一种电池托盘用6110铝合金型材及制备方法技术

本发明专利技术属于铝合金加工技术领域，公开了一种电池托盘用6110铝合金型材及制备方法，其铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90～1.00％，Cu：0.15～0.17％，Mn：0.15～0.20％，Mg：0.80～0.85％，Cr：0.10～0.11％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。本发明专利技术通过微调6110铝合金成分，并改进挤压工艺来改善高成分硬质6110挤压铝合金流动性，保证型材成型性同时具有超高综合性能及良好的表面质量，其屈服强度可达340MPA，腐蚀深度小于200μm。

【技术实现步骤摘要】
一种电池托盘用6110铝合金型材及制备方法
本专利技术属于铝合金加工领域，具体涉及一种电池托盘用6110铝合金型材及制备方法。
技术介绍
目前，新能源汽车的发展越来越受重视。新能源汽车采用电能为输出动力，需要配备大量电池组作为动力源，而新能源汽车电池托盘零部件起到支撑及保护电池组的功能，是主要的受力结构件及安全保护类产品。随着高端新能源汽车的问世，对电池托盘支撑类铝合金产品提出了更高的性能标准要求。而现阶段的挤压生产的此类产品大部分采用的是6082、6061或6005A合金，已无法满足如今高强度电池托盘支撑类挤压铝合金产品的性能要求。为了顺应市场需求，需采用高成分硬质6110铝合金挤压生产电池托盘支撑类产品以满足超高强度的性能标准要求。但现在的市面上暂未见有6110挤压铝合金用以电池托盘支撑类产品，是由于该6110铝合金材料本身存在的合金化程度高、淬火敏感性高、断面壁厚薄并且其有较高的力学性能及表面质量要求，因此在前期开发中遇到模具使用寿命短，力学性能低，表面质量差、尺寸精度低的诸多缺陷，给批量生产带来了极大的困难。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电池托盘用6110铝合金型材及制备方法，旨在解决6110挤压铝合金流动性、成型性、综合力学性及表面质量差等问题。为达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供一种电池托盘用6110铝合金型材，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90～1.00％，Cu：0.15～0.17％，Mn：0.15～0.20％，Mg：0.80～0.85％，Cr：0.10～0.11％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。优选的，铝材中Si和Mg形成Mg2Si成分的含量在1.1～1.5％，且过剩的Si的含量在0.4～0.5％。优选的，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90％，Cu：0.15％，Mn：0.15％，Mg：0.80％，Cr：0.10％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。优选的，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.95％，Cu：0.16％，Mn：0.18％，Mg：0.82％，Cr：0.10％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。优选的，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：1.00％，Cu：0.17％，Mn：0.20％，Mg：0.85％，Cr：0.11％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。本专利技术还提供一种电池托盘用6110铝合金型材的制备方法，包括：1)按上述的6110铝合金型材的化学成分进行配料，并经熔铸、均质后铸造成铝棒；2)将铸造出炉的铝棒直接转移至挤压筒内进行挤压成型，得到电池托盘用6110铝合金型材。进一步，在步骤1)的熔铸中氢元素含量不超过0.15ml/100g。进一步，在步骤1)的均质中采用中温长时水冷，且控制温度在515～525℃、时长为11～13h。进一步，在步骤2)的挤压成型中所用模具采用充氮结构，并加深模具前室，且控制模具温度为450～470℃。进一步，在步骤2)中控制：铝棒铸造出炉至进入挤压筒的转移时间≤1min，挤压突破压力在20～25MPa，挤压杆速为1.5～2.0mm/s，铝棒头端挤压温度为515～535℃，尾端挤压温度为495～515℃，铝合金型材出口温度在520～530℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过合理的成分配比及优化熔铸过程、均质制度和模具结构，并严格控制挤压工艺参数，使得在保证6110铝合金型材表面质量及尺寸精度的前提下大幅度提高了此类产品的力学性能，且6110铝合金型材的屈服强度可到达340Mpa以上，腐蚀深度小于200μm，满足了新能源汽车电池托盘支撑类产品超高性能的要求，并能够延长其使用寿命，提升了新能源汽车整体的安全质量品质，且可回收性能够再循环利用。还在一定程度上为高性能6110挤压铝合金工艺
