本發(fā)明屬于電池殼體鋁合金，具體是一種用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法。

背景技術(shù)：

1、新能源電池殼體通常采用鋁合金材料，主要包括3000系（al-mn系）、5000系（al-mg系）和6000系（al-mg-si系）。在這些系列中，3000系鋁合金因其高塑性、良好的焊接性能和較低的密度而受到青睞。特別是3003鋁合金，它以成本效益高、質(zhì)量輕、耐腐蝕性強以及焊接性能優(yōu)越而著稱。然而，3003鋁合金的機械性能相對較弱，且無法通過傳統(tǒng)的熱處理方法來增強其強度。此外，其加工性能也存在一定的局限性，這些因素限制了它在一些對材料性能要求較高的新能源電池殼體應(yīng)用場景中的使用。因此，為了滿足新能源汽車電池殼體對材料性能的更高要求，需要開發(fā)具有更優(yōu)機械性能和加工性能的鋁合金材料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服上述技術(shù)問題并提供一種用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，由本發(fā)明方法制備的新能源汽車電池殼體鋁合金機械性能和焊接性能好。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。

3、一種用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，包括以下步驟：

4、s1.將3003鋁合金熔鑄后，再加入四硼化釔加熱后得到液態(tài)金屬；

5、s2.在液態(tài)金屬中加入鋁鈦硼晶種合金后進行保溫、扒渣，得到鋁合金液；

6、s3.將鋁合金液進行壓鑄、退火、表面處理和深冷處理即可；

7、所述用于新能源汽車電池殼體鋁合金包括以下質(zhì)量份原料：100份3003鋁合金、0.2~1.8份四硼化釔、0.1~0.7份鋁鈦硼晶種合金；較佳的為100份3003鋁合金、0.3~0.9份四硼化釔、0.1~0.3份鋁鈦硼晶種合金；

8、所述鋁鈦硼晶種合金包括以下質(zhì)量百分數(shù)的元素：ti：4.5~5.5%、b：0.8~1.2%、si≤0.2%、fe≤0.2%；

9、所述退火的溫度為400~450℃，并在所述退火溫度下保溫1~2h，最后自然冷卻至室溫；本發(fā)明的室溫溫度為20~25℃；

10、所述深冷處理的方式為在-40~-60℃下保溫40~60min；隨后冷卻至-100~-160℃，保溫3~6h。

11、其中，四硼化釔具有熔點高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、電磁性能優(yōu)異等特點，四硼化釔的添加可以顯著提高鋁合金的強度和韌性，有助于提高其整體質(zhì)量和使用壽命；鋁鈦硼晶種合金作為形核中心，能夠有效細化鋁合金晶粒，因此，添加鋁鈦硼晶種合金可以顯著提升鋁合金的加工性能和力學(xué)性能。

12、本發(fā)明中，所述3003鋁合金包括以下質(zhì)量百分數(shù)的元素：fe：0.7%、si：0.6%、cu：0.05~0.20%、mn:0.1~1.5%、zn：0.1%；較佳地，所述3003鋁合金由以下質(zhì)量百分數(shù)的元素組成：fe：0.7%、si：0.6%、cu：0.12%、mn:0.12%、zn：0.1%，余量為al和不可避免雜質(zhì)。

13、本發(fā)明中，所述四硼化釔（cas號：12008-32-1）為四方晶系結(jié)構(gòu)。

14、本發(fā)明中，所述鋁鈦硼晶種合金由以下質(zhì)量百分數(shù)的元素組成：ti：4.5~5.5%、b：0.8~1.2%、si≤0.2%、fe≤0.2%、余量為al和不可避免雜質(zhì)。

