CN113957302A - 一种新能源汽车电池箱非热处理强化高强韧压铸铝合金材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池箱非热处理强化高强韧压铸铝合金材料，该合金材料包括Si：7wt％‑9wt％；Mg：0.6wt％‑1.0wt％；Mn：0.2wt％‑0.8wt％；Cu<0.5％；Fe<0.7wt％；Zn<0.5.0wt％；La<1wt％；Ce<2wt％；Al‑Ti‑C‑Sr<1wt％；其余杂质的重量百分比之和控制在0.5wt％以下，余量为Al。采用纳米级细化剂对稀土元素的辅助强化，得到非热处理高强韧压铸铝合金材料，同时将双料筒一体化铸造方式引入高压铸造新能源电池箱，可缩短模具内电池箱铸造填充时间，避免冷隔缩松等铸造缺陷，提高产品良率。

Description

一种新能源汽车电池箱非热处理强化高强韧压铸铝合金材料

技术领域

本发明涉及一种非热处理强化高强韧压铸铝合金，尤其是涉及一种高强高韧新能源电池箱压铸铝合金材料及其电池箱的制备方法。

背景技术

能源短缺及环境污染问题已成为制约中国汽车产业可持续发展的突出问题，无论是从社会效益还是经济效益考虑，低油耗、低排放的汽车都是节约型社会发展的需要。新能源汽车发展是大势所趋，满足上述要求会导致车身重量的增加，这是一个螺旋，车身重量的增加会导致续航里程的减少。从车身轻量化的角度来看，需要弥补因车身性能要求的提高和电池重量的增加而带来的影响。相比传统意义上的汽车，电动车增加了一部分重量，同时要求整车重量还要保持在传统车的水平，甚至比传统车身更轻，这就需要寻求车身轻量化方面的一些途径。

目前，国内外专家们已经形成了比较大的共识，其实车身轻量化，无外乎这三个方面：新材料的应用，车身结构设计的不断优化，由于新结构、新材料应用引入的先进制造工艺的使用。以特斯拉汽车为例，特斯拉采用打造全铝车身，相比传统车身制造的“冲压+焊接”工艺，一体压铸具有轻量化、零件数量及工序步骤减少、人员及土地节约等优势。特斯拉已将该工艺用于Model Y后底板的生产，将零件从70个减少到1-2个，后续有望继续用于其他车型，以及前、中底板等部件。

作为新能源企汽车动力部分的电池箱，电池箱的轻量化尤为关键，电池箱作为承重件其新材料的应用于结构设计尤为关键。一个大型电池箱的优化设计目前只能通过新材料新工艺新设备相辅相成来实现。材料方面电池箱最大的痛点为高韧性铝合金不能进行热处理，因为薄壁件在热处理过程中很容易发生形变，形变后很难通过外力进行校正，所以应选择非热处理强化铝合金。制备方法上，目前大型电池箱投影面积大，高压铸造受设备吨位限制，不能一次成型，要通过后期的拼接来完成，拼接后的电池箱结构复杂，制作难度高，力学性能不如一体成型，所以在制备方面也需要通过新工艺方法来完成。因而，急需开发一款可以适用于低成本、中等屈服强度和高延伸率的压铸铝合金材料，结合新型电池箱制备方法，从而可以快速生产制造高性能的大型新能源汽车电池箱。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够进行一次性压铸的非热处理材料的制备与电池箱压铸的方法，以应对未来汽车轻量化的要求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新能源汽车电池箱非热处理强化高强韧压铸铝合金材料，所述合金材料包括Si；Mg；Mn；Cu；Fe；Zn；稀土元素；Al-Ti-C-Sr中间合金；杂质和Al；所述稀土元素为La和Ce。

优选地，按照重量百分比计算：Si：7wt％-9wt％；Mg：0.6wt％-1.0wt％；Mn：0.2wt％-0.8wt％；Cu<0.5％；Fe<0.7wt％；Zn<0.5.0wt％；La<1wt％；Ce<2wt％；Al-Ti-C-Sr中间合金≤1wt％；其余杂质的重量百分比之和控制在0.5wt％以下，余量为Al。

