[发明专利]一种新能源汽车电池托盘高强铝合金型材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新能源汽车电池托盘高强铝合金型材及其制备方法，通过改善配料成分，并采用梯度加热工艺，即将挤压前加热好的铝棒从前到后沿其轴线方向温度逐渐降低，形成温度梯度，实现等温挤压，使得加热、加工之后的产品芯表温度均匀、表面色泽亮丽、力学性能偏差小，且该制备方法制得的铝合金型材抗拉强度达到310MPa以上、屈服强度达到270MPa以上、伸长率达到11％以上，大大提高了产品质量，从而改善整体新能源汽车的质量。

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车电池托盘高强铝合金型材及其制备方法，属于型材加工技术领域。

背景技术

为了应对能源与环境问题的巨大挑战，当前全球汽车工业都在努力地满足日益严苛的节能减排的法规要求，以提高能量利用率，减少汽车对环境的污染。因此，新能源汽车日益成为未来汽车工业发展的方向。新能源汽车与传统汽车的区别在于，新能源汽车是采用电池作为动力来驱动汽车运转，其受动力电池重量、动力电池续航里程的限制以及汽车节能减排政策的高压，在车辆设计和资料应用上，其车体轻量化成为车企首先要思索的问题。因而，电池驱动的新能源汽车比传统汽车更迫切需求车身减重，这也为铝等轻质材料开辟了愈加宽广的市场空间。

铝在新能源汽车零部件的应用主要有车身、轮毂、底盘、防撞梁、地板、动力电池和座椅等。目前，新能源汽车多采用铝合金型材制造电动汽车动力电池托盘，进一步改善新能源汽车的轻量化程度。

通常铝合金型材的加工流程主要包括熔铸、挤压和表面处理三道工序，熔铸包括配料、熔炼和铸造，经过熔铸工序将铝液铸造成铝棒，铝棒在进入挤压机挤压时，铝棒与模具接触的表面会产生很大的摩擦力，从而不断产生挤压热，挤压过程中尚未挤压部分的铝棒的温度会不断上升，由于铝棒的输送速度为匀速，使得铝棒的前段和后段之间存在较大的温差，变化的挤压温度对挤压出来的型材性能造成很大的影响，其硬度、表面质量及成品率都会受影响。这样的生产工艺，导致生产出的铝合金型材强度较低，可焊性差、使用寿命短，从而影响整体新能源汽车的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种强度高、可焊性好的新能源汽车电池托盘高强铝合金型材及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种新能源汽车电池托盘高强铝合金型材，该铝合金化学成分按重量百分比计为Mg：0.95～1.06％，Si：0.70～0.75％，Cu： 0.22～0.30％，Mn：0.08～0.13％，Cr：0.08～0.11％，Ti：0.008～0.012％，Fe：0～0.18％，Zn：0～0.05％，Zr：0.02～0.05％，余量为Al。

本发明化学元素在铝合金中的作用如下：

Mg：镁可以改善铝合金的机械性质和切削性。本发明镁含量控制在0.95～1.06％。

Si：硅可以使铝合金流动良好，并能减少缩孔改善耐压性，还可以改善焊接性、减小热膨胀系数，大量添加虽能提高耐磨性，但切削性会变差。本发明硅含量控制在0.70～0.75％。

Cu：铜可以改善铝合金的机械性质和切削性，但是耐腐蚀性和熔汤流动性变差，引起热间断裂。本发明铜含量控制在0.22～0.30％。

Mn：锰元素对铝合金的结晶细微化和防止缩孔都有效果，但其添加量要根据合金中铁的含量来变化，否则会产生粗大的初晶、机械性能显著下降。本发明锰含量控制在0.08～0.13％。

Cr：铬元素对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。本发明铬含量控制在0.08～0.11％。

Ti：添加少量的钛元素可以使铝合金的结晶细微化、改善机械性质。本发明钛含量控制在0.008～0.012％。

Fe：少量的铁元素可以减少铝合金的缩孔、使结晶细微化。本发明铁含量控制在0～ 0.18％。