一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法技术

本发明专利技术属于机械制造技术领域，公开了一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法，在AZ91D和AM60镁合金的基础上，添加稀土元素钆和晶粒细化孕育剂进行熔炼，去除熔体表面的杂质，对熔体精炼、保温，通过电池箱模具压铸成电池箱压铸件；对电池箱压铸件进行热处理、微狐氧化处理，并对处理后的电池箱压铸件进行在线探伤，及时分离伤损的电池箱压铸件；通过机械加工生产线对电池箱压铸件进行数控打孔攻丝；对电池箱压铸件进行表面处理和真空离子镀膜，得到电池箱成品。本发明专利技术通过添加稀土元素钆提高镁合金的强度和韧性，通过加入晶粒细化孕育剂使合金细晶化，提高镁合金塑性，从而熔炼出合格的镁合金，通过表面预清洗等方式，便于后续处理。

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法
本专利技术属于机械制造
，尤其涉及一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法。
技术介绍
目前：二十世纪末，能源危机日趋严重，环保法规日益严格，使现代汽车减重节能的要求不断高涨，轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。汽车质量每降低100千克，每百公里油耗可减少0.7升，汽车自重每降低10％，燃油效率可以提高5.5％，故发达国家不断加强对汽车等交通工具能源消耗和废气污染的限制，促使汽车制造厂重视汽车的轻量化发展。镁合金作为工业应用最轻的金属材料和良好的阻力减震性能，具有在体积相同时比铝合金轻36％、锌合金轻73％、钢轻77％的特点，成为汽车轻量化的首选材料，其开发应用受到了各国的重视。福特汽车公司于1998年推出的轻质概念车P2000，要求使用103千克的镁合金零部件。然而，从总体来看，目前国内镁合金在汽车上的用量还很少，每部车在0.5～17千克之间变化，平均使用量为3千克。新能源汽车电池箱是轿车上不可缺少的主要部件，将镁合金用于新能源汽车电池箱，能大幅度降低新能源汽车电池箱重量(每减100千克可节约燃油0.6千克)，因此，采用镁合金新能源汽车电池箱后可以显著改善轿车的力学性能并达到节能、降耗、环保的目的，而且由于镁合金所固有的减振降噪能力，使用镁合金新能源汽车电池箱可以大大提高轿车的驾乘舒适度。镁合金作为当今最轻的结构材料具有比重小(约为钢的23％、铝的64％)，比强度、比刚度高、切削加工和压铸工艺性能好等优点，其应用产品镁合金轿车车新能源汽车电池箱具有动力学性能好、降低震动和噪声、提高车辆驾乘的舒适性、使产品具有节能降耗、低排放、低成本、可回收利用等优点。新能源汽车电池箱多为铝合金及钢质产品，其强度差，重量大，一直影响着轿车向轻型、节能型发展。铝合金和镁合金的比较，镁合金的优势在于储量比较大，是铝的四倍，镁主要是利用电石还原，压铸效率是铝的125％，不足方面是镁合金压铸机的投入成本应该是比铝合金高，因为镁合金耐氧化型比铝低一些，模具相对成本比较高，另外镁合金的回收成本比铝合金要高，目前镁合金成本较高，但是投资回报率非常大，可持续性比较强，具有极佳的发展态势，是我们汽车轻量化发展的重要途径。汽车用镁合金的零部件轻量化的效果很明显，电池箱的壳体重量为71千克，铝合金是110千克，减轻39千克，减轻64.55％；钢质是180千克，减少109千克，减轻39.44％。原汽车部件一直是在使用高强度钢、铝合金、工程塑料等材料，而轻质镁合金因种种原因没有得到大力推广和使用。镁合金汽车部件目前主要应用在发动机罩盖、方向盘、座椅支架、车内门板、变速器外壳等方面。镁合金新能源汽车电池箱在汽车上的应用还只是处于起步阶段，要达到大量使用阶段，还有很多研究工作要做。镁合金新能源汽车电池箱的应用量在中国还是一个空缺，目前只是利用铝合金新能源汽车电池箱，除了在赛车上应用之外，在各大汽车厂推出的概念车上也配备镁合金新能源汽车电池箱，但是在批量生产的车型中，应用却只有铝合金。目前使用镁合金新能源汽车电池箱的汽车公司及其车型较少。国内十几家新能源汽车电池箱生产企业，均以生产铝合金和钢质新能源汽车电池箱为主。对于镁合金新能源汽车电池箱还是空白，镁合金新能源汽车电池箱，在国内将成为传统新能源汽车电池箱更新换代的理想替代产品。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有电动汽车的电池箱普遍采用钢制结构箱体，采用钣金或冲压加工成型，箱体表现为重量偏重，加工工艺复杂，耐腐蚀性不高，整体电池能量密度不高；铝合金电池箱相对轻便，但综合成本高，抗冲击能力弱，在实际应用中均存在一定的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法。本专利技术是这样实现的，一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法包括：步骤一，在AZ91D和AM60镁合金的基础上，添加稀土元素钆和晶粒细化孕育剂进行熔炼，得到熔炼后的熔体；步骤二，去除熔体表面的杂质，使用机械搅拌精炼方法对熔体精炼10～30min，精炼完成后将熔体在保温炉中进行保温；步骤三，保温完成后将熔体输入到挤压机中进行压铸，通过电池箱模具压铸成电池箱压铸件；步骤四，对电池箱压铸件进行热处理、微狐氧化处理，并对处理后的电池箱压铸件进行在线探伤，及时分离伤损的电池箱压铸件；步骤五，通过机械加工生产线对电池箱压铸件进行数控打孔攻丝；步骤六，对电池箱压铸件进行表面处理和真空离子镀膜，得到电池箱成品；步骤七，通过检测系统对电池箱成品的质量进行检测，检测合格后进行包装入库。进一步，步骤二中，所述保温炉内的温度为300～450℃，保温时间为8～10h。进一步，步骤三中，所述电池箱模具连通有除气机，所述除气机用于在挤压机进行压铸时，将电池箱模具内的多余气体排出。进一步，步骤四中，所述热处理的具体步骤包括：(1)将电池箱压铸件加热至500-550℃后保温2～2.5min/mm；(2)将保温完成后的电池箱压铸件二次加热至800-850℃后保温1.5～2.5min/mm；(3)将二次加热处理后的电池箱压铸件进一步加热至1020-1040℃后保温0.5-1.5min/mm；(4)将保温处理后的电池箱压铸件通过气冷至370-420℃保温5～10min/mm；(5)通过自然冷却将电池箱压铸件保持在室温温度范围。进一步，加热升温时的升温速度为80-100℃/h，降温时的降温速度为40-60℃/h。进一步，步骤六中，所述表面处理包括表面预清洗、钝化处理、阳极化处理、镀膜前处理和金属覆层。进一步，所述表面预清洗包括：机械清洗，用于通过粗抛光、干式及湿式磨蚀喷射等方式达到要求的表面粗糙度；化学清洗，用于以溶剂清洗，碱洗、酸洗，造成其不同的表面状态。进一步，所述钝化处理的具体步骤包括：使用化学镀镍的方法在电池箱压铸件表面镀上一层镍，镀镍完成后使用自来水对金属板材进行冲洗2-5min；将电池箱压铸件完全浸入钝化处理液中，并调节钝化处理液的温度为60-90℃，对电池箱压铸件进行钝化处理10-30min；使用自来水对电池箱压铸件进行充分清洗2-5min，洗去表面粘附的钝化处理液，再使用纯净水进行二次清洗3min，烘干。进一步，所述钝化处理液的制备方法包括：向30g/L的硝酸铬溶液中加入加速剂、强化剂和辅助剂，再用8g/L的氢氧化钠溶液调节pH至6～7。进一步，洗去表面粘附的钝化处理液后，先使用5％的氢氧化钠进行对电池箱压铸件表面残留的酸性物质进行中和处理。结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术通过添加稀土元素钆提高镁合金的强度和韧性，通过加入晶粒细化孕育剂使合金细晶化，提高镁合金塑性，从而熔炼出合格的镁合金，通过表面预清洗去除其表面易混入氧化物、润滑剂、油脂等污染物，便于后续处理。通过钝化处理是利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法，其特征在于，所述镁合金新能源汽车电池箱的制备方法包括：/n步骤一，在AZ91D和AM60镁合金的基础上，添加稀土元素钆和晶粒细化孕育剂进行熔炼，得到熔炼后的熔体；/n步骤二，去除熔体表面的杂质，使用机械搅拌精炼方法对熔体精炼10～30min，精炼完成后将熔体在保温炉中进行保温；/n步骤三，保温完成后将熔体输入到挤压机中进行压铸，通过电池箱模具压铸成电池箱压铸件；/n步骤四，对电池箱压铸件进行热处理、微狐氧化处理，并对处理后的电池箱压铸件进行在线探伤，及时分离伤损的电池箱压铸件；/n步骤五，通过机械加工生产线对电池箱压铸件进行数控打孔攻丝；/n步骤六，对电池箱压铸件进行表面处理和真空离子镀膜，得到电池箱成品；/n步骤七，通过检测系统对电池箱成品的质量进行检测，检测合格后进行包装入库。/n

