新能源汽車(chē)專(zhuān)用金屬合金零部件工藝改進(jìn)研究

楊小榮，何國(guó)俊

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730207）

汽車(chē)作為當(dāng)前人們出行的主要交通工具，在方便人們出行的同時(shí)也存在著能源消耗量大、排除廢氣多等問(wèn)題，不符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。而新能源汽車(chē)作為汽車(chē)中的新秀，近年來(lái)受到了人們的歡迎與廣泛使用，但由于新能源技術(shù)發(fā)展的時(shí)間較短，在汽車(chē)的實(shí)際應(yīng)用中還存在著些許不足，尤其是部分零部件的材料還有待優(yōu)化，對(duì)此我們必須重視新能源汽車(chē)金屬合金零部件的性能改進(jìn)工作，只有這樣才能在不斷探索完善的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 新能源汽車(chē)的發(fā)展歷程

為了減少人類(lèi)生產(chǎn)生活對(duì)環(huán)境造成的影響，許多行業(yè)都在進(jìn)行不斷的優(yōu)化，而汽車(chē)作為現(xiàn)代的重要交通工具，在運(yùn)行的過(guò)程中往往會(huì)消耗較多的能源并產(chǎn)生大量尾氣，這顯然不符合節(jié)約能源以及保護(hù)環(huán)境的理念。對(duì)此汽車(chē)領(lǐng)域一直在進(jìn)行革新，如減少百公里耗油量、添加尾氣處理裝置等，但這些措施并不能從根本上解決上述問(wèn)題，為了能從根本上解決環(huán)境污染與資源消耗問(wèn)題，在我國(guó)科技人員的不斷研究下，新能源汽車(chē)正式出現(xiàn)并得到了廣泛推廣。新能源汽車(chē)是指利用清潔能源來(lái)替代汽油柴油為汽車(chē)提供動(dòng)力，對(duì)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境都有著重要意義[1]。隨著研究的不斷深入，清潔能源的種類(lèi)也在不斷增多，這些全新的能源都可以為新能源汽車(chē)提供良好的動(dòng)力。目前我國(guó)新能源汽車(chē)雖然已經(jīng)取得了一定成就，但車(chē)身零部件關(guān)鍵部位的金屬零件設(shè)計(jì)還是不夠合理，這就要求研究部門(mén)必須加強(qiáng)金屬合金零部件的研究，只有優(yōu)質(zhì)的合金材料與科學(xué)合理的加工才能保證零部件的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量，這對(duì)推進(jìn)我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展起著不可替代的作用。

2 進(jìn)行專(zhuān)用金屬合金零部件工藝改進(jìn)的意義

隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，綠色產(chǎn)品愈發(fā)受到廣大消費(fèi)者的青睞，低污染、低消耗的新能源汽車(chē)正在逐漸成為時(shí)代的主旋律，然而有關(guān)汽車(chē)的轉(zhuǎn)型是一個(gè)規(guī)模浩大的工程，且現(xiàn)如今我國(guó)新能源汽車(chē)的許多零部件還有待優(yōu)化，這就需要汽車(chē)行業(yè)加強(qiáng)對(duì)新能源汽車(chē)改進(jìn)研究，只有從材料、結(jié)構(gòu)、連接等方面進(jìn)行全面優(yōu)化，才能促進(jìn)新能源汽車(chē)更加完善，這對(duì)新能源汽車(chē)在未來(lái)能否取代傳統(tǒng)燃油汽車(chē)至關(guān)重要。如果新能源汽車(chē)的各項(xiàng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)汽車(chē)，則必然會(huì)嚴(yán)重打擊消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望，給新能源汽車(chē)的發(fā)展帶來(lái)阻礙。只有對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，使其在性能上趕上甚至超過(guò)傳統(tǒng)汽車(chē)，才能算是真正滿足市場(chǎng)需求[2]。新能源汽車(chē)的發(fā)展道路還很長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程需要所有相關(guān)人員的共同努力，只有與時(shí)俱進(jìn)、不斷研究探索才能不斷促進(jìn)新能源汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)零部件工藝的改進(jìn)對(duì)新能源汽車(chē)細(xì)節(jié)的優(yōu)化有著重要意義。

3 專(zhuān)用金屬合金零部件材料的改進(jìn)

