用于新能源汽车电机壳的镁合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了用于新能源汽车电机壳体的镁合金及其制备方法和应用，所述镁合金的原料包括：质量分数为92～95％的AZ31镁合金；以及质量分数为5～8％的铝钐中间合金。该镁合金具有优异的综合力学性能和成型性能，用于新能源汽车电机壳体可以在保证具有良好的力学性能的前提下，有效达到轻量化的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体地，涉及用于新能源汽车电机壳的镁合金及其制备方法和应用。
技术介绍
随着汽车工业的高速发展以及节能减排的要求，人们对车辆轻量化关注度不断提高，期望能够采用更为轻质具有优异性能的材料来达到减重的效果。目前大量的汽车电机壳体用轻质材料多为铝合金，而用镁合金材料的甚少。镁合金是目前最轻的金属结构材料，比强度、比刚度高，阻尼性能好，减震系数高，而且易于回收，被誉为21世纪绿色工程材料。Mg-Al系镁合金是目前应用最为广泛的镁合金体系，我国对该系列镁合金的应用研究取得了很大进展，如当前广泛应用的AZ91、AZ31和AZ63等，但是由于其晶体结构为密排六方，变形能力差限制了其发展，大量研究表明采用一些元素掺杂对镁合金可以起到细化晶粒、净化熔体的作用，而且可以大幅度提高镁合金的综合力学性能。目前镁合金中添加的元素多为镧、铈、钇、钆及钕等，但其成本较高。因此，目前关于镁合金的相关研究仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种低成本、综合力学性能好、或可规模化生产的高品质镁合金。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种用于新能源汽车电机壳体的镁合金。根据本专利技术的实施例，该镁合金的原料包括：92～95wt％的AZ31镁合金；以及5～8wt％的铝钐中间合金。专利技术人发现，通过在镁合金中掺杂钐元素，可以有效改善镁合金的综合力学性能，具有优异的成型能力，进而可实现新能源汽车电机壳体轻量化的目的，大幅提高电机壳体的力学性能指标。另外，铝钐中间合金含量稳定，能有效避免稀土烧损，减少氧化夹杂以及成分偏析等。根据本专利技术的实施例，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：2.5～3.5wt％的铝，0.6～1.4wt％的锌，0.2～1.0wt％的锰，以及余量的镁。根据本专利技术的实施例，所述铝钐中间合金中钐元素的质量百分比为20～25％。根据本专利技术的实施例，所述镁合金的原料包括：92wt％的AZ31镁合金，以及8wt％的铝钐中间合金。一些实施例中，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：2.5wt％的铝，0.6wt％的锌，0.2wt％的锰，以及余量的镁。一些实施例中，铝钐中间合金中钐元素的质量百分比为25％。根据本专利技术的实施例，所述镁合金的原料包括：93wt％的AZ31镁合金，以及7wt％的铝钐中间合金。一些实施例中，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：3wt％的铝，1wt％的锌，0.6wt％的锰，以及余量的镁。一些实施例中，所述铝钐中间合金中钐元素的重量百分比为23％。根据本专利技术的实施例，所述镁合金的原料包括：95wt％的AZ31镁合金，以及5wt％的铝钐中间合金。一些实施例中，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：3.5wt％的铝，1.4wt％的锌，1.0wt％的锰，以及余量的镁。一些实施例中，所述铝钐中间合金中钐元素的重量百分比为20％。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前面所述镁合金的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将纯镁放入熔炼炉中并升温至650～700℃，再依次放入经烘烤中间合金Al、Al-Mn及Zn，得到第一合金液；(2)在所述第一合金液面撒覆盖剂并升温至700～750℃，加入铝钐中间合金，搅拌并扒渣，得到第二合金液；(3)用C2Cl6精炼剂对所述第二合金液进行精炼，得到精炼产物；(4)采用氩气保护将所述精炼产物进行浇铸，并采用循环水冷却模具的方式冷却至700～720℃，然后静置冷却。通过该方法，能够制备出杂质含量低，质量优良，铸态晶粒细小，力学性能较好的镁合金，且工艺简单、安全可靠，操作方便。根据本专利技术的实施例，所述铝钐中间合金采用高能超声方法制备，所述高能超声方法包括以下步骤：a)把纯铝锭放入坩埚内加热至熔化，并将钐加入所得到的纯铝熔体中，然后在740℃下保温40min；b)将超声变幅杆伸入步骤a)得到的熔体中进行间歇式超声处理，其中，超声强度为1.01kw/cm2～1.1kw/cm2，超声时间为35min，所述间歇式超声处理每次施加时间为28s，间歇时间为28s；c)在725℃～730℃温度范围内将步骤b)得到的产物进行精炼除杂，然后浇铸取样。在本专利技术的再一方面，本专利技术提供了一种用于新能源汽车的电机壳体。根据本专利技术的实施例，该电机壳体的至少一部分是由前面所述的镁合金形成的。该电机壳体具有前面所述的镁合金的全部特征和优点，在此不再一一赘述。