一种含有稀土的汽车车身板铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有稀土的汽车车身板铝合金及其制备方法，属于铝合金制备技术领域。所述的含有稀土的汽车车身板铝合金，包括如下原料：钛、锌、铁、硅、锰、铜、碳、铬、硼、镁、钼、钨、钒、稀土元素、精炼剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂、铝，所述的含有稀土的汽车车身板铝合金是经过熔融、精炼、扒渣、铸件等步骤制成的。采用本发明专利技术的工艺，可显著提高铝合金的抗拉强度、延伸率和耐腐蚀性。

Automobile body plate aluminum alloy containing rare earth and preparation method thereof

The invention discloses an automobile body plate aluminum alloy containing rare earth and a preparation method thereof, belonging to the technical field of aluminum alloy preparation. The automobile body plate aluminum alloy containing rare earth includes the following materials: titanium, zinc, iron, silicon, manganese, copper, carbon, chromium, boron, magnesium, molybdenum, tungsten, vanadium, rare earth elements, refining agent, sodium fatty alcohol polyoxyethylene ether sulfate, grain refiner, aluminum, and the auto body plate aluminum alloy containing dilute soil is melted through the melt. Melting, refining, slag removal, casting and other steps. By adopting the process of the invention, the tensile strength, elongation rate and corrosion resistance of the aluminum alloy can be remarkably improved.

【技术实现步骤摘要】
一种含有稀土的汽车车身板铝合金及其制备方法
本专利技术属于铝合金制备
，具体涉及一种含有稀土的汽车车身板铝合金及其制备方法。
技术介绍
目前，随着经济水平的快速发展，人们的生活水平也在逐渐提高，汽车作为人们的日常代步工具，也逐渐走入千家百户中，而在制作汽车时候，人们所考虑的问题主要是关于环保以及安全性能，为了降低油耗，人们通常采用减轻汽车重量的方式，这也就意味着需要一种材料既能够达到较好的结构强度，同时质量较轻，铝合金材料密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，在使用过程中具有很高的结构强度，配合其添加金属的特性，使铝合金具有和铝不同的金属特性，铝合金的质量较轻，容易加工，且具有高度的散热特性，从而使其可以应用于工业领域中，采用铝合金制备的配件，可以具有较好的延展性能，在受力的过程中，铝合金所制备的配件，在承受较大的力量时，一般会先变形后损坏，因此具有较长的使用寿命，但是现有人们在制作汽车车身板所采用的铝合金材料，因其材料选择以及制作方法等问题，所制作出来的车身板不具有较强的结构强度，且在受到较强的外力时，很容易出现变形等不良问题，不利于人们的使用。稀土有"工业维生素"的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇共17种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”，同时因为铝具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，因此在工业上被人们所广泛使用，使用量仅次于钢，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，因此其易于加工，可制成各种型材、板材，且抗腐蚀性能好，但是纯铝的强度很低，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。传统的铝合金通常是采用纯铝加入合金元素制成，比如铝-铜合金、铝-铜合金以及铝-锰合金，这些合金虽然能够具有较好的特性，但是在长期使用过程中，往往会出现被腐蚀等不良反应，采用这些合金制成的配件，在长期和空气的接触过程中，往往会出现被氧化的情况，不利于人们的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含有稀土的汽车车身板铝合金及其制备方法，以解决如何优化铝合金配方组分、用量、方法等，提高铝合金的抗拉强度、延伸率和耐腐蚀性的技术问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种含有稀土的汽车车身板铝合金，包括如下原料：钛、锌、铁、硅、锰、铜、碳、铬、硼、镁、钼、钨、钒、稀土元素、精炼剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂、铝；所述稀土元素、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂的质量百分比为(3.5-5.6):(1.2-2.6):(3.5-4.7)。优选地，所述稀土元素以重量份为单位，包括以下原料：镧1.2-2.1份、铈1.1-1.5份、镨0.7-0.9份、钕0.2-0.8份、钐0.1-0.3份、镝0.4-0.7份、钬0.5-1.6份、镱0.1-0.6份、钇0.2-0.7份。优选地，所述精炼剂以重量份为单位，包括以下原料：氯化钠15-30份、氟化钠12-20份、石墨6-9份、氟化钙5-8份。优选地，所述晶粒细化剂以重量份为单位，包括以下原料：铝-硅-锰-铜-镧合金中间体3-6份、铝-钛-碳-铈合金中间体1-2份；所述铝-硅-锰-铜-镧合金中间体以重量份为单位，包括以下原料：铝85-93份、硅1.3-3.5份、锰2.6-6.7份、铜1.5-4.9份、镧0.8-1.3份；所述铝-钛-碳-铈合金中间体以重量份为单位，包括以下原料：铝80-92份、钛1-1.6份、碳0.6-1.2份、铈0.2-0.4份。本专利技术还提供一种含有稀土的汽车车身板铝合金的制备方法，包括以下步骤：S1：在电磁感应炉中加入铝锭，升高温度至850-900℃使其熔化，加入用铝箔包裹的重量份比例的硅、锰、铜、镧粉熔融，并对合金熔体进行搅拌，搅拌12-14min后，进行除气处理，静置，然后进行超声处理，得到铝-硅-锰-铜-镧合金中间体，超声处理的温度为780-800℃，超声功率为22-25KW，处理时间为26-32min；采用相同的方法制备铝-钛-碳-铈合金中间体；将铝-硅-锰-铜-镧合金中间体和铝-钛-碳-铈合金中间体按重量比制成晶粒细化剂，所述晶粒细化剂的尺寸为15μm以下；S2：将钛、锌、铁、硅、锰、铜、碳、铬、硼、镁、钼、钨、钒、稀土元素按质量百分比投入到熔炼炉中熔融，得铝合金熔液；S3：将铝合金熔液升温至740-750℃后，加入质量百分比的晶粒细化剂搅拌；S4：在步骤S3中所得的熔液中加入精炼剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，同时通入惰性气体，不断搅拌进行精炼，控制精炼温度为730-750℃，精炼后对熔液进行扒渣处理，然后冷却、静置30-40min；S5：将步骤S3中所得的铝合金熔液进行铸件；S6：对铸件进行480-520℃、6-10h的固溶处理，制得含有稀土的汽车车身板铝合金。本专利技术具有以下有益效果：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的铝合金的抗拉强度、延伸率和耐腐蚀性显著高于对比例5制得的铝合金的抗拉强度、延伸率和耐腐蚀性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。(2)由实施例2和对比例1-4的数据可见，稀土元素、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂在制备铝合金中起到了协同作用，显著提高了铝合金材料的抗拉强度、延伸率和耐腐蚀性；这可能是：1)稀土元素镧、铈、镨、钕、钐、镝、钬、镱、钇的添加，可与氢等气体或非金属生成熔点高的化合物，有一定的除氢、精炼和净化作用，从而实现提高铝合金材料的抗拉强度、延伸率和耐腐蚀性；2)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与本配方的稀土元素一起使用，可提高铝合金的强度和屈服极限，提高了铝合金材料的抗拉强度、延伸率；3)在铝合金中添加晶粒细化剂，能够减少配料和熔体成分的加料数量，有利于扒渣干净，从而能够增强抗拉强度和耐腐蚀性，并且克服了现有技术中采用铝-钛-硼中间体易聚集和夹渣的问题；同时，晶粒细化剂与本配方的稀土元素一起使用，可以在晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，使得铝合金晶粒细化，有利于铝合金断裂过程中裂纹萌生位置和扩张途径发生改变，使得铝合金得韧化，从而提高铝合金材料的抗拉强度、延伸率。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术，通过以下实例加以说明，这些实例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。在实施例中，所述含有稀土的汽车车身板铝合金，包括如下质量百分比的原料：钛0.6％-1.3％、锌0.03％-0.1％、铁0.2％-0.6％、硅0.08％-0.23％、锰0.01％-0.2％、铜1.2％-1.6％、碳0.2％-0.8％、铬0.05％-0.07％、硼0.08％-1.31％、镁0.06％-0.15％、钼0.2％-0.9％、钨1.2％-1.7％、钒0.12％-0.67％、稀土元素3.5％-5.6％、精炼剂1％-2％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.2％-2.6％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有稀土的汽车车身板铝合金，其特征在于，包括如下原料：钛、锌、铁、硅、锰、铜、碳、铬、硼、镁、钼、钨、钒、稀土元素、精炼剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂、铝；所述稀土元素、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂的质量百分比为(3.5‑5.6):(1.2‑2.6):(3.5‑4.7)。