材料的優(yōu)質(zhì)是產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的前提，所以優(yōu)質(zhì)的合金材料是新能源汽車(chē)零部件質(zhì)量的重要保證，要想提高新能源汽車(chē)零部件的質(zhì)量，改進(jìn)零部件的制造材料是十分必要的。這里以目前較為常用的鎂合金材料為例，鎂合金有著質(zhì)量密度小的特點(diǎn)，用其制造出的零部件可以有效降低零部件的重量，對(duì)車(chē)身質(zhì)量的減少起著重要作用；其次鎂合金的減震性能較高，可以更好的應(yīng)對(duì)汽車(chē)零部件的振動(dòng)，這對(duì)保證汽車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行有著重要作用；最后在同等工作情況下，鎂合金的強(qiáng)度也較為優(yōu)異，另外鎂合金還有可回收性，且鎂的熔點(diǎn)較低較易回收[3]。這些優(yōu)點(diǎn)使得鎂合金在目前新能源汽車(chē)中得到了較為廣泛的使用，如在汽車(chē)的儀表盤(pán)、前后副車(chē)架、座椅骨架等都會(huì)出現(xiàn)它的身影。但凡事必有利弊，鎂合金的高溫蠕變性使其在進(jìn)行加工時(shí)需要進(jìn)行加溫且成形較為復(fù)雜，這大大限制了鎂合金材料的應(yīng)用也增加了以鎂合金為材料的零件設(shè)計(jì)難度[4]。從鎂合金的材料性質(zhì)不難看出，新型優(yōu)質(zhì)的金屬合金材料的使用對(duì)新能源汽車(chē)的發(fā)展具有十分重要的意義。每一種金屬材料都有其優(yōu)缺點(diǎn)，我們能做的就是利用合金技術(shù)使幾種材料揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分展示它們的優(yōu)勢(shì)。只有根據(jù)實(shí)際需求選擇適當(dāng)?shù)暮辖鸩牧?，才能保證生產(chǎn)出的零部件可以最大程度的發(fā)揮出應(yīng)有的效益，所以有關(guān)專(zhuān)用金屬合金材料的改進(jìn)工作必須得到重視，通過(guò)新能源汽車(chē)制造材料質(zhì)量的提升來(lái)促進(jìn)新能源汽車(chē)零部件質(zhì)量的提升，最終提高新能源汽車(chē)的質(zhì)量水平，是我們研究的方向。

4 新能源汽車(chē)電機(jī)的改進(jìn)

新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)最大的區(qū)別就在于動(dòng)力系統(tǒng)的不同，傳統(tǒng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱組成，是利用汽油和柴油來(lái)釋放能量，從而使汽車(chē)運(yùn)動(dòng)。而新能源汽車(chē)的能源是電能，其動(dòng)力系統(tǒng)是由電機(jī)、電池等組成。電機(jī)是新能源汽車(chē)的核心，下面針對(duì)新能源汽車(chē)電機(jī)的優(yōu)化改進(jìn)提出了些許建議。

4.1 電機(jī)內(nèi)外殼

這里以常用的鋁合金電機(jī)殼為例。電機(jī)作為新能源汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，汽車(chē)在行進(jìn)的過(guò)程中對(duì)電機(jī)有著較高的要求，但傳統(tǒng)的鋁合金電機(jī)殼的內(nèi)外壁厚度不夠勻稱，除了厚度不勻外，鋁合金自身的硬度也較低，這就使得汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)電機(jī)外殼極易出現(xiàn)裂痕[5]。且目前電機(jī)外殼大多為柱形結(jié)構(gòu)，當(dāng)遭遇高強(qiáng)度的擠壓后極易發(fā)生變形，所以對(duì)電機(jī)內(nèi)外殼制造進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)勢(shì)在必行，這對(duì)提高電機(jī)的使用壽命有著很大幫助。具體措施為可以通過(guò)加強(qiáng)筋對(duì)電機(jī)的整體進(jìn)行加固，還可以通過(guò)均勻壓力的施加來(lái)有效減少電機(jī)內(nèi)外壁的厚薄差，從而使整個(gè)電機(jī)的內(nèi)外殼更為穩(wěn)定。

4.2 采用合理的加工工藝

金屬零件的加工方式往往是由設(shè)計(jì)模型決定的，電機(jī)作為新能源汽車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的關(guān)鍵性金屬部件，電機(jī)的質(zhì)量將直接對(duì)新能源汽車(chē)的正常運(yùn)行造成影響。這就要求新能源汽車(chē)制造中對(duì)電機(jī)的制造必須精確認(rèn)真，對(duì)此我們可以使用直接式磨具腔道擠壓法與間接式擠壓法來(lái)完成對(duì)精度的準(zhǔn)確控制，從而使得金屬零件在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的同時(shí)完成工藝的優(yōu)化，對(duì)電機(jī)質(zhì)量的提高有著很大幫助。