本专利技术至少具有以下有益效果：1、根据本专利技术实施例的新能源汽车电机壳体用镁合金，可实现新能源汽车电机壳体轻量化的目的，同时具有优异的成型能力，能够大幅度提高电机壳体的力学性能指标。2、根据本专利技术实施例的制备镁合金的方法，能生产出杂质含量低，质量优良，铸态晶粒细小，力学性能较好的镁合金，而且工艺简单、安全可靠，操作方便。3、本专利技术采用的铝钐中间合金含量稳定，能有效避免稀土烧损，减少氧化夹杂以及成分偏析等。附图说明图1显示了根据本专利技术实施例的制备镁合金的方法流程示意图。图2显示了根据本专利技术实施例的制备铝钐中间合金的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方案，下面通过参考附图描述的实施方案是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种用于新能源汽车电机壳体的镁合金。根据本专利技术的实施例，该镁合金的原料包括：92～95wt％的AZ31镁合金；以及5～8wt％的铝钐中间合金。专利技术人发现，通过在镁合金中掺杂钐元素，可以有效改善镁合金的综合力学性能，具有优异的成型能力，进而可实现新能源汽车电机壳体轻量化的目的，大幅提高电机壳体的力学性能指标。另外，铝钐中间合金含量稳定，能有效避免稀土烧损，减少氧化夹杂以及成分偏析等现象。且钐元素价格相对较低且原料来源丰富。根据本专利技术的实施例，基于AZ31镁合金的总质量，AZ31镁合金含有：2.5～3.5wt％的铝，0.6～1.4wt％的锌，0.2～1.0wt％的锰，以及余量的镁。由此，有利于提高镁合金的综合性能。根据本专利技术的实施例，所述铝钐中间合金中钐元素的质量百分比为20～25％。该含量范围的钐元素能够大大提高镁合金的综合力学性能，抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度等均得到明显改善。根据本专利技术的实施例，上述镁合金的原料可以包括：92wt％的AZ31镁合金，以及8wt％的铝钐中间合金。由此，本专利技术的镁合金的力学性能优异，具有良好的成型性能，用于新能源汽车电机壳体时既可以实现轻量化的目的，又可以保证其良好的力学性能。一些实施例中，基于AZ31镁合金的总质量，上述采用的AZ31镁合金可以含有：2.5wt％的铝，0.6wt％的锌，0.2wt％的锰，以及余量的镁。一些实施例中，上述采用的铝钐中间合金中钐元
素的质量百分比为25％，即添加后钐的重量百分比为镁合金总量的2％。由此，有利于进一步提高本专利技术的镁合金的综合力学性能。根据本专利技术的实施例，本专利技术的镁合金的原料可以包括：93wt％的AZ31镁合金，以及7wt％的铝钐中间合金。具有上述成分及配比的镁合金表现出良好的力学性能和成型性能。一些实施例中，基于AZ31镁合金的总质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于新能源汽车电机壳体的镁合金，其特征在于，所述镁合金的原料包括：质量分数为92～95％的AZ31镁合金；以及质量分数为5～8％的铝钐中间合金。

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源汽车电机壳体的镁合金，其特征在于，所述镁合金的原料包括：质量分数为92～95％的AZ31镁合金；以及质量分数为5～8％的铝钐中间合金。2.根据权利要求1所述的镁合金，其特征在于，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：质量分数为2.5～3.5％的铝，质量分数为0.6～1.4％的锌，质量分数为0.2～1.0％的锰，以及余量的镁。3.根据权利要求1所述的镁合金，其特征在于，所述铝钐中间合金中钐元素的质量百分比为20～25％。4.根据权利要求1-3任一项所述的镁合金，其特征在于，所述镁合金的原料包括：质量分数为92％的AZ31镁合金，以及质量分数为8％的铝钐中间合金。5.根据权利要求4所述的镁合金，其特征在于，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：质量分数为2.5％的铝，质量分数为0.6％的锌，质量分数为0.2％的锰，以及余量的镁。6.根据权利要求4所述的镁合金，其特征在于，所述铝钐中间合金中钐元素的质量百分比为25％。7.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的镁合金，其特征在于，所述镁合金的原料包括：质量分数为93％的AZ31镁合金，以及质量分数为7％的铝钐中间合金。8.根据权利要求7所述的镁合金，其特征在于，基于所述AZ31镁合金的总质量，所述AZ31镁合金含有：质量分数为3％的铝，质量分数为1.0％的锌，质量分数为0.6％的锰，以及余量的镁。9.根据权利要求7所述的镁合金，其特征在于，所述铝钐中间合金中钐元素的重量百分比为23％。10.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的镁合金，其特征在于，所述镁合金的原料包括：质量分数为95％的AZ3...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建，梁晨，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11