[发明专利]一种用于电动汽车动力电池托盘的铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种用于电动汽车动力电池托盘的铝合金材料及其制备方法。该合金材料的成分及质量百分比组成为：Mg 1.00‑1.18％、Si 0.82‑1.00％、Cu 0.88‑1.02％、Mn 0.64‑0.82％、Zr 0.05‑0.25％、Fe≤0.3％，其它杂质总和≤0.15％，余量为Al。本发明的铝合金材料组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，抗拉强度大于350MPa，剥离腐蚀性能不低于EA级，搅拌摩擦焊接头的强度系数大于85％，用于汽车动力托盘，能满足汽车轻量化的需求。

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种用于电动汽车动力电池托盘的铝合金材料及其制备方法。

背景技术

在汽车轻量化材料中，合金材料具有质量轻和易于回收循环利用等特点，其综合性价比高于钢、镁、塑料、碳纤维等，是目汽车轻量化的首选材料。我国是目前世界上最大的汽车制造和消费大国，但我国在汽车轻量化方面还是比较落后，目前我国每辆汽车平均用铝仅为115公斤，低于全球单车用铝169公斤，与欧洲、美国、日本等国家相比则差距更大，国外众多知名汽车厂商早已推出全铝车身的车根，如奥迪A8L.Hybird果用了全铝车身技术，使车重显著降低。

汽车轻量化发展对铝合金材料的综合性能提出了越来越高的要求，目前以6063、6005、6061等牌号为代表的Al-Mg-Si系合金，虽然具有优良的挤压加工性能，但强度仍然偏低，断裂韧性、抗应力腐蚀开裂性能以及焊接性能仍然略显不足，以7005、7050、7075等牌号为代表的Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金，虽然具有强度高的优点，但用于体防撞梁、动力电池托盘等部件时，普遍存在断裂韧性不足、晶间腐蚀敏感性大、焊接性能较差等问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于电动汽车动力电池托盘的铝合金材料，该铝合金材料组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，用于汽车动力托盘能满足汽车轻量化的需求。

本发明的另一目的在于提供一种用于电动汽车动力电池托盘的铝合金材料的制备方法，该制备方法优化铝合金原料，通过采用超声半连续铸造的工艺，能使制得的铝合金材料具有较佳的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，而通过对铝合金材料进行热挤压和在线淬火，能使制得的铝合金型材形成单相纤维晶组织，提高了铝合金型材的性能；而通过对铝合金材料进行时效热处理，能提高铝合金型材的强度、韧性和抗腐蚀性能。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于电动汽车动力电池托盘的铝合金材料，该铝合金材料的成分及质量百分比组成为：Mg 1.00-1.18％、Si 0.82-1.00％、Cu0.88-1.02％、Mn 0.64-0.82％、Zr 0.05-0.25％、Fe≤0.3％，其它杂质总和≤0.15％，余量为Al。

优选的，该铝合金材料的成分及质量百分比组成为：Mg 1.06-1.12％、Si 0.88-0.94％、Cu 0.92-0.98％、Mn 0.70-0.76％、Zr 0.10-0.20％、Fe≤0.2％，其它杂质总和≤0.15％，余量为Al。

本发明通过采用上述的铝合金成分，能使制得的铝合金型材形成单相纤维晶组织，组织均匀，晶粒细小，具有较高的强度、抗拉强度、冲击韧性、抗应力腐蚀开裂性、焊接性等性能，克服了原有材料要不强度高、但韧性差、抗腐蚀性能差，要不韧性好、抗腐蚀性能好、但强度低等问题，用于汽车动力托盘能满足汽车轻量化的需求。