优选的，Ce和La元素以Al-10Ce中间合金和Al-10La中间合金的方式加入。Ce和La元素加入铝合金中，是由于Ce和La属于稀土元素，原子半径大于铝，若进入铝晶格内，会引起极大的晶格畸变，使稀土能量增加，抗拉强度能得到提高。在铝合金中添加Ce和La稀土元素能够在α铝晶界处吸附，能够产生细晶强化作用，提高合金的强韧性，稀土元素中的Ce和La元素以Al-10Ce中间合金和Al-10La中间合金的方式加入，Al-10Ce加入到Al熔体时,高温下Al-10Ce中的Ce与Al反应生成Al4Ce。由于在中间合金中已经预先生成了Al4Ce,当加入到Al中,熔点较高的Al4Ce颗粒在合金液的高温作用下,形成大量细小弥散的Al4Ce质点。Al4Ce为体心正交晶系,Al为面心立方晶系，Ce为面心立方晶系。从熔点看,Ce和Al4Ce都可异质形核,然而从晶体结构看,虽然Al和Ce晶体结构相同,但晶格常数差异较大,而Al4Ce和α-Al都是正交晶系,a值比较接近,晶体结构相似、晶格常数相应,故Al4Ce可直接作为Al结晶时的异质晶核,使AI中产生大量细小均匀的晶粒,使组织得以细化,从而改善其力学性能。在合金中，加入稀土元素La，铝合金第二次相的到很大程度的细化并呈弥散分布，同时可使第二相出现球化现象。加入稀土元素后，取样做金属金相分析，如图2所示α铝晶粒尺寸平均40μm。

优选的，在合金中添加了Al-Ti-C-Sr中间合金，此合金将Al-Ti-C与Al-Sr的优点结合起来，熔体中含有极少量C，碳化物不溶解，而是在铝汤中充当形核剂，具有更好的细化效果和抗衰退行。通过Sr改变形核相TiAl3的形态与分布，细化TiAl3、TiC的尺寸，增加TiC形核基底数，其细化效果远超Al-Ti-C中间合金，以综合提高细化和变质的效果。加入Al-Ti-C-Sr中间合金后，取样做金属金相分析，如图3所示α铝晶粒尺寸平均20μm。

优选的，采用大吨位合模系统的压铸机，模具为双料口结构，对传统压铸机压射系统进行改进发明，采用双头压射系统进行压射填充，两套浇筑系统对一副模具同时进行高压铸造，解决较大投影面积的薄壁电池箱体不能短时间充型完毕的现状，本发明采用两套流道对压铸件进行同时充型，将铸造时间缩小一倍，提高大铸件的成品良率。

La与Ce原子结构相近，因此对合金的性能具有相同的影响。Ce/La元素相对于其他Re元素的优势在于，Ce和La在起到强化作用的同时，由于Ce/La在基体中几乎没有固溶度，因此对Al合金焊接性能的影响较小，有利于电池箱后道工序的焊接。

由于现有技术(中国新技术新产品.2012,(10)：121)中，铝-钛-硼中间合金中的硬质粒子TiB2存在严重的聚集倾向，在后期产品中，很容易造成针孔、裂纹等缺陷，降低了生产率，提高了生产成本。因此本发明采用纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr中间合金。Al-Ti-C-Sr中间合金密度大，易于自沉，在重力和熔盐造气作用下上下沉浮，反应迅速，无氧气和烧损。纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr中间合金，添加微量晶种合金于相应铝合金中，实现对液态及固态条件下析出相形核、长大及分布的高效控制，细化初生硅，同时对铝晶粒进行球化，提高力学性能(屈服强度和塑性)、理化性能(导电、导热、耐蚀等)、成形及加工性能，达到“四两拨千斤”之效。纳米晶种的作用并不限于形核，更体现其与基体间的共格匹配和对析出相的诱导作用，以最大限度地发挥其对铝合金的组织改性和高性能化。因此本发明Al-Ti-C-Sr中间合金中Al-5％Ti-2％C-3％Sr中间合金。加入方式为最后一次精炼结束加入，待铝液达到710℃时，扒开表面熔渣，将Al-Ti-C-Sr中间合金均匀投入熔池内，静置7～15min，采用石墨转子，进行旋转搅拌，加入Al-Ti-C-Sr中间合金的有效时间为5小时，超过5小时应适当补加。

