2 新能源汽车变速器壳体压铸亟待解决的问题
目前，先进的新能源汽车用变速箱壳体的成型技术在全球市场被国外公司垄断，如德国Bosch 公司、ZF 公司、美国Eaton 公司、日本Fuji 公司、英国Torotrak 公司等。尽管近年来我国已对新能源汽车用变速箱壳体的成型技术的研发愈加重视，但此方面成果仍然落后。其亟待重视和解决的关键要点主要集中在压铸成型关键工艺、压铸用新型铝合金材料的研发以及内齿轮表面局部强化技术等。
2. 1 压铸成型关键工艺
1) 模具结构及工艺优化技术
由于铝合金的压铸具有高温高压的特征，压铸过程中金属液的充填形态与铸件致密度、气孔率、表面粗糙度等品质因素密切相关。且充型过程在封闭型腔中进行，难以实现可视化。对于充型过程能否顺利进行，浇排系统是否合理，压铸过程中是否裹气等过程数据比较难以获得。基于实际的压铸工艺过程，在获得材料热性能参数及物理性能参数，利用有限元方法建立压铸模型进行分析压铸件的流场、温度场以及合金凝固情况，研究其充型规律，优化浇铸系统，根据计算结果要预测压铸件的气孔、冷隔以及缩孔等缺陷。另外，利用有限元方法还可以动态展示模具的充型过程以及模具温度场变化。利用温度场模拟结果，提取出模具型腔表面重要节点的温度场变化曲线，对节点温度进行分析并计算节点热应力，判断模具所受的热冲击，最终判断压铸模具型腔表面的热裂纹情况。所以，必须通过有限元软件对新能源汽车用变速器壳体进行压铸工艺的的模拟优化，确定带有内齿轮结构的变速器壳体压铸模具的最佳开设浇口部位和最后成型部位，并在最后成型处开设大排气快，解决冷隔和气孔问题。另外，对压铸过程进行模流分析，以确定液态金属流动情况、凝固情况以及模具的热应力情况。
2) 温度控制技术
新能源用铝合金变速器壳体压铸过程的温度控制主要是对于浇铸温度和模具温度的控制。铝合金变速器壳体压铸过程中，温度控制对填充过程的热状态及加工效率等方面存在重要影响，是获得优良铸件的重要因素。一般而言，浇铸温度不宜过高，亦不宜过低。浇铸温度若过高，液态合金在高速的作用下，易产生紊流、涡流、包气等现象，从而影响填充质量。但是浇铸温度若过低，也会产生成分不均匀，流动性差，影响填充条件，使铸件产生缺陷。
模具的温度是压铸工艺中又一重要的因素。模温 过高，合金冷却温度降低，细晶层厚减薄，晶粒较粗大，故强度有所下降。另外还易出现收缩凹陷。模温过低时，表层冷凝后又被高速液流破碎，产生表层缺陷，甚至不能成型。模温对模具寿命影响甚大，激烈的温度变化，形成复杂的应力状态，频繁的应力交变导致模具龟裂。模温对铸 件尺寸公差的影响，模温稳定，则铸件尺寸收缩率也相应稳定。一般可通过控制以下因素控制模具温度: 控制合金浇铸温度、浇铸量、热容量和导热性; 控制浇注系统和溢流槽的设计，以调整热平衡状态; 控制压射比压和压射速度; 控制模具材料: 模具材料导热性愈好，温度分布较均匀有利于改善热平衡。
来源：齿轮传动
作者：陶杰