4.3 內(nèi)澆口

內(nèi)澆口位置的優(yōu)化可以有效防止電機(jī)內(nèi)部局部溫度過(guò)高，從而避免因溫度過(guò)高而產(chǎn)生的一系列問(wèn)題，詳細(xì)的改良方法為可以使用ADC12金屬澆注液，澆注液的使用可以有效保證內(nèi)部填充的平穩(wěn)，減少氣泡等現(xiàn)象出現(xiàn)，且用該種澆注液澆注電機(jī)內(nèi)壁厚度不均勻部位時(shí)可利用該澆注液迅速冷凝的特點(diǎn)來(lái)優(yōu)化電機(jī)的內(nèi)部厚度，避免出現(xiàn)因厚度不均而引發(fā)裂痕現(xiàn)象的出現(xiàn)。內(nèi)澆口位置的選擇應(yīng)根據(jù)電機(jī)的位置來(lái)進(jìn)行，以便于澆注完成后電機(jī)零件順利取出。此外在進(jìn)行內(nèi)澆時(shí)應(yīng)將位置固定在電機(jī)的中下部，從而減少冷隔現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.4 對(duì)擠壓容量進(jìn)行合理分析

新能源汽車(chē)電機(jī)零部件的改良要在間接式擠壓手段的基礎(chǔ)上對(duì)擠壓模型的容量進(jìn)行合理分析，從而實(shí)現(xiàn)零件改良優(yōu)化。擠壓筒的容積需滿足整個(gè)電機(jī)與型腔之和，在進(jìn)行擠壓筒構(gòu)建時(shí)要事先對(duì)其所需容積進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，切不可出現(xiàn)大概、差不多的想法，要嚴(yán)格根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)確定容積，擠壓筒的容積不能過(guò)小，這對(duì)后期零件的取出有著很大幫助。擠壓容量為電機(jī)零部件的成型提供了空間，在電機(jī)的優(yōu)化中起著關(guān)鍵作用。

5 新能源汽車(chē)零部件連接工藝的研究

5.1 膠接技術(shù)

膠接技術(shù)有著減振、隔音效果較好等多種優(yōu)點(diǎn)，且膠接結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，外表也十分光滑，更加符合現(xiàn)代人的審美。膠接技術(shù)克服了傳統(tǒng)焊接工藝的許多不足，現(xiàn)如今被廣泛用于車(chē)身輕化中。膠接技術(shù)對(duì)于處理單向復(fù)合材料應(yīng)力集中問(wèn)題的解決有著重要意義，其接頭部分的膠粘劑可以使應(yīng)力得到均勻分布，這對(duì)單向復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的高載荷使用奠定了基礎(chǔ)。但膠接技術(shù)也是存在著一定的局限性的，較高的固化溫度會(huì)造成街頭的殘余應(yīng)力大大上升，最終對(duì)實(shí)際膠接效果造成影響。對(duì)此我們通過(guò)對(duì)膠接機(jī)理進(jìn)行分析研究，采用物理或化學(xué)方法對(duì)零部件的表面進(jìn)行清洗，從而增強(qiáng)接觸面的濕潤(rùn)性，進(jìn)而提高膠接接頭的強(qiáng)度。另外，還可以采用混合連接方式，如點(diǎn)焊+膠接，這樣可以有效結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)車(chē)身輕化與提高車(chē)身的耐撞性都有著一定幫助。最后為了更好的發(fā)揮出膠接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行膠黏劑的選擇時(shí)應(yīng)選擇固化溫度較低的，這樣有助于膠接質(zhì)量的有效提升。

5.2 超聲波點(diǎn)焊

超聲波點(diǎn)焊時(shí)利用超聲波的高頻震蕩與大氣壓在焊接位置發(fā)生振蕩，從而使焊接部位發(fā)生變形軟化，以達(dá)到連接的目的。原理是將振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)為零部件之間的摩擦功，使得相界出的分子互相滲透，進(jìn)而完成連接。超聲波電焊具有速度快、耗能低、便于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代里，各種新興的技術(shù)為我國(guó)的各項(xiàng)研究創(chuàng)造了十分有利的條件，因此可以改進(jìn)金屬合金零部件的途徑很多，關(guān)鍵在于汽車(chē)行業(yè)自身的重視程度。只有順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代潮流，真正重視起新能源汽車(chē)專(zhuān)用金屬合金零部件工藝改進(jìn)研究，才能促進(jìn)新能源汽車(chē)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，通過(guò)材質(zhì)的選擇、零部件的構(gòu)建以及零部件的連接等多方面進(jìn)行完善。取代傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，但相信在全體相關(guān)人員的共同努力下，新能源汽車(chē)在未來(lái)勢(shì)必會(huì)有更加廣闊的市場(chǎng)，并逐步完成傳統(tǒng)汽車(chē)的取代工作，為資源的節(jié)約以及環(huán)境的保護(hù)貢獻(xiàn)出應(yīng)有的力量。