所述的Si、Mg、Mn、Fe、Zn和Cu以单质或者中间合金的方式的形式添加，其中将Ce、La、Al-Ti-C-Sr预加工呈条状或者块状中间合金(是指与Al形成的中间合金，作用是难化的金属通过中间合金在700℃下就能融化，或者为了加入方便也可采用中间合金)，再投入铝液中进行溶解。

优选地，本发明在加入Al-Ti-C-Sr中间合金时，为最后一次精炼结束加入，待铝液达到710℃时，扒开表面熔渣，将Al-Ti-C-Sr中间合金均匀投入熔池内，静置7～15min，采用石墨转子，进行旋转搅拌，搅拌的过程中，通过惰性气体对铝汤表面进行保护，防止吸氢现象发生，加入Al-Ti-C-Sr中间合金的有效时间为5小时，超过5小时应适当补加。

待合金元素配比完成后，进入高压压铸，本发明高压铸造电池箱时，采用本公司自主研发的大型电池箱专用压铸机，合模力大于8000吨，采用双压射系统进行压射充型，如图6所示，一套压铸机具有2套熔炼系统，2套给汤系统，2套压射系统，同时对2套压射系统进行并联，压射时同进同出，配套压射系统的设备也为两套设计，以某汽车厂开发的一款电池箱体为例产品如图4、5所示，压铸模具采用模温机进行控温，模温控制在200～250℃，模温油路采用蛇形油路。此开发产品电池箱铸件投影面积1250000平方毫米，压射铸造比压90MPa，压射速度大于5mm/s，两套压射系统同时填充，内浇口填充速度70mm/s，合模力为大于8000吨，2套股金属液，进入模具后，进入独立的直流道，分别在各自的锤头作用下，进入各自的分流道，流向铸件，在铸件内进行回合凝固，各自独立的增压系统进行增压补缩，完成瞬间充型。本压射系统的发明优于传统一套压射系统，解决了针对电池箱类较大投影面积不能短时间能瞬间充型问题。采用两路浇道同时对电池箱进行填充，与传统压射系统相比，将填充时间缩小一倍，提高生产良率，避免产品充型冷隔缩松等不良等问题。

优选地，采用独特的双头压射系统，解决了投影面积大，一个主流道不能满足大面积薄壁件的瞬间充型，采用两路高压压射系统，对电池箱进行高压铸造。

优选地，本发明双头压射系统采用机械联轴器刚性连接，两套压射系统同速不同力，解决了产品填充过程中，对铸造比压进行分别调节，优化了铸造工艺性。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种新能源汽车电池箱非热处理强化高强韧压铸铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)以纯铝锭A00作为合金中Al元素的原料，以纯镁锭作为合金中Mg元素的原料，以单晶硅作为Si的原料，以晶体块状形式加入，或者以铝硅中间合金的方式加入；Zn元素以条状或块状纯锌加入，Cu元素以Al-Cu50中间合金加入，Fe元素以Al-Fe中间合金的形式加入，Al-Mn10中间合金作为合金中Mn元素的原料加入，以Al-10Ce和Al-10La中间合金作为合金中稀土元素的原料，纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr以中间合金加入，并按照各元素的配比称取各原料；

(2)清洗步骤(1)中原料，打磨上面氧化皮之后将各原料预热，预热温度为200～250℃；

(3)将预热后的纯铝锭放入预热好的坩埚炉中，当炉内温度达到300-400℃时通入氩气气体或者密度重于空气的惰性气体，对熔体进行保护，之后继续升温至720±20℃使得所有合金完全熔化，惰性气体在熔汤过程一直保持始终沉浮与熔汤表面，防止铝汤产生吸氢现象，也可采用熔体表面撒硫磺粉的方式，燃烧硫磺粉，产生二氧化硫，利用二氧化硫密度重于空气的原理，对铝汤汤面进行空气的隔绝，避免铝汤表面被空气氧化，同时避免铝汤于空气中的水蒸气反应，防止铝汤吸氢现象的发生；

