一种压铸铝合金用焊丝及其制备方法技术

一种压铸铝合金用焊丝及其制备方法，属于铝合金焊丝的制造领域。该压铸铝合金用焊丝，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Si：10

【技术实现步骤摘要】
一种压铸铝合金用焊丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金焊丝的制造领域，具体涉及一种压铸铝合金用焊丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]汽车电动化是国内外汽车行业普遍认可的一个生存战略，在电动汽车中，动力电池是最为重要的核心技术之一，一定程度上决定了电动汽车的使用性、可靠性和安全性。而用于装配动力电池的电池包安装用托盘(简称电池包托盘)，其安全性和制造成本正在受到汽车(零部件)制造厂商的日益重视。
[0003]由于轻量化是电动汽车的重点发展方向，故电池包托盘多采用铝合金制造。根据铝合金材料的供货特征，目前的电池包托盘一般都是采用铝合金挤压件进行组合制造。此类电池包托盘由带筋条的底板和边框组成，底板由几块铝合金型材采用特定的焊接工艺(如搅拌摩擦焊或气体保护焊)拼焊连接而成，边框上的所有横梁也均为铝合金型材，各横梁之间、横梁与底板之间再采用气体保护焊方法连接而成。但是，此类托盘由于组装焊缝数量多，焊接工艺麻烦，产品尺寸精度和刚度难以保证，且生产成本偏高，生产周期偏长。
[0004]采用压铸铝合金一体成型技术制造的电池包托盘由于能够显著减少焊缝数量，加之生产工艺简单、成本较低，未来有可能成为取代铝合金挤压件的电池包托盘生产工艺。但是压铸铝合金在合金成分和冶炼工艺与常规的挤压铝合金存在很大区别，目前市场上还没有相应的压铸铝合金焊接材料可以使用，亟待设计和生产这样的匹配焊材。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对目前可能成为电池包托盘材料的一类Al
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Si系压铸铝合金，如AlSi9MnMoZr，提供其拼焊过程中所需要的焊接材料，如气体保护焊用焊丝，具体为一种压铸铝合金用焊丝及其制备方法，从而解决采用目前市售焊丝焊接压铸铝合金过程中存在内部组织差、接头强度低，焊接时易出现气孔、夹渣和裂纹等问题。
[0006]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种压铸铝合金用焊丝，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Si：10
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13％，Mn：0.3
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0.5％，Zr：0.2
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0.3％，Mo≤0.2％，Sr：0.02
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0.05％，Ti：0.05
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0.15％，Fe≤0.15％，余量为Al和不可避免的杂质，其中，单个杂质的质量百分比≤0.05％，不可避免的杂质总质量百分比≤0.15％。其中，高的Si含量可以增加熔池的流动性，微量稀土元素Sr的加入可以达到改善组织、细化晶粒、提高塑性的效果，适量加入Mn和Zr元素，则可以提高焊缝的强度，为了避免压铸铝合金极易产生焊缝脆化和熔池热裂纹，严格控制Fe、Cu、Mg、Zn等元素含量。
[0008]本专利技术的一种压铸铝合金用焊丝的直径为1.2mm
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4.0mm。
[0009]本专利技术的一种压铸铝合金用焊丝的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：半连续铸造
[0011](1)按照设计压铸铝合金用焊丝的配方进行配料，依次加入纯Al、Al
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Si中间合金、Al
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Zr中间合金、Al
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Ti中间合金、Al
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Mn中间合金，进行熔炼、精炼和真空除气处理，得到部分熔炼后的金属液；
[0012]向部分熔炼后的金属液中，依次加入A1
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Sr中间合金、A1
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Mo中间合金进行熔炼，得到完全熔炼后的金属液；
[0013](2)对完全熔炼后的金属液搅拌均匀后，再进行半连续铸造，得到铸锭；
[0014]步骤2：机加
[0015]将步骤1得到的铸锭切成长度为400
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600mm的铸件，并去除表面氧化皮，得到机加工后的铸件；
[0016]步骤3：预热和挤压
[0017]将机加工后的铸件加热至400℃
‑
430℃进行预热，得到预热后的铸件；
[0018]将预热后的铸件挤压成线材；
[0019]步骤4：退火和线材拉伸
[0020]将直径为12mm的线材进行退火、拉伸，得到直径为5mm
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6mm的线材；
[0021]步骤5：焊丝拉拔
[0022]将直径为5mm
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6mm的线材进行多道次拉拔，定径刮削、清洁焊丝，得到直径为1.2mm
‑
4.0mm的压铸铝合金用焊丝。
[0023]进一步的，在步骤1的(1)中，熔炼采用的设备为坩埚熔炼炉；熔炼的温度为730
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750℃，总熔炼时间为5h
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6h。
