一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金及其制备方法技术

一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金及其制备方法，属于变形铝合金制造领域，包括如下质量百分比的物质组成：0.8

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金制造领域，具体地说是一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金作为一种轻质金属结构材料，抗冲击能力强而且储量丰富，对现代产品开发新能源、减轻重量及车辆減少能耗有着重要意义。Al合金在现代工业中应用广泛，但是，依旧存在很多不足，由于Al是面心立方结构，限制了其塑性变形能力；其强度较低，不能单独作为航空或者汽车领域的结构性材料；Al
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Mg合金铸态金相组织由α
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Al相和β
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Mg2Al3相组成，然而β
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Mg2Al3相熔点低，使得Al
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Mg合金高温强度低，抗蠕变性能差，因此不能长时间在高于120℃的环境中工作，即高温性能差，不能作为高温发动机等。进一步限制了铝合金的广泛应用。相比之下，颗粒增强铝基复合材料因具有增强相成本低、微观结构均匀、材料性能各向同性和可采用传统的金属制备工艺进行制备等优点而倍受人们关注。
[0003]通过查阅相关资料得知，Al
‑
Mg
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Si合金中Mg2Si的形貌和数量可以通过热挤压、热处理、快速凝固、合金机械化、电磁搅拌和电磁分离、改善处理(加入合金元素)等方法来改善。其中，T4固溶处理能显著改善Al基复合材料中Mg2Si相的形貌与分布，随时间的延长，棱状枝晶Mg2Si相逐步熔断，球化。但T4处理会降低该材料的硬度；往复挤压对铸态Al基复合材料中Mg2Si相具有较好的破碎作用，而且挤压对Mg2Si相的破碎效果越好，Mg2Si相在复合材料中的分布越均匀，提高铝合金的综合性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金及其制备方法，用以解决现有技术中的缺陷。
[0005]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金，包括如下质量百分比的物质组成：0.8
‑
1.2％的Mg，0.4
‑
0.8％的Si，0.2
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0.4％的Fe和0.2
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0.3％的Cu，余量为Al和不可避免杂质。
[0007]如上所述的一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金，其特征在于：所述的杂质质量小于总质量的0.03％。
[0008]一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0009]步骤一：熔炼浇铸：混合料预热的温度为150
‑
250℃，熔炼的过程中，电阻炉升温至690
‑
710℃后放入纯铝，待纯Al全部熔化，升温至740
‑
760℃，加入镁锭、Al
‑
20Si中间合金、Al
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25Cu中间合金、Al
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30Fe中间合金，熔炼期间充分搅拌，静置30min后，浇铸到预热模具中；
[0010]步骤二：均匀化处理：对步骤(1)制得的铸态铝合金在热处理炉中进行高温均匀化
处理，升温速度15
‑
20℃/min，加热到530
‑
560℃，保温12
‑
24h，完成后将铸锭空冷至室温；
[0011]步骤三：机加工：将步骤二得到的铝合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到直径Ф300mm的铸棒备用；
[0012]步骤四：挤压变形：将步骤三得到的铸棒进行热挤压变形，对铸锭进行热挤压，工艺参数：挤压温度430℃
‑
470℃，挤压比25:1，挤压速度2mm/s；
[0013]步骤五：时效处理：对步骤四得到的铝合金在热处理炉中进行时效处理，时效温度为160
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180℃，保温时间为8
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12h。
[0014]如上所述的一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金的制备方法，其特征在于，将铝锭熔化后，依次加入工业纯镁锭、Al
‑
20Si中间合金、Al
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25Cu中间合金、Al
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30Fe中间合金，熔融并混合均匀，形成熔体；将所述熔体静置后进行精炼处理，注入已经预热的浇注模具中熔铸成形，得到所述的铝合金铸锭。
[0015]如上所述的一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金的制备方法，其特征在于，所述熔体的形成过程具体为：当铝锭的熔化温度升至690℃时加入工业纯Mg，当温度继续升高达到720℃时，将Al
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20Cu中间合金，Al
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20Si中间合金加入到熔体中，待炉温升至780℃后加入Al
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30Fe中间合金。
[0016]如上所述的一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金的制备方法，其特征在于，所述精炼处理的温度为760℃，所述浇铸成形的温度为710～720℃。
[0017]如上所述的一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金的制备方法，其特征在于，所述异温挤压的具体操作为：将所述T6态铝合金铸锭加热至480～510℃，将模具预热至450～480℃，以10:1～30:1的挤压比、1～10mm/s的挤压速率，挤压成形。
[0018]本专利技术的优点是：
[0019]1、本专利技术的铝合金采用低含量Cu和Fe作为合金化元素，Cu元素固溶到基体中，起到固溶强化的作用，同时又能够有效地弱化挤压织构，使挤压态合金呈现稀土织构特征，有利于室温变形过程基面滑移和拉伸孪晶的启动；Fe元素能够显著地细化合金铸态晶粒，达到细晶强化的目的；两者共同作用使铝合金获得室温超高塑性；
[0020]2、本专利技术的新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金可通过常规挤压设备一次快速挤压成形，工艺简单，易于控制；同时省去挤压前以及挤压后耗时耗能的热处理过程，提高了生产效率，节约生产成本，有利于推广应用；
[0021]3、本专利技术所制备的铝合金变形材室温拉伸后表现出断后伸长率高于16％的超高塑性，可进行大应变量成形和冷加工；同时合金具有良好的拉伸强度，综合力学性能远高于同种条件处理的纯铝，能够满足复杂工况的应用需求。
附图说明
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0023]图1为本专利技术实施例2的铸态合金金相显微组织图；
[0024]图2为本专利技术实施例2的挤压态合金金相显微组织图；
[0025]图3为本专利技术实施例2的EBSD IPF(电子背散射衍射晶粒取向)图；
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]实施例1
[0028](1)熔炼浇铸：以纯铝锭、纯镁锭、Al
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金，其特征在于：包括如下质量百分比的物质组成：0.8
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1.2％的Mg，0.4
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0.8％的Si，0.2
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0.4％的Fe和0.2
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0.3％的Cu，余量为Al和不可避免杂质。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金，其特征在于：所述的杂质质量小于总质量的0.03％。3.一种新能源汽车电池箱用抗裂性能铝合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：熔炼浇铸：混合料预热的温度为150
‑
250℃，熔炼的过程中，电阻炉升温至690
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710℃后放入纯铝，待纯Al全部熔化，升温至740
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760℃，加入镁锭、Al
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20Si中间合金、Al
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25Cu中间合金、Al
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30Fe中间合金，熔炼期间充分搅拌，静置30min后，浇铸到预热模具中；步骤二：均匀化处理：对步骤(1)制得的铸态铝合金在热处理炉中进行高温均匀化处理，升温速度15
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20℃/min，加热到530
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560℃，保温12
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24h，完成后将铸锭空冷至室温；步骤三：机加工：将步骤二得到的铝合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到直径Ф300mm的铸棒备用；步骤四：挤压变形：将步骤三得到的铸棒进行热挤压变形，对铸锭进行热挤压，工艺参数：挤压温度430℃

【专利技术属性】
技术研发人员：董帅伟，范坤，臧伟，吕洪伟，孟令乾，姜宇航，马旭，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：