(4)将步骤(3)处理得到的金属熔液温度升至720±20℃，采用氩气作为载体通过送粉机将精炼剂吹入合金熔液底部，精炼剂为三合一精炼剂，其成分为氟硅酸钠，氟化钙，氯化钾组成，其功能包含打渣，除气，细化晶粒的作用，送粉机为精炼剂的运送设备；送粉机设定石墨转子以120转/分钟速度进行搅拌精炼，精炼除气完毕后，将温度降至700±20℃并静置15～20min，然后进行扒渣；

(5)将步骤(4)坩埚炉铝汤温度提升至720±20℃，通过材料成分配比，计算合金元素加入量，称重后，加入预热好的单晶硅、铝锰中间合金、铝铜中间合金、铝铁中间合金，静置20min后，进行充分搅拌；

(6)将铝汤温度降至700±20℃加入纯镁，加入过程中，要充分搅拌，加快纯镁的融化，待铝液达到710±10℃时，扒开表面熔渣，将Al-Ti-C-Sr中间合金均匀投入熔池内，静置7～15min，采用石墨转子，进行旋转搅拌，加速合金元素的溶解。

(7)通过上述步骤制备出铝合金后，将制备好的铝合金投入1吨坩埚炉内进行溶解，熔汤温度设定为690±10℃，模具接上模温机，待模具表面温度为180～200℃，开始进行压铸，如图所示(六)，给汤机在压铸机前后两个方向对双头压射系统料筒内，给汤机对双头料筒进行浇料，待给汤完毕后，压射系统接到指令，双头压射杆同时对熔体进行高压填充，填充结束后进行补压补缩，待保压时间结束后，开模顶出，机器人从模具内取出压铸件，压铸完成。(铸件如图4、5所示)

优选地，步骤(3)中所述在熔炼过程中，通入氩气，氩气的沉淀使铝汤与空气隔绝，表面形成一层保护层，有效地保护铝汤不与空气中的水蒸气发生反应，避免铝汤吸氢现象，减小铝汤的含气量，也可采用燃烧硫磺粉产生二氧化硫的方式进行隔绝空气处理。

优选地，步骤(4)中采用氩气作为载体通过螺杆转动，均匀将精炼剂加入到合金溶液底部，底部气体和精炼粉在石墨转子的作用下，将氩气打散为细小气泡，充分与熔体接触，除渣除气细化晶粒，同时惰性气体保护铝汤不与空气接触。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明制备的铝合金电池箱体具有高韧性，非热处理状态，延伸率10％以上，屈服强度达到130-150MPa，通过对纳米细化剂对稀土元素Ce和La加入的辅助加强，同时结合本发明最优元素之间的匹配组合，采用独特的双头压射系统铸造，实现了非热处理高强高韧材料的性能。

2.本发明通过采用纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr，采用全新的冶金工艺制备方法，开发出颗粒尺寸低于600nm的晶粒细化剂产品，细化粒子颗粒尺寸为传统细化剂中Ti颗粒尺寸的30％，纳米级颗粒尺寸分布率大于60％，颗粒之间团聚现象低于5％，可以为铝提供丰富的异质形核点，辅以稀土元素对体系形核驱动力的提升，实现铝合金晶粒的高效率细化。添加微量晶种合金于相应铝合金中，纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr为碳化钛与碳化锶的化合物，可使粗大片状共晶硅变质成点状或者纤维状，同时导致α铝成卵圆形，实现对液态及固态条件下析出相形核、长大及分布的高效控制，细化初生硅，对铝晶粒进行球化，提高力学性能(屈服强度和塑性)、理化性能(导电、导热、耐蚀等)、成形及加工性能。

3.熔炼过程中，熔体表面通入惰性气体，或者通过撒硫磺粉的方式产生二氧化硫，使熔体表面隔绝空气，避免吸氢现象的发生。

4.熔炼过程中，加入稀土元素Ce和La元素，在铝基体内引起强烈的晶格畸变，球化晶粒，稀土元素的加入减少有害的杂质元素(如Fe、Cr等)固溶进入铝基体的几率，从而提高铝合金的高韧性。