的开发提供了参考依据。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为本专利技术的电池托盘用6110铝合金型材的断面结构示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。本实施例提及的电池托盘用6110铝合金型材，其铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90～1.00％，Cu：0.15～0.17％，Mn：0.15～0.20％，Mg：0.80～0.85％，Cr：0.10～0.11％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。本铝材中涉及的Si元素和Mg元素的合理配比十分重要，可改善6110挤压铝合金流动性，特别是成分中需控制Mg2Si含量在1.1～1.5％范围内，过剩Si含量应控制在0.4～0.5％之间，并需严格控制Mn含量在0.15～0.2％，此成分设计在保证力学性能及晶间腐蚀的基础上，最大限度的提高了型材的表面质量及可挤压性，同时兼顾型材高尺寸精度要求。此外Si元素的添加能解决铝铜合金和铝镁合金不能固溶强化的现象，其用量相当于Mg元素和Cu元素之和，为后续的屈服强度提供保障。Mg元素和Al能有较高的互溶，对铝合金的物理性能有较大提高，采用本含量的镁元素能够使最终铸造铝合金在挤压及热处理后具有流动性较好，且型材成型性好同时具有超高综合性能及良好的表面质量等性能，且不会增加合金脆性。Cu元素与Al一样具有面心立方结构，Cu的熔点较高，在铸造铝合金中添加Cu元素，不会形成任何三元化合物。Cu和Al的晶格常数相差很大，但Cu能溶于Al，因此加入铜元素后，使Al的点阵发生很大的畸变，产生很显著的强化作用，随着Cu含量的提高，强度急剧升高而延伸率剧烈下降。为保证综合性能，需要较优良的屈服强度及表面质量，因此将Cu元素的添加量控制在本含量范围内。Fe元素和Zn元素作为过渡族元素，可强化基体和晶界，使得铝硅镁系铸造铝合金具有优良的高温综合力学性能。单独添加Zn元素对铝合金强度的提高十分有限，同时还存在应力腐蚀开裂倾向，但是Zn元素和Mg元素能形成强化相，可提高合金的屈服强度。Mn元素熔点高于Cu元素，Mn元素在铸造铝合金中起到两方面作用，一为中和Fe元素的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池托盘用6110铝合金型材，其特征在于，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90～1.00％，Cu：0.15～0.17％，Mn：0.15～0.20％，Mg：0.80～0.85％，Cr：0.10～0.11％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池托盘用6110铝合金型材，其特征在于，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90～1.00％，Cu：0.15～0.17％，Mn：0.15～0.20％，Mg：0.80～0.85％，Cr：0.10～0.11％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。


2.根据权利要求1所述的电池托盘用6110铝合金型材，其特征在于，铝材中Si和Mg形成Mg2Si成分的含量在1.1～1.5％，且过剩的Si的含量在0.4～0.5％。


3.根据权利要求1或2所述的电池托盘用6110铝合金型材，其特征在于，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.90％，Cu：0.15％，Mn：0.15％，Mg：0.80％，Cr：0.10％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。


4.根据权利要求1或2所述的电池托盘用6110铝合金型材，其特征在于，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：Si：0.95％，Cu：0.16％，Mn：0.18％，Mg：0.82％，Cr：0.10％，Fe：≤0.10％，Zn：≤0.05％，其他杂质元素中的单项杂质元素含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。


5.根据权利要求1或2所述的电池托盘用6110铝合金型材，其特征在于，铝材中各化学成分的质量百分比分别为：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，王睿，李延军，杨志勇，王义斌，高爽，高彤，韩雨桐，冯小东，幺雷，董晶飞，
申请(专利权)人：辽宁忠旺集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21