新能源汽车专用金属合金零部件工艺改进研究

李世良，常 明

（甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006）

人民生活水平的提高和城市的扩大改变了出行方式，汽车成为主要的交通工具，而新能源汽车作为汽车行业的新秀，以其环保、前卫、经济、轻便等诸多优势成为汽车行业发展的主流。在新能源汽车加工生产中，提升产品品质、降低成本、增强竞争力是新能源汽车得以取代传统汽车的不二法宝。新能源汽车内的金属或合金零部件的使用超过2500个，金属合金作为汽车的主要构成元素，对金属合金零部件的改良优化成为最为热点的课题，也是未来新能源汽车的发展需要重点解决的问题。本文以新能源汽车的关键部件——电机作为突破口，探究一条提升金属合金零部件品质、降低成本的新途径。

1 新能源汽车专用金属合金零部件工艺改进方法

1.1 新能源汽车电机内外壳体结构特点

以新能源汽车中电机铝合金内壳为例，传统的铝合金电机内壳存在内壁外壁厚度不匀称的缺点，且汽车在运行中对电机的气密性、抗拉伸或抗挤压等综合要求均相对较高，由于铝制合金金属硬度偏低，在经过一段时间的运行后，极易导致外壳出现裂缝。

尤其是其独有的柱形桶状复杂结构，高强度的挤压易造成铝制内壳热涨等问题，留下质量隐患[1]。针对新能源汽车电动机内壳的铝合金材料进行工艺上的手段改良，用来提高电机的使用寿命及使用中的安全性能。新能源汽车电机壳体三维结构图如下图1所示。

图1 电动机内外壳体结构

如上述图1所示，电动机壳体作为非对称性结构零件，壳体周围遍布的型芯结构通过强筋的加固确保整体电机的稳定，可对其内外同时均匀施加压力，实现整体上的大致居中对称，降低内外壁的薄厚差，使铝合金液体填充更加顺畅，避免合金金属出现冷热交替不均匀导致的局部厚度受到影响，对内部零部件实施热化挤压铸造的方法实现发电的综合性能的提升[2]。工艺实施所选用的材料为ADC12，该材料的主要构成如下表1所示。

表1 ADC12材料成分构成

如上述表1所示，使用该种以铝金属为主要金属元素含量的合金材料可实现对新能源汽车电机壳体结构的工艺改良，具体流程如下。

1.2 设计合理的加工工艺

传统的针对金属零件的挤压加工方式的选择通常根据设计模型的难易程度来决定，电机作为内部结构较复杂中小型金属部件，精准度要求相对较高，且热浇道可利用范围较小，对其使用直接式磨具腔道挤压法在精度的控制范围上相对较小，进而在选取挤压手段时通常采用间接式挤压法，在保证合金金属零件基础结构不变的条件下，实现工艺手段的优化。

1.3 设计内浇口位置

对于新能源汽车铝合金材质的电机零件的优化，在挤压手段确定的基础上，首先要实现对内部浇注口位置的确定，内浇口位置的改良可直接解决电机内部局部温度过高导致的夹渣问题，针对其位置的改良计算应满足下述条件：①使用ADC12金属浇筑液控制内部结构的填充平稳，降低气泡等渣料造成的卷气现象的产生，极大程度的避免气流紊乱导致的电机不平衡现象出现。②使用上述浇筑液灌至电机内壁厚度不均匀区域，利用其快速冷凝的效果，使电机的内外壁厚度相对均匀，起到较好的补充缩进的效果。③内部浇注口的位置的选择应依照电机所处挤压型腔的位置选择，方便实施浇筑后可将电机零件随时取出。④实施内浇过程中应将位置固定在电机的中部偏下位置，降低冷隔现象的出现。使用ADC12浇筑液对电机内外壳浇筑的位置比例计算公式如下所示。

上述公式中Qt表示为内部浇注口的比例大小，Ra为浇筑喷头的截面面积，计算单位为cm2，Rg为内部浇注口的截面面积，计算单位同上，经过计算截面比例小于10即为可实施浇筑，经过浇筑后的电机零件可实现对其的优化。

1.4 针对挤压时容量的分析过程

对于新能源汽车的铝合金电机零部件的改良，在间接式挤压手段确定的基础上，分析出合理的挤压模型腔容量，可实现在根本上对零件的工艺改进。首先挤压筒的容量体积要满足整体电机重量及型腔重量之和的基础上进行，即为V室≥V浇，V室为挤压筒的整体体积，计算单位为cm3，V浇灌注金属液后的电机体积，计算单位同上，针对其质量及算算单位统一为kg，电机的质量通常占总体重量的55%～65%之间，若整体质量为10kg左右，挤压筒的容积质量至少要大于15kg，保证后期零件的取出，挤压容量的确定为电机零部件的准确成型提供基础的空间，为实现工艺上的优化打下基础。

2 结语

文章开展新能源汽车专用金属合金零部件的工艺改进的研究，通过对挤压工艺的选择，设计合理的内浇口位置，针对挤压容量的型腔的分析实现最终工艺手段的优化。未来将针对更多的汽车零部件进行工艺上的改进，实现汽车行驶过程中配置的优化，对于挤压磨具的设计将更加科学化，满足社会的可持续发展状态。