5.传统压铸机都为一个压射系统，本发明针对电池箱投影面积大，壁薄等特点，发明制备电池箱采用大吨位合模系统双压射进料系统结构，对压射系统进行全面改进，采用双头压射系统，两套浇筑系统对一副模具同时进行高压铸造，解决较大投影面积的薄壁电池箱体，两套流道同时充型，将铸造时间缩小一倍，减少冷隔缩松等铸造缺陷，提高大铸件的成品良率，这是传统压铸机几乎不能完成的铸造方式。

附图说明

图1为铝合金力学测试曲线。

图2为加稀土Ce和La元素金相。

图3为加稀土Ce和La元素和Al-Ti-C-Sr金相。

图4为电池箱正面示意图。

图5为图电池箱背面示意图。

图6为双压射头压铸机示意图，其中1为1吨坩埚炉，2为给汤机，3为料筒。

图7为对高强韧压铸铝合金加稀土和未加稀土的焊接端口形貌。

具体实施方式

实施例1

采用两个1吨坩埚炉进行同时化料，此合金为电池箱用非热处理强化高韧专用压铸铝合金。

(1)将纯铝锭A00作为合金中Al元素的原料，进行熔炼，以纯镁锭作为合金中Mg元素的原料，以单晶硅553#作为何Si的主要元素，Zn元素以铝锭状或块状纯锌加入，Cu元素以中间合金加入，以Al-Mn中间合金作为合金中Mn元素的原料，以稀土中间合金作为合金中Ce和La元素的原料，纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr中间合金加入，并按照各元素的配比称取各原料；

(2)清洗原料，打磨上面氧化皮之后将各原料预热，预热温度为200～250℃；

(3)将预热后的纯铝锭分别放入压铸机前后两个1吨坩埚炉中，当炉内温度达到400℃时通入氩气气体或者密度重于空气的惰性气体，对熔体进行保护，之后继续升温至720℃使得所有合金完全熔化，惰性气体在熔汤过程一直保持始终沉浮与熔汤表面，防止铝汤产生吸氢现象，也可采用熔体表面撒硫磺粉的方式，燃烧硫磺粉，产生二氧化硫，使用二氧化硫进行铝汤图空气的隔绝；

(4)将金属熔液温度升至720℃，采用氩气作为载体通过送粉机将精炼剂吹入合金熔液底部，连接送粉机的石墨转子以120转/分钟速度进行搅拌精炼，精炼除气完毕后，将温度降至700℃并静置15～20min，然后进行扒渣；

(5)将1吨坩埚炉内铝汤温度提升至720℃，通过材料成分配比，计算合金元素加入量，称重后，加入预热好的单晶硅、铝锰中间合金、铝铜中间合金、铝铁中间合金，静置20min后，进行充分搅拌；

(6)将铝汤温度降至700℃加入纯镁，加入过程中，要充分搅拌，加快纯镁的融化，待铝液达到710℃时，扒开表面熔渣，将Al-Ti-C-Sr中间合金均匀投入熔池内，静置7～15min，采用石墨转子，进行旋转搅拌，加速合金元素的溶解。

(7)合金元素配比好后，模具安装在卧式冷室压铸机上，压铸模具为双进料口模具，模具配双温控模温机，待模具温度为180～200℃，开始进行压铸，如图所示(6)，给汤机分布于压铸机前后两测，给汤机舀料后，同时向两个压射系统进行注汤，待注汤完毕后，压射系统接到指令，双向压射杆同时对熔体进行高压填充，此时高速为5mm/s，保压时间3秒，冷却时间4s，铸造比压90MPa，填充结束后进行补压补缩，待保压时间结束后，锤头跟出，顶出着铸件，模板开模，开模后，压铸机自带的顶出系统，通过顶针对铸件进行顶出，机器人从模具内取出压铸件，压铸完成，产品如图5所示。

性能测试：对上述实施例制备的新能源电池箱压铸件取样力学性能，测试方法依据GB/T 228-2002金属温室拉伸试验方法进行测试，取样方式采用随机抽取10模电池箱压铸件，在铸件指定部位，切割拉伸试片，拉伸试片形状及尺寸按照GB/T 228-2002标准规定切割，试片厚度3mm，宽度10mm，引伸计标距为50mm，拉伸机拉伸速度2mm/min，如为抗拉表1所示

