文:重庆力劲机械有限公司 杨锐、冯维彦
关键词:新能源车;压铸件;压铸设备选型;压铸自动化
压力铸造(压铸)是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。它是将熔融金属在高压高速下充填铸型(形状复杂的金属型),并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。高压高速是压力铸造的主要特征。常用的压力为数十兆帕,填充速度(内浇口速度)约为 16~80 米/秒,金属液填充模具型腔的时间极短,约为 0.01~0.2 秒。在1964 年,日本压铸协会对于压铸定义为“在高温将熔化合金压入精密铸模,在短时间内大量生产高精度而铸面优良的铸造方式”。美国称压铸为 Die Casting,英国则称压铸为 Pressure Die Casting,而最为国内一般业者所熟悉的是日本的说法,称为压铸。经由压铸法所制造出来的铸件,则称为压铸件(Die castings)。
2 、新能源汽车的发展趋势分析
2018 年乘用车累计销量 2808.1 万辆,同比增长负2.8%,但是在双积分等政策的推动下,新能源乘用车(纯电动和插电式混合动力)销量同比增长 82%,达到 105.3 万辆。从 2013 的 1.2 万辆开始,5 年时间销量增加了100 倍,增速迅猛,而且,新能源汽车主要受“政策、产品技术成熟度、市场供给情况、消费者意愿”等因素影响,预计2019 年新能源乘用车市场规模增长 40%,达到 147 万-150 万辆,按照工信部《汽车行业中长期发展规划》到 2025年新能源车生产达 700 万辆,到 2025 年新车平均燃料消耗量降到 4.0 升/百公里。
受此新能源汽车迅速发展以及传统燃油汽车的逐渐萎缩的影响,发展新能源汽车用铸件必定是大势所趋。数据表明,国外平均单车用铝量达 160-180 千克,国内自主品牌平均为 80-90 千克;预计到 2020 年,我国单车平均用铝量达到190 千克,2025 年超过 250 千克。
近年来,汽车用铝主要集中在驱动系统、变速箱、传动系统、制动系统等零部件位置,未来,随着铝合金材料应用技术的进一步提升,其在汽车领域的应用范围将逐渐延伸至引擎盖、挡泥板、车门、后车厢、车顶、整车身等现以钢铸件为主的大型部位,汽车用铝有望在未来继续保持增长态势,汽车用铝在汽车行业主要以压铸、挤压和压延三种形态投入使用,其中压铸件用量占比约 80%。
目前已知已经在开发或已经在应用的有电池托架、减震塔、后A 柱、D 柱、门框、座椅、后桥、后纵梁等。
由上可知,新能源汽车新增的铸件基本都是车身结构件,尺寸大,技术要求高。设备基本都是 4000T 以上大型压铸机,目前这些大机型客户需求旺盛,大型压铸机设备单价较高,对设备的功能选择和周边配置提出了更严谨更全面的要求,为了工艺适应性和响应中国制造 2025 的发展要求,需要对压铸机功能和性能做好拓展性的规划。
1)以新能源汽车电池壳体压铸用 DCC5000压铸单元为例分析配置需求某客户新能源电池壳产品选择 IMPRESS-PLUS 系列
4.1 智能实时压射系统
5)曲线显示,可存储 8000 条曲线;
4)系统自动对生产关键参数进行变更记录,实现GMP 优良生产规范。
2) 辅助工艺人员快速完成工艺调试,操作简单,效率高。
上述配置工艺上考虑了实时控制系统,真空压铸、挤压功能,为了拓展考虑抽芯油阀的数量、MES 接口的配置,具备参考意义,供压铸行业客户类似此项目参考。