CN110629079A

CN110629079A - 用于新能源汽车的铝合金材料

Info

Publication number: CN110629079A
Application number: CN201911021903.7A
Authority: CN
Inventors: 陶诚; 谢树宽; 殷建国; 储朋朋; 肖尊军
Original assignee: Jiangsu Leader Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Leader Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2019-12-31

Abstract

本发明提供了一种用于新能源汽车的铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料由下述质量百分比的组分构成：Si 9.0~11.5%、Fe 0~0.40%、Cu 0~0.1%、Mn 0.3~0.8%、Mg 0.15~0.4%、Zn 0~0.1%、Cr 0~0.05%、Ti 0.02~0.2%、Ca 0~0.05%、P 0~0.05%、Sr 0.01~0.03%，杂质≤0.15%，余量为Al，每个杂质元素成分含量皆小于0.05%，通过Si、Mn、Mg、Ti和Sr多种元素的作用下，均衡了各种性能，形成了稳定的晶体结构，从而有效的改善了铝合金的力学性能，本发明提供的铝合金材料具有高比强度、良好的耐磨性、良好的耐疲劳性和良好的可焊接性等优良的性能，可满足汽车材料的特殊要求。

Description

用于新能源汽车的铝合金材料

技术领域

本发明涉及铝合金制造领域，尤其涉及一种用于新能源汽车的铝合金材料。

背景技术

减轻汽车质量以降低能源消耗和减少排放污染是新能源汽车工业发展的核心问题。铝合金是轻量化材料中应用比较成熟的材料之一，传统铝合金生产制造新能源汽车关键结构部件，存在可成形性较差、表面质量较差、强度和扛凹陷性较低、可焊性比钢板低、生产成本较高等问题。

AlSi10MnMg增强铝基复合材料具有高比强度、高比模量、高热导率、低热膨胀系数、良好的耐磨和耐疲劳性、低密度、良好的尺寸稳定性等优良的力学性能和物理性能，可满足汽车材料的特殊要求，受到了各国汽车制造企业的青睐。国内最早运用的AlSi10MnMg来自于DBL标准，但是针对汽车结构件，上述产品的力学性能还是不符合的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是传统铝合金生产在制造新能源汽车关键结构部件时，存在可成形性较差、力学性能达不到、可焊性低和生产成本较高的问题，本发明提供了一种用于新能源汽车的铝合金材料来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于新能源汽车的铝合金材料，所述铝合金材料由下述质量百分比的组分构成：Si 9.0~11.5%、Fe 0~ 0.40%、Cu 0~0.1%、Mn 0.3~0.8%、Mg 0.15~0.4%、Zn 0~ 0.1%、Cr 0~ 0.05%、Ca 0~ 0.05%、P 0~ 0.05%、杂质≤0.15%，余量为Al，每个杂质元素成分含量皆小于0.05%。

进一步地：所述铝合金材料由下述质量百分比的组分构成：Si 9.8~10.4%、Fe 0~0.13%、Cu 0~ 0.03%、Mn 0.6~0.7%、Mg 0.25~0.28%、Zn 0~ 0.07%、Cr 0~ 0.02%、Ti 0.05~0.11%、Ca 0~ 0.002%、P 0~ 0.02%、Sr 0.016~0.027%，杂质≤0.15%，余量为Al，每个杂质元素成分含量皆小于0.03%。

进一步地：所述复合材料的抗拉强度R_M≥230MPa，规定非比例延伸强度R_P0.2≥180MPa，断后伸长率≥5%。

进一步地：：所述复合材料热处理后的抗拉强度R_M≥180MPa，断后伸长率≥8%，屈服强度R_D≥120MPa。

本发明的有益效果是，本发明用于新能源汽车的铝合金材料通过向铝合金中添加适量的Si、Mn、Mg、Ti和Sr化学元素，在Si、Mn、Mg、Ti和Sr多种元素的作用下，均衡了各种性能，形成了稳定的晶体结构，从而有效的改善了铝合金的力学性能，本发明提供的铝合金材料具有良好的耐磨性、良好的耐疲劳性、和良好的可焊接性等优良的物理性能，可满足汽车材料的特殊要求。

具体实施方式

以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。

具体分析，Si元素能够保证铝合金的强度，适当的含量可以改善合金的塑性和韧性； Mn元素在提高合金强度的同时，在一定程度上提高了铝合金的可淬性，Mn能阻止铝合金的再结晶过程，并能显着细化再结晶晶粒，再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用，MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成（Fe、Mn）Al6，减少铁的有害影响； Mg元素能够强化铝合金的抗拉强度，并在Mn的催化下形成Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。

具体分析，Ti和Al形成TiAl2，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用；Sr是表面活性元素，因此用Sr元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量，在铝合金种加入0.016%~0.027%的Sr，减少了铸件均匀化时间60%-70%，提高了合金力学性能和塑造加工性，在高硅铝合金种加入Sr元素，可使初晶减至最低限度，显著提高抗拉强度和断后伸长率。

以下结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

Si：9.85%、Fe：0.1%、Cu：0.015%、Mn：0.64%、Mg：0.25%、Zn：0.03%、Cr：0.015%、Ti：0.09%、Ca：0.0015%、P：0.012%、Sr：0.024%、Al：88.92%。

实施例2

Si：10.05%、Fe：0.07%、Cu：0.028%、Mn：0.68%、Mg：0.27%、Zn：0.06%、Cr：0.01%、Ti：0.07%、Ca：0.001%、P：0.015%、Sr：0.018%、Al：88.68%。

实施例3

Si：10.28%、Fe：0.12%、Cu：0.022%、Mn：0.68%、Mg：0.27%、Zn：0.04%、Cr：0.012%、Ti：0.11%、Ca：0.001%、P：0.018%、Sr：0.026%、Al：88.35%。

实施例1-3所述的复合材料性能如下表：

上表中的结果表明，本发明用于新能源汽车的铝合金材料具备优良的力学性能。

Claims

1.一种用于新能源汽车的铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料由下述质量百分比的组分构成：Si 9.0~11.5%、Fe 0~ 0.40%、Cu 0~ 0.1%、Mn 0.3~0.8%、Mg 0.15~0.4%、Zn0~ 0.1%、Cr 0~ 0.05%、Ti 0.02~0.2%、Ca 0~ 0.05%、P 0~ 0.05%、Sr 0.01~0.03%，杂质≤0.15%，余量为Al，每个杂质元素成分含量皆小于0.05%。

2.如权利要求1所述用于新能源汽车的铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料由下述质量百分比的组分构成：Si 9.8~10.4%、Fe 0~ 0.13%、Cu 0~ 0.03%、Mn 0.6~0.7%、Mg0.25~0.28%、Zn 0~ 0.07%、Cr 0~ 0.02%、Ti 0.05~0.11%、Ca 0~ 0.002%、P 0~ 0.02%、Sr0.016~0.027%，杂质≤0.15%，余量为Al，每个杂质元素成分含量皆小于0.03%。

3.如权利要求1所述的用于新能源汽车的铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料的抗拉强度R_M≥230MPa，规定非比例延伸强度R_P0.2≥180MPa，断后伸长率≥5%。

4.如权利要求1所述的用于新能源汽车的铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料热处理后的抗拉强度R_M≥180MPa，断后伸长率≥8%，屈服强度R_D≥120MPa。