CN111151979A

CN111151979A - 一种高强度车用电池托架铝型材及其制作工艺

Info

Publication number: CN111151979A
Application number: CN202010032221.2A
Authority: CN
Inventors: 陈献忠; 周坤勇; 潘旭丰; 严雄伟; 陈燕平; 潘红梁
Original assignee: Zhejiang Xinxiang Aluminum Co ltd
Current assignee: Zhejiang Xinxiang Aluminum Co ltd
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本发明公开了一种高强度车用电池托架铝型材及其制作工艺，包括原料准备、原料加工、制品预处理、型材产品性能检测、型材产品包装、型材产品预处理、产品组装和焊接、表面处理作业、制品测试、托架成品包装等相关步骤，本发明制作工艺节能环保，经济效率良好，可对社会做出较大的贡献，潜力及市场规模大，符合社会和国民经济发展的要求，且产品通过挤压成型及热处理后即可交货，不需表面处理等，故能耗低，且无表面处理等带来的“三废”污染物的产生和排放，环境效益良好。

Description

一种高强度车用电池托架铝型材及其制作工艺

技术领域

本发明涉及铝型材制作技术领域，具体为一种高强度车用电池托架铝型材及其制作工艺。

背景技术

铝型材聚合了质轻、可比强度高、散热性好、导电性能强、易于加工、可进行多种表面处理且性能稳定耐候性好、挤压尺寸精度高、外观美观、可进行综合回收反复利用等优点于一身，因此在各个领域得到了大范围的应用和推广，是有色金属中应用最广泛且潜力最大的应用材料。经过长达近30年的高速增长，我国的铝挤压型材产业已成为世界上规模最大，产业延伸最好，已是初期强国，部分挤压企业已经成为全球领跑者。

新能源汽车是未来汽车发展的主流方向，也是国家重点支持的战略性新兴产业之一。数据显示，2014年中国新能源汽车共销售7.5万辆，同比暴涨325%；2015年全年新能源汽车产销量同样大涨340%，一举突破33万辆；2018年新能源汽车产销已双双突破125万辆。到2020年预计将达到200万辆的年销售规模。

动力电池是新能源汽车的核心零部件之一,随着新能源汽车的高速发展，动力电池将迎来高速增长期。铝型材由于其独有的优势和特点，已成为汽车尤其是新能源汽车车身、底盘、电机和电池等零部件用材的重点应用选择，市场前景非常广阔。

综上所述，探索合适的新能源汽车车身、底盘、电机和电池等零部件的制作工艺已成为当前急需解决的研究课题，为此我们带来一种高强度车用电池托架铝型材的制作工艺。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种高强度车用电池托架铝型材的制作工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度车用电池托架铝型材的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1：原料准备，选择合金成分优化后的6061铝合金圆铸棒原料作为加工材料；

步骤2：原料加工，对6061铝合金圆铸棒原料进行挤压成型加工作业；

步骤3：制品预处理，对挤压成型的制品进行T6热处理；

步骤4：型材产品性能检测，对产品进行拉伸试验，以检测产品是否符合标准性能指标；

步骤5：型材产品包装，对上述步骤检测合格的产品进行包装处理；

步骤6：型材产品预处理，根据加工需要对型材产品进行冲孔作业；

步骤7：产品组装和焊接，根据加工需要将多组铝型材进行组装作业，同时对连接处进行焊接处理；

步骤8：表面处理，将上述组装和焊接成型的制品进行表面处理作业；

步骤9：制品测试，测试制品的尺寸是否符合成品的标准尺寸；

步骤10：托架成品包装，对上述步骤中符合要求的制品进行包装处理。

优选的，步骤1中，原料6061铝合金圆铸棒中各金属元素的含量为硅0.55%～0.65%、镁0.95%～1.05%、铜0.18%～0.25%、铬0.06%～0.10%、铁0.15%～0.20%、锰<0.02%、锌<0.05%、钛<0.03%。

优选的，步骤2中，在挤压的过程中模具温度460℃～510℃、挤压筒温度360℃～400℃、铝棒温度490℃～520℃，淬火方式为在线穿水淬火。

一种高强度车用电池托架铝型材，包括两个竖梁，两个所述竖梁为左右设置，两个所述竖梁之间靠近顶部处设有两个横梁，两个所述横梁为上下设置，所述横梁的两端分别与两个相邻的竖梁焊接，两个所述横梁之间设有连接梁，所述连接梁的两端分别与两个相邻的横梁焊接。