表1新能源电池箱材料压铸件取样力学性能如为抗拉表

编号1一种新能源汽车非热处理强化高强韧压铸铝合金，包含以下质量百分含量的成分：7.3wt.％Si，0.1wt％Fe，0.82wt.％Mg，0.6％Mn，0.35wt.％Cu，0.21wt.％Zn，0.91wt％La，1.97wt％Ce，0.05wt％Ti，0.025wt％Sr；其余为Al元素和不可避免杂质元素)。

编号2一种新能源汽车非热处理强化高强韧压铸铝合金，包含以下质量百分含量的成分：7.8wt.％Si，0.2wt％Fe，0.8wt.％Mg，0.8％Mn，0.31wt.％Cu，0.19wt.％Zn，0.98wt％La，1.95wt％Ce，0.08wt％Ti，0.025wt％Sr；其余为Al元素和不可避免杂质元素)。

编号3一种新能源汽车非热处理强化高强韧压铸铝合金，包含以下质量百分含量的成分：7.4wt.％Si，0.4wt％Fe，0.81wt.％Mg，0.6％Mn，0.29wt.％Cu，0.2wt.％Zn，0.9wt％La，1.95wt％Ce，0.05wt％Ti，0.025wt％Sr；其余为Al元素和不可避免杂质元素)。

编号4一种新能源汽车非热处理强化高强韧压铸铝合金，包含以下质量百分含量的成分：7.5wt.％Si，0.5wt％Fe，0.81wt.％Mg，0.6％Mn，0.35wt.％Cu，0.2wt.％Zn，0.96wt％La，1.88wt％Ce，0.04wt％Ti，0.025wt％Sr；其余为Al元素和不可避免杂质元素)。

编号5一种新能源汽车非热处理强化高强韧压铸铝合金，包含以下质量百分含量的成分：7.5wt.％Si，0.6wt％Fe，0.79wt.％Mg，0.8％Mn，0.33wt.％Cu，0.2wt.％Zn，0.9wt％La，1.91wt％Ce，0.05wt％Ti，0.025wt％Sr；其余为Al元素和不可避免杂质元素)。

本发明稀土元素的加入，通过金相显微镜，在500倍放大状态下，对晶粒状态进行观察对比，发现稀土的加入有效地影响了共晶硅的生长，是硅相的形态发生改变，随着稀土元素La和Ce的含量增加，在铝合金电池箱压铸凝固过程中，La元素迅速在凝固前沿富集，抑制了硅相在原生长方向迅速生长，使硅原子在这个方向上生长困难，促进硅相分支，阻碍硅相针状态方式生长，从而使共晶硅细化，合适的添加比例为La<1wt％；Ce<2wt％；图1为电池箱取样编号1力学性能测试曲线。

由表1可以看出，本发明的实施例所制备的新能源电池箱非热处理压铸铝合金材料屈服强度大于130MPa，抗拉强度大于280MPa，延伸率大于10％。由此可见，本发明的新能源汽车电池箱非热处理压铸铝合金及其制备的电池箱在保持非热处理强化的前提下，具有高韧性高延伸率的性能，能够满足新能源电池箱对对高韧性非热处理易压铸性能的要求。

La与Ce原子结构相近，因此对合金的性能具有相同的影响。Ce/La元素相对于其他Re元素的优势在于，Ce和La在起到强化作用的同时，由于Ce/La在基体中几乎没有固溶度，因此对Al合金焊接性能的影响较小，有利于电池箱后道工序的焊接。

实施例2

采实例1表述的制备方式对坩埚炉同时加料化料，得到两种不同合金成分的压铸铝合金液体，两种金属液区别在于加稀土铝合金和未加稀土铝合金，采用双头压射压铸机进行高压铸造，从压铸件中本体取样，对两种不同材料焊接性能进行对比，采用型号1000W激光焊接机焊接，焊接使用功率750W，焊斑直径1mm，焊接速度20mm/s，离焦量1.5mm，氩气流量1.0L/min。对高强韧压铸铝合金加稀土Ce和La和未加稀土进行对比表2所示

表2

对比表1表明，通过稀土元素的添加，焊接端口气泡含量有明显改善，力学性能得到了提高。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新能源汽车电池箱非热处理强化高强韧压铸铝合金材料，所述合金材料包括：Si、Mg、Mn、Cu、Fe、Zn、稀土元素、Al-Ti-C-Sr中间合金、杂质和Al；所述稀土元素为La和Ce。