[0024]在步骤1的(1)中，真空除气处理时间优选为10min～20min。
[0025]在步骤1的(1)中，Al
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Si中间合金优选为Al
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5Si中间合金，Al
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Zr中间合金优选为Al
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5Zr中间合金，Al
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Ti中间合金优选为Al
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5Ti中间合金，Al
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Mn中间合金优选为Al
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5Mn中间合金，A1
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Sr中间合金优选为Al
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10Sr中间合金，A1
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Mo中间合金优选为Al
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5Mo中间合金。
[0026]在步骤1的(2)中，半连续铸造的铸造温度为730
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750℃，铸造速度为70～75mm/min，冷却水强度为0.06～0.1MPa，冷却水温度为0～25℃。
[0027]在步骤1的(2)中，半连续铸造过程中，采用间歇搅拌，直至铸造完成，间歇搅拌的搅拌速率为150rpm
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250rpm，间歇时间为2min
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3min，每次搅拌时间为4min
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6min。
[0028]在步骤1的(2)中，铸锭的直径优选为162～165mm。
[0029]所述的步骤3中，预热时间为1h
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2h。
[0030]所述的步骤3中，挤压温度为405℃
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425℃。
[0031]所述的步骤3中，线材优选直径为12mm。
[0032]所述的步骤4中，退火温度为380℃
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390℃，退火时间为1h
‑
2h。
[0033]所述的步骤4中，拉伸为多道次拉伸，多道次拉伸优选为5
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6道次拉伸，在拉伸过程中，还设置有中间退火。中间退火温度为380℃
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390℃，退火时间为1h
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2h。
[0034]所述的步骤5中，多道次拉拔优选为3
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5道次拉拔。
[0035]一种压铸铝合金用焊丝的应用，为将该焊丝用于压铸铝合金板材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压铸铝合金用焊丝，其特征在于，该压铸铝合金用焊丝含有的成分及各个成分的质量百分比为：Si：10
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13％，Mn：0.3
‑
0.5％，Zr：0.2
‑
0.3％，Mo≤0.2％，Sr：0.02
‑
0.05％，Ti：0.05
‑
0.15％，Fe≤0.15％，余量为Al和不可避免的杂质，其中，单个杂质的质量百分比≤0.05％，不可避免的杂质总质量百分比≤0.15％。2.根据权利要求1所述的压铸铝合金用焊丝，其特征在于，所述的压铸铝合金用焊丝的直径为1.2mm
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4.0mm。3.权利要求1或2所述的压铸铝合金用焊丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：半连续铸造(1)按照设计压铸铝合金用焊丝的配方进行配料，依次加入纯Al、Al
‑
Si中间合金、Al
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Zr中间合金、Al
‑
Ti中间合金、Al
‑
Mn中间合金，进行熔炼、精炼和真空除气处理，得到部分熔炼后的金属液；向部分熔炼后的金属液中，依次加入A1
‑
Sr中间合金、A1
‑
Mo中间合金进行熔炼，得到完全熔炼后的金属液；(2)对完全熔炼后的金属液搅拌均匀后，再进行半连续铸造，得到铸锭；步骤2：机加将步骤1得到的铸锭切成长度为400
‑
600mm的铸件，并去除表面氧化皮，得到机加工后的铸件；步骤3：预热和挤压将机加工后的铸件加热至400℃
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430℃进行预热，得到预热后的铸件；将预热后的铸件挤压成线材；步骤4：退火和线材拉伸将直径为12mm的线材进行退火、拉伸，得到直径为5mm
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6mm的线材；步骤5：焊丝拉拔将直径为5mm

【专利技术属性】
技术研发人员：郭音，陈怀宁，蔡倩，吴昌忠，
申请(专利权)人：沈阳育成鑫成果转化技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：