15、本發(fā)明中，所述用于新能源汽車電池殼體鋁合金的抗拉強度為246~263mpa。

16、本發(fā)明中，所述用于新能源汽車電池殼體鋁合金的異常焊池發(fā)生率≤2%，例如0%、1%、2%。

17、s1中，所述熔鑄的溫度為620~670℃，較佳的為630~660℃。

18、s1中，所述熔鑄的時間為2~4h，較佳的為2~3h。

19、s1中，所述加熱的溫度為680~750℃，較佳的為710~730℃。

20、s1中，所述加熱的時間為20~60min，較佳的為30~50min。

21、步驟s1和步驟s2均在氮氣氛圍中，氮氣壓力獨立地為1.5~2.5kg/mm2。

22、s2中，所述保溫的溫度為600~650℃，較佳的為610~630℃。

23、s2中，所述保溫的時間為0.5~1.5h。

24、s3中，所述壓鑄的溫度為670~720℃。

25、s3中，所述壓鑄的充型速度在30~55m/s，較佳的為46~55m/s。

26、s3中，所述壓鑄的壓射比壓為30~90?mpa，例如50?mpa。

27、s3中，所述退火的溫度為430~450℃，并在所述退火溫度下保溫1.5~2h，最后自然冷卻至室溫。

28、s3中，所述深冷處理的方式為在-50~-60℃下保溫40~60min；隨后冷卻至-100~-120℃，保溫3~4h。

29、其中，退火可確保材料的組織均勻、穩(wěn)定，并消除內(nèi)應(yīng)力，從而提高材料的塑性和韌性；深冷處理可以通過快速冷卻來增強材料的硬度和強度，但同時也會增加材料的脆性，因此要控制深冷處理參數(shù)。因此，適當?shù)耐嘶饻囟群蜕罾涮幚淼慕Y(jié)合使用，可以在提高材料強度的同時，保持良好的塑性和韌性。

30、如前述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金或如前任一項所述鑄造制備方法制得的用于新能源汽車電池殼體鋁合金在新能源汽車電池殼體、高壓配電盒體、車載充電機殼體和控制箱體中的應(yīng)用。

31、在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

33、1.本發(fā)明通過配比3003鋁合金、四硼化釔和鋁鈦硼晶種合金的成分比例得到用于新能源汽車電池殼體鋁合金。本發(fā)明的用于新能源汽車電池殼體鋁合金中，四硼化釔因其高熔點、高硬度、出色的化學(xué)穩(wěn)定性，被添加到鋁合金中以顯著增強其強度和韌性。

34、2.本發(fā)明的鑄造制備方法中，結(jié)合本發(fā)明特定鋁合金液成分對退火溫度和時間進行嚴格控制，保證合金材料組織更加均勻、穩(wěn)定，并消除內(nèi)應(yīng)力；同時精確調(diào)整控深冷處理的工藝，深冷處理是為了消除殘余應(yīng)力。本發(fā)明鋁合金在經(jīng)過退火處理后再進行深冷處理，可以進一步提高其綜合性能，使得用于新能源汽車電池殼體鋁合金的機械性能和焊接性能優(yōu)良。

35、3.本發(fā)明的用于新能源汽車電池殼體鋁合金韌性和加工性能好，其抗拉強度可達246~263mpa，異常焊池發(fā)生率≤2%。

技術(shù)特征：

1.一種用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，滿足以下條件①~②中的至少一種：

3.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，滿足以下條件①~②中的至少一種：

4.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，滿足以下條件①~②中的至少一種：

5.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，滿足以下條件①~②中的至少一種：

6.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，步驟s1和步驟s2均在氮氣氛圍中，氮氣壓力獨立為1.5~2.5kg/mm2。

7.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，滿足以下條件①~②中的至少一種：

8.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，滿足以下條件①~③中的至少一種：

9.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，所述退火的溫度為430~450℃，并在所述退火溫度下保溫1.5~2h，最后自然冷卻至室溫。

10.如權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，其特征在于，所述深冷處理的方式為在-50~-60℃下保溫40~60min；隨后冷卻至-100~120℃，保溫3~4h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種用于新能源汽車電池殼體鋁合金的鑄造制備方法，涉及電池殼體鋁合金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的鑄造制備方法包括以下步驟：S1.將3003鋁合金熔鑄后，再加入四硼化釔加熱后得到液態(tài)金屬；S2.在液態(tài)金屬中加入鋁鈦硼晶種合金后進行保溫、扒渣，得到鋁合金液；S3.將鋁合金液進行壓鑄、退火、表面處理和深冷處理即可。由本發(fā)明方法得到的鋁合金機械性能和焊接性能優(yōu)良。

技術(shù)研發(fā)人員：莫洪波,陶紅順,陳芳,劉利輝,徐海章,孫先鋒,李文濤,宋禮全,黃周,周開瑞
受保護的技術(shù)使用者：株洲宜安精密制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9