一种用于汽车的铝合金电池壳及其制备方法与流程

本发明属于合金材料，涉及一种用于汽车的铝合金电池壳及其制备方法。

背景技术：

1、电池壳体通常采用铝合金材料，主要包括3000系（al-mn系）、5000系（al-mg系）和6000系（al-mg-si系）。其中3003铝合金虽具有成本低、耐腐蚀性强、焊接性能优越等优点，但其机械性能相对较弱，且无法通过传统热处理方法来增强强度。现有技术中已有在3003铝合金中添加四硼化钇（yb4）和铝钛硼晶种合金的方案，但以3003铝合金为基体，其强度上限仍受限于al-mn系合金的属性。另外，现有研究在铝合金中添加混合稀土元素（re），以及采用al-ti-b-yb晶粒细化剂的技术，但始终未能解决铝合金强度与焊接性能之间的协同优化问题。因此，本发明在现有技术的基础上作出进一步优化，提供兼具高强度、优异焊接性能和良好加工性能的铝合金材料。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于汽车的铝合金电池壳及其制备方法，铝合金电池壳以al-mg-si系铝合金作为基材，通过引入四硼化钇和混合稀土提高合金材料的力学性能，另外配合固溶+淬火+时效+深冷处理加工工艺，使材料在获得高强度同时保持良好的塑性和焊接性能，达到抗拉强度≥290mpa、异常焊池发生率≤1.5%、延伸率≥10%的优异力学性能，满足汽车电池壳体对高强度和轻量化的综合需求。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于汽车的铝合金电池壳，所述用于汽车的铝合金电池壳的元素组成按照质量分数分别为：si0.6-1.2%、mg0.8-1.4%、mn0.3-0.8%、cu0.1-0.4%、fe0.05-0.1%、ti0.05-0.15%、b0.01-0.05%、yb40.05-3%、混合稀土0.03-0.15%、杂质总和≤0.1，余量为al，其中混合稀土ce的占比≥50%。

4、进一步地，所述用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，具体包括以下步骤：

5、（1）在氮气保护下将除yb4、混合稀土外的原料进行熔炼，然后再加入yb4、混合稀土进行混炼，得到液态金属混合物；

6、（2）在液态金属混合物中加入al-ti-b晶种合金，经过保温后扒渣处理，得到铝合金液，随后将其进行锻造形成锻件；

7、（3）锻件先经过固溶处理，随后淬火处理，时效处理和深冷处理，最后表面处理得到用于汽车的铝合金电池壳。

8、进一步地，所述步骤（1）中的熔炼的温度为700-760℃，所述熔炼的时间为2-4h，所述混炼的温度为690-730℃，所述混炼的时间为20-50min。

9、进一步地，所述步骤（2）中的保温的温度为630-680℃，所述保温的时间为0.5-1.5h，所述al-ti-b晶种合金中ti的质量百分数为4.5-5.5%、b为0.8-1.2%。

10、进一步地，所述步骤（2）中锻造的温度为510-550℃，所述锻造的时间为2-5h，所述锻造为压铸、低压铸造或挤压铸造，所述锻造的速度为35-55m/s，所述锻造的压力为35-60mpa。

11、进一步地，所述步骤（3）固溶处理的温度为510-560℃，所述固溶处理的时间为2-6h，所述淬火处理是指以10-13℃/s的速率冷却至常温。

12、进一步地，所述步骤（3）中时效处理的温度为160-200℃，所述时效处理的时间为5-10h，所述深冷处理是指先-40~-60℃下保温30-60min，然后冷却至-100~-150℃下保温2-6h。

13、进一步地，所述步骤（3）中的表面处理为阳极氧化处理。

14、上述技术方案所提供的一种镁合金车用防撞梁挤压型材及其制备方法，与现有技术相比，其有益效果包括：

15、1.本发明铝合金电池壳以al-mg-si系铝合金作为基材，通过引入四硼化钇和混合稀土提高合金材料的力学性能，另外配合固溶+淬火+时效+深冷处理加工工艺，使材料在获得高强度同时保持良好的塑性和焊接性能，达到抗拉强度≥290mpa、异常焊池发生率≤1.5%、延伸率≥10%的优异力学性能，满足汽车电池壳体对高强度和轻量化的综合需求。

1.一种用于汽车的铝合金电池壳，其特征在于，所述用于汽车的铝合金电池壳的元素组成按照质量分数分别为：si0.6-1.2%、mg0.8-1.4%、mn0.3-0.8%、cu0.1-0.4%、fe0.05-0.1%、ti0.05-0.15%、b0.01-0.05%、yb40.05-3%、混合稀土0.03-0.15%、杂质总和≤0.1，余量为al，其中混合稀土ce的占比≥50%。

2.一种如权利求1所述的用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的熔炼的温度为700-760℃，所述熔炼的时间为2-4h，所述混炼的温度为690-730℃，所述混炼的时间为20-50min。

4.根据权利要求2所述的一种用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的保温的温度为630-680℃，所述保温的时间为0.5-1.5h，所述al-ti-b晶种合金中ti的质量百分数为4.5-5.5%、b为0.8-1.2%。

5.根据权利要求2所述的一种用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中锻造的温度为510-550℃，所述锻造的时间为2-5h，所述锻造为压铸、低压铸造或挤压铸造，所述锻造的速度为35-55m/s，所述锻造的压力为35-60mpa。

6.根据权利要求2所述的一种用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）固溶处理的温度为510-560℃，所述固溶处理的时间为2-6h，所述淬火处理是指以10-13℃/s的速率冷却至常温。

7.根据权利要求2的一种用于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中时效处理的温度为160-200℃，所述时效处理的时间为5-10h，所述深冷处理是指先-40~-60℃下保温30-60min，然后冷却至-100~-150℃下保温2-6h。

8.根据权利要求2所述的一种于汽车的铝合金电池壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的表面处理为阳极氧化处理。