【技术特征摘要】
1.一种镁合金新能源汽车电池箱的制备方法，其特征在于，所述镁合金新能源汽车电池箱的制备方法包括：
步骤一，在AZ91D和AM60镁合金的基础上，添加稀土元素钆和晶粒细化孕育剂进行熔炼，得到熔炼后的熔体；
步骤二，去除熔体表面的杂质，使用机械搅拌精炼方法对熔体精炼10～30min，精炼完成后将熔体在保温炉中进行保温；
步骤三，保温完成后将熔体输入到挤压机中进行压铸，通过电池箱模具压铸成电池箱压铸件；
步骤四，对电池箱压铸件进行热处理、微狐氧化处理，并对处理后的电池箱压铸件进行在线探伤，及时分离伤损的电池箱压铸件；
步骤五，通过机械加工生产线对电池箱压铸件进行数控打孔攻丝；
步骤六，对电池箱压铸件进行表面处理和真空离子镀膜，得到电池箱成品；
步骤七，通过检测系统对电池箱成品的质量进行检测，检测合格后进行包装入库。


2.如权利要求1所述的镁合金新能源汽车电池箱的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述保温炉内的温度为300～450℃，保温时间为8～10h。


3.如权利要求1所述的镁合金新能源汽车电池箱的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述电池箱模具连通有除气机，所述除气机用于在挤压机进行压铸时，将电池箱模具内的多余气体排出。


4.如权利要求1所述的镁合金新能源汽车电池箱的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述热处理的具体步骤包括：
(1)将电池箱压铸件加热至500-550℃后保温2～2.5min/mm；
(2)将保温完成后的电池箱压铸件二次加热至800-850℃后保温1.5～2.5min/mm；
(3)将二次加热处理后的电池箱压铸件进一步加热至1020-1040℃后保温0.5-1.5min/mm；
(4)将保温处理后的电池箱压铸件通过气冷至370...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒，
申请(专利权)人：陕西鸿泰元和镁业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61