2.根据权利要求1所述的铝合金材料，按照重量百分比计算：Si：7wt％-9wt％；Mg：0.6wt％-1.0wt％；Mn：0.2wt％-0.8wt％；Cu<0.5％；Fe<0.7wt％；Zn<0.5.0wt％；La<1wt％；Ce<2wt％；Al-Ti-C-Sr中间合金＜1wt％；其余杂质的重量百分比之和控制在0.5wt％以下，余量为Al。

3.一种权利要求1所述的铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)以纯铝锭A00作为合金中Al元素的原料，以纯镁锭作为合金中Mg元素的原料，以单晶硅作为Si的原料，以晶体块状形式加入，或者以铝硅中间合金的方式加入；Zn元素以条状或块状纯锌加入，Cu元素以Al-Cu50中间合金加入，Fe元素以Al-Fe中间合金的形式加入，Al-Mn10中间合金作为合金中Mn元素的原料加入，以Al-10Ce和Al-10La中间合金作为合金中稀土元素的原料，纳米级细化剂Al-Ti-C-Sr以中间合金加入，并按照各元素的配比称取各原料；

(2)清洗步骤(1)中原料，打磨上面氧化皮之后将各原料预热，预热温度为200～250℃；

(3)将预热后的纯铝锭放入预热好的坩埚炉中，当炉内温度达到300℃～400℃时通入者密度重于空气的惰性气体，对熔体进行保护，之后继续升温至720±20℃使得所有合金完全熔化，惰性气体在熔汤过程一直保持始终沉浮与熔汤表面，防止铝汤产生吸氢现象；或采用熔体表面撒硫磺粉的方式，燃烧硫磺粉，产生二氧化硫，利用二氧化硫密度重于空气的原理，对铝汤汤面进行空气的隔绝，避免铝汤表面被空气氧化，同时避免铝汤于空气中的水蒸气反应，防止铝汤吸氢现象的发生；

(4)将步骤(3)处理得到的金属熔液温度升至700～720℃，将精炼剂加入合金熔液底部，送粉机为精炼剂的运送设备；送粉机设定石墨转子以120转/分钟速度进行搅拌精炼，精炼除气完毕后，将温度降至680～700℃并静置15～20min，然后进行扒渣；所述精炼剂为三合一精炼剂，其成分为氟硅酸钠，氟化钙，氯化钾组成，其功能包含打渣，除气，细化晶粒的作用；

(5)将步骤(4)坩埚炉铝汤温度提升至700～720℃，通过材料成分配比，计算合金元素加入量，称重后，加入预热好的单晶硅、铝锰中间合金、铝铜中间合金、铝铁中间合金，静置20min后，进行充分搅拌；

(6)将铝汤温度降至700℃加入纯镁，加入过程中，要充分搅拌，加快纯镁的融化，待铝液达到710～720℃时，扒开表面熔渣，将Al-Ti-C-Sr中间合金均匀投入熔池内，静置7～15min，采用石墨转子，进行旋转搅拌，加速合金元素的溶解；

(7)通过上述步骤制备出铝合金后，将制备好的铝合金投入坩埚炉内进行溶解，熔汤温度设定为680～690℃，模具接上模温机，待模具表面温度为180～200℃，开始进行压铸，给汤机在压铸机前后两个方向对双头压射系统料筒内，给汤机对双头料筒进行浇料，待给汤完毕后，压射系统接到指令，双头压射杆同时对熔体进行高压填充，填充结束后进行补压补缩，待保压时间结束后，开模顶出，从模具内取出压铸件，压铸完成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述在熔炼过程中，通入氩气，氩气的沉淀使铝汤与空气隔绝，表面形成一层保护层，有效地保护铝汤不与空气中的水蒸气发生反应，避免铝汤吸氢现象，减小铝汤的含气量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(4)中采用氩气作为载体通过螺杆转动，均匀将精炼剂加入到合金溶液底部，底部气体和精炼粉在石墨转子的作用下，将氩气打散为细小气泡，充分与熔体接触，除渣除气细化晶粒，同时惰性气体保护铝汤不与空气接触。

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