优选的，位于左侧的所述竖梁左右两侧分别焊接有第一托块和四个第二托块，所述第一托块靠近竖梁的顶部，四个所述第二托块位于下方的横梁的正下方。

优选的，位于下方的所述横梁顶部固定连接有第三托块，且所述第三托块位于连接梁的右侧。

优选的，位于左侧的所述竖梁远离连接梁的一侧固定连接有三个托梁，且三个所述托梁自上至下依次呈线性排列。

优选的，所述竖梁、连接梁、托梁和第三托块上均开设有安装孔，且所述竖梁上的安装孔个数为若干个设置，所述连接梁、第三托块和位于下方的托梁上的安装孔均为单个设置，位于上方的两个所述托梁上的安装孔为两个设置。

优选的，位于下方的所述托梁长度小于位于上方的两个托梁长度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种高强度车用电池托架铝型材是利用改性优化的6061铝合金通过较高的挤压系数挤压成型，并通过固溶热处理及人工时效获得高强度的异型材，型材经机加工、焊接、表面处理后作为车辆动力电池的托架托盘，实现车辆轻量化达到节能降耗的目的；

本发明的一种高强度车用电池托架铝型材及其制作工艺节能环保，经济效率良好，可对社会做出较大的贡献，潜力及市场规模大，符合社会和国民经济发展的要求，且产品通过挤压成型及热处理后即可交货，不需表面处理等，故能耗低，且无表面处理等带来的“三废”污染物的产生和排放，环境效益良好。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明托架的结构示意图；

图3为本发明型材成分对比表；

图4为本发明型材力学性能对比表。

图中标号：1、竖梁；2、横梁；3、连接梁；4、第一托块；5、托梁；6、安装孔；7、第二托块；8、第三托块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

步骤1：原料准备，选择合金成分优化后的6061铝合金圆铸棒原料作为加工材料，原料6061铝合金圆铸棒中各金属元素的含量为硅0.55%、镁0.95%、铜0.18%、铬0.06%、铁0.15%、锰0.01%、锌0.01%、钛0.01%；

步骤2：原料加工，对6061铝合金圆铸棒原料进行挤压成型加工作业，在挤压的过程中模具温度460℃、挤压筒温度360℃、铝棒温度490℃，淬火方式为在线穿水淬火；

步骤3：制品预处理，对挤压成型的制品进行T6热处理；

实施例2：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

步骤1：原料准备，选择合金成分优化后的6061铝合金圆铸棒原料作为加工材料，原料6061铝合金圆铸棒中各金属元素的含量为硅0.60%、镁1.00%、铜0.22%、铬0.08%、铁0.17%、锰0.01%、锌0.01%、钛0.01%；

步骤2：原料加工，对6061铝合金圆铸棒原料进行挤压成型加工作业，在挤压的过程中模具温度485℃、挤压筒温度380℃、铝棒温度505℃，淬火方式为在线穿水淬火；

步骤3：制品预处理，对挤压成型的制品进行T6热处理；

实施例3：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

步骤1：原料准备，选择优化后的6061铝合金圆铸棒原料作为加工材料，原料6061铝合金圆铸棒中各金属元素的含量为硅0.65%、镁1.05%、铜0.25%、铬0.10%、铁0.20%、锰0.02%、锌0.05%、钛0.03%；

步骤2：原料加工，对6061铝合金圆铸棒原料进行挤压成型加工作业，在挤压的过程中模具温度510℃、挤压筒温度400℃、铝棒温度520℃，淬火方式为在线穿水淬火；

步骤3：制品预处理，对挤压成型的制品进行T6热处理；

请参阅图2-4，本发明提供一种技术方案：

一种高强度车用电池托架铝型材，包括两个竖梁1，两个竖梁1为左右设置，两个竖梁1之间靠近顶部处设有两个横梁2，两个横梁2为上下设置，横梁2的两端分别与两个相邻的竖梁1焊接，两个横梁2之间设有连接梁3，连接梁3的两端分别与两个相邻的横梁2焊接，位于左侧的竖梁1左右两侧分别焊接有第一托块4和四个第二托块7，第一托块4靠近竖梁1的顶部，四个第二托块7位于下方的横梁2的正下方，位于下方的横梁2顶部固定连接有第三托块8，且第三托块8位于连接梁3的右侧，位于左侧的竖梁1远离连接梁3的一侧固定连接有三个托梁5，且三个托梁5自上至下依次呈线性排列，竖梁1、连接梁3、托梁5和第三托块8上均开设有安装孔6，且竖梁1上的安装孔6个数为若干个设置，连接梁3、第三托块8和位于下方的托梁5上的安装孔6均为单个设置，位于上方的两个托梁5上的安装孔6为两个设置，位于下方的托梁5长度小于位于上方的两个托梁5长度。

