[发明专利]一种新能源汽车用高韧性铝合金材料及方法

说明书

本发明公开了一种新能源汽车用高强韧性铝合金材料及方法，本铝合金材料包括以下组分：镁、硅、锰、铜包覆石墨粒子、钪、锶、稀土金属元素、硼、钛、铝。本方法为：铜包覆石墨粒子研磨后分成三等份，分级添加；熔炼过程中选取适当时机加入各组分，最终，逐级冷却，经淬火、回火处理、水冷、吹干处理得到铝合金型材。铝合金材料的比重和膨胀系数都减小，具有质轻的优点，并且，韧性提高，符合新能源汽车对轻量化铝合金材料的需求；本生产工艺更加精细，充分确保最终获得的铝合金型材的品质。

技术领域

本发明涉及一种材料及方法，尤其涉及一种新能源汽车用高韧性铝合金材料及方法。

背景技术

新能源汽车与传统汽车不同，其采用电池作为动力驱动，受电池重量、续航里程限制等因素影响，在新能源汽车的设计及选材上，轻量化材料最受青睐，其中，铝合金型材由于开发周期短、模具费用低、结构可以任意变化，越来约受到汽车行业的重视，使得铝合金材料成为汽车轻量化的首选材料。然而，现如今随着新能源汽车的不断发展，对节能的需求越来越高，因此，降低铝合金材料的比重是研究重点，然而，随着铝合金材料的比重不断降低，铝合金材料韧性也随之降低，如何使铝合金材料兼具质轻和高韧性的优点，是亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种新能源汽车用高韧性铝合金材料及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车用高韧性铝合金材料，按质量百分比计，包括以下组分：镁1.8～2.5％、硅1.5～2.2％、锰0.5～0.8％、铜包覆石墨粒子3～6％、钪0.1～0.2％、锶0.5～1％、稀土金属元素4～5％、硼0.15～0.3％、钛0.2～0.4％，其余为铝。

进一步地，该铝合金材料，按质量百分比计，包括以下组分：镁2～2.2％、硅1.8～2％、锰0.6～0.7％、铜包覆石墨粒子4～5％、钪0.1～0.2％、锶0.6～0.8％、稀土金属元素4.5～4.8％、硼0.2～0.25％、钛0.25～0.3％，其余为铝。

进一步地，稀土金属元素由镧、铈、钕、铕混合而成，按重量份计，镧、铈、钕、铕的混合比例为2：2：1：1。

进一步地，铜包覆石墨粒子的粒径为40～45um。

一种新能源汽车用高韧性铝合金材料的生产方法，具体包括如下步骤：

步骤一、预先将铜包覆石墨粒子，在氩气保护条件下进行研磨，利用筛网筛得粒径符合40～45um的铜包覆石墨粒子，并将铜包覆石墨粒子分成三等份，以备用；

步骤二、将铝锭、镁锭、锰块、硅粉、锶块、稀土元素、一份铜包覆石墨粒子投入到熔炼形成合金液A，熔炼温度控制在750～760℃之间，熔炼过程采用氩气保护；

步骤三、当得到合金液A后，迅速将第二份铜包覆石墨粒子、钪块加入到合金液A中，继续熔炼得到合金液B，保温20min，加入精炼剂，精炼剂采用喷射的方式喷入到合金液B中；

步骤四、将合金液B升温至800～900℃，然后加入研磨成粉状的硼粉和钛粉以及第三份铜包覆石墨粒子，待金属完全融化后，除去铝液表面上的精炼剂，并对金属熔液进行超声处理，除去浮渣，得到铝合金溶液；

步骤五、对铝合金溶液进行第一级冷却，冷却到700～750℃之间；

步骤六、经一级冷却后的铝合金溶液进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件A；

步骤七、继续对铸件A进行淬火处理，淬火处理的温度为650～750℃，然后将淬火处理后的铸件A降温进行回火处理，回火处理的温度为200℃；

步骤八、将铸件A放入到室温水中，使铸件A冷却到室温，最终，将铸件A吹干即制得铝合金型材。