【技术特征摘要】
1.一种含有稀土的汽车车身板铝合金，其特征在于，包括如下原料：钛、锌、铁、硅、锰、铜、碳、铬、硼、镁、钼、钨、钒、稀土元素、精炼剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂、铝；所述稀土元素、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、晶粒细化剂的质量百分比为(3.5-5.6):(1.2-2.6):(3.5-4.7)。2.根据权利要求1所述的含有稀土的汽车车身板铝合金，其特征在于，所述稀土元素以重量份为单位，包括以下原料：镧1.2-2.1份、铈1.1-1.5份、镨0.7-0.9份、钕0.2-0.8份、钐0.1-0.3份、镝0.4-0.7份、钬0.5-1.6份、镱0.1-0.6份、钇0.2-0.7份。3.根据权利要求1所述的含有稀土的汽车车身板铝合金，其特征在于，所述精炼剂以重量份为单位，包括以下原料：氯化钠15-30份、氟化钠12-20份、石墨6-9份、氟化钙5-8份。4.根据权利要求1所述的含有稀土的汽车车身板铝合金，其特征在于，所述晶粒细化剂以重量份为单位，包括以下原料：铝-硅-锰-铜-镧合金中间体3-6份、铝-钛-碳-铈合金中间体1-2份；所述铝-硅-锰-铜-镧合金中间体以重量份为单位，包括以下原料：铝85-93份、硅1.3-3.5份、锰2.6-6.7份、铜1.5-4.9份、镧0.8-1.3份；所述铝-钛-碳-铈合金中间体以重量份为单位，包括以下原料：铝80-9...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋继明，蒋丰产，蒋会阳，陈智斌，林建华，
申请(专利权)人：湖南恒佳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43