本发明中原料6061铝合金中各金属元素的含量与国家标准对照表如图3，原料6061铝合金经T6热处理后期力学性能与国家标准对照表如图4，由两个数据表对比可知，挤压系数(λ)范围在42～55，挤压系数较高，即使用更大吨位的挤压机及较大规格的铝棒生产此产品:可保证挤压型材的焊合质量；可以实现快速挤压，减少型材出料后至在线淬火部位的时间，保证力学性能；可使金属内在组织晶粒均匀、减少铝棒表面夹杂及氧化物的被卷入，改善内部组织的同时提高了产品的外观质量；

进行T6热处理，通过挤压在线固溶热处理（穿水法）及人工时效处理（175～180℃/保温7.5～8h），获得比国家标准更优异的力学性能，如抗拉强度R_m≥300MPa、规定非比例延伸强度R_p0.2≥260MPa、断后伸长率A_50mm≥8%，满足对强度的高要求；

优化设计型材的截面尺寸，如型材的宽度、高度、型材外径（D）、壁厚（t）的设计是根据最终机加工、焊接、装配要求及截面惯性矩等综合考虑的，型材的相对厚度t/D值为5%～7%。另对各处壁厚进行梯度设计，既要保证其强度，也尽量减轻产品的重量及方便加工装配。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种高强度车用电池托架铝型材的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤3：制品预处理，对挤压成型的制品进行T6热处理；

2.根据权利要求1所述的一种高强度车用电池托架铝型材的制作工艺，其特征在于：步骤1中，原料6061铝合金圆铸棒中各金属元素的含量为硅0.55%～0.65%、镁0.95%～1.05%、铜0.18%～0.25%、铬0.06%～0.10%、铁0.15%～0.20%、锰<0.02%、锌<0.05%、钛<0.03%。

3.根据权利要求1所述的一种高强度车用电池托架铝型材的制作工艺，其特征在于：步骤2中，在挤压的过程中模具温度460℃～510℃、挤压筒温度360℃～400℃、铝棒温度490℃～520℃，淬火方式为在线穿水淬火。

4.一种高强度车用电池托架铝型材，包括两个竖梁（1），其特征在于，两个所述竖梁（1）为左右设置，两个所述竖梁（1）之间靠近顶部处设有两个横梁（2），两个所述横梁（2）为上下设置，所述横梁（2）的两端分别与两个相邻的竖梁（1）焊接，两个所述横梁（2）之间设有连接梁（3），所述连接梁（3）的两端分别与两个相邻的横梁（2）焊接。

5.根据权利要求4所述的一种高强度车用电池托架铝型材，其特征在于：位于左侧的所述竖梁（1）左右两侧分别焊接有第一托块（4）和四个第二托块（7），所述第一托块（4）靠近竖梁（1）的顶部，四个所述第二托块（7）位于下方的横梁（2）的正下方。

6.根据权利要求4所述的一种高强度车用电池托架铝型材，其特征在于：位于下方的所述横梁（2）顶部固定连接有第三托块（8），且所述第三托块（8）位于连接梁（3）的右侧。

7.根据权利要求6所述的一种高强度车用电池托架铝型材，其特征在于：位于左侧的所述竖梁（1）远离连接梁（3）的一侧固定连接有三个托梁（5），且三个所述托梁（5）自上至下依次呈线性排列。

8.根据权利要求7所述的一种高强度车用电池托架铝型材，其特征在于：所述竖梁（1）、连接梁（3）、托梁（5）和第三托块（8）上均开设有安装孔（6），且所述竖梁（1）上的安装孔（6）个数为若干个设置，所述连接梁（3）、第三托块（8）和位于下方的托梁（5）上的安装孔（6）均为单个设置，位于上方的两个所述托梁（5）上的安装孔（6）为两个设置。

9.根据权利要求7所述的一种高强度车用电池托架铝型材，其特征在于：位于下方的所述托梁（5）长度小于位于上方的两个托梁（5）长度。