配和拆卸容易；
5
良好的剛性、強度特性，重量輕、可靠性。
03
合金材料的選擇
汽車變速箱殼體的材料應(yīng)具有足夠的強度和良好的鑄造性能，同時成本低廉。選用AZ91D合金，合金成分如下：
04
工藝過程設(shè)計
1.壓鑄
壓鑄機調(diào)試 壓鑄模安裝
模具預(yù)熱、涂料 合型（合模）
澆注壓射 保壓
開模、抽芯取件 表面質(zhì)量檢查
清理（整修）
2.微弧氧化表面處理
05
壓鑄過程
一
壓鑄工藝
(1)填充時間短，速度快
由于鎂合金具有的一些物理特性，加之其熱傳導(dǎo)率在所有壓鑄合金中又是最小的，所以要求快速填充。通常情況下，注射鎂合金的時間要比鋁合金短30％～35％，壓射速度要快25％。上箱體、下箱體的壓射速度高達6～7m／s，延伸箱體的速度也達5～6m／s。
(2)多澆道與變澆口厚度
同樣是因為鎂合金具有的一些物理特性，因而，為了讓鎂合金液能更快地充入型腔，要求其具有更大的內(nèi)澆口面積。但這就可能導(dǎo)致內(nèi)澆口填充速度降低，使產(chǎn)品的遠端得不到較好的填充。為此在澆道的設(shè)計上采用了主澆道與分澆道相結(jié)合的辦法，每根分澆道所對應(yīng)的內(nèi)澆口截面積偏小一些，其厚度偏厚一點。同時根據(jù)產(chǎn)品的部位不同，其內(nèi)澆口的截面積、厚度也有差異。內(nèi)澆口厚度最厚達3mm，截面積最大為240mm2，較好地保證了鑄件的質(zhì)量。
(3)建壓時間短
短的建壓時間是一切壓鑄件生產(chǎn)工藝的基本要求，對鎂合金壓鑄來說更是如此。鎂合金的液相點為596℃，固相點為468℃，在溫度不平衡狀態(tài)下，液、固相點間隔越大，越會造成凝固時間的不一致性，使增壓不起補縮作用。因此要求生產(chǎn)鎂合金的壓鑄機的增壓壓力在型腔高速填充結(jié)束之后和凝固開始之前的一瞬間建立起來。上箱體、下箱體、延伸箱體的建壓時間在30ms以內(nèi)。
鎂合金壓鑄面臨哪些挑戰(zhàn)？
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鎂活性燃爆風險，漏油管控更嚴：
鎂活性較強，易與水和氧反應(yīng)引發(fā)燃燒和爆炸，鎂合金成型加工安全挑戰(zhàn)較大。因此，壓鑄現(xiàn)場應(yīng)嚴格遵守HSE要求，保持干燥清潔，無積水和油污。壓鑄模具和沖頭應(yīng)采用耐高溫油加熱及冷卻，不建議水冷。
02
大噸位多管路，換模效率承壓：
大噸位壓鑄模具的溫控管路多達上百條，使用傳統(tǒng)螺紋連接方式，不僅耗時耗力，換模效率低，停機成本壓力大，而且有誤操作風險。
以7000t鋁合金壓鑄為例，采用傳統(tǒng)螺紋連接方式：
現(xiàn)狀痛點
換模耗時：2-3天
人工成本：5-6人
停機成本：每4周換一次模具，每次停機2-3天，一年產(chǎn)值減少近千萬
現(xiàn)場工況：高溫、油污、粉塵等
安全隱患：模具噸位大，回路多，高空作業(yè)，人員安全、連接可靠性得不到保障
面對諸多困難
大噸位鎂合金壓鑄
如何在確保安全無泄漏的前提下
實現(xiàn)高效換產(chǎn)呢？
完整模溫快插解決方案
針對大噸位壓鑄換模挑戰(zhàn)，史陶比爾可提供適用不同溫度范圍的完整的鎂合金壓鑄模溫快插解決方案，覆蓋單接頭、手動/自動組合連接方案，滿足各類模具冷卻和加熱應(yīng)用的要求，簡化換模操作，提升換模效率。
按回路情況靈活配置高/中/低溫回路快插，提供最性價比方案，綜合成本更低；
高溫油快插可長期承受高達300℃的高溫油；
無滴漏設(shè)計，確保在每次連接和斷開過程中無油液泄漏，保證人員安全和環(huán)境整潔，杜絕燃爆風險
