一种高冲压性汽车铝合金车身板材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高冲压性汽车铝合金车身板材料及其制备方法。制备步骤如下：步骤1：将铝合金基材和增强颗粒放入热处理炉中在温度440

【技术实现步骤摘要】
一种高冲压性汽车铝合金车身板材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料领域，具体涉及一种高冲压性汽车铝合金车身板材料材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]世界汽车工业正面临越来越严峻的三大问题：能源、环境、安全。因此，减轻汽车自重以降低能耗、减少污染、提高效率成为各大汽车厂提高竞争力的重要措施。汽车自重每降低100kg，油耗就可减少0.7L/km。目前，使用铝合金代替钢铁是各国汽车制造商的主要减重措施。达到同样的力学性能指标，铝比钢轻60％。仅在汽车内外板上用铝台金来代替传统钢板就可使整车减重大约47％。承受同样冲击，铝板比钢板多吸收冲击能50％。铝合金汽车也以其节能降耗，利于环保，铝合金零部件回收率高，安全舒适，工序减少，装配效率高，燃油效率高，相对载重能力大等优点而倍受青睐。汽车车身是汽车中重量最大的部件，约占汽车总重量的30％。因此，汽车车身板采用铝合金已成为了99％的选择，但是，铝合金也存在一定的力学性能的缺陷，如抗冲压性能差，抗压性能和延伸率等也不算优秀，延伸率，因此，对于铝合金材料的改性成为了当务之急。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种高冲压性汽车铝合金车身板材料材料，通过采用中空陶瓷膜作为整体支撑结构，陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，作为车身板的支撑架构，能够提高材料的抗压性能、延伸率等力学性能；同时，采用的陶瓷膜为中空的，铝合金浇入模具中后，也会流延至陶瓷膜管内，弥补陶瓷材料的脆性。
[0004]技术方案：一种高冲压性汽车铝合金车身板材料，由陶瓷膜和铝合金复合而成，所述中空陶瓷膜通过静电纺丝法制成，所述增强铝合金由铝合金基材和增强颗粒构成，所述铝合金基材包括以下成分：Si为0.2
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1.0％；Mg为0.5
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1.5％；Zn为0.2
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0.5％；Ce为0.2
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0.35％余量为Al。优选的，所述中空陶瓷膜的孔隙率为20
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40％。优选的，所述中空陶瓷膜的制备方法如下：S1：取钇氧化锆微粉、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌24h获得纺丝液；S2：将纺丝液加入纺丝设备中，真空脱气，在0.05MPa的压力下，纺丝液通过外管喷丝头，内管中芯液为90％N
‑
甲基吡咯烷酮水溶液，芯液流速为15
‑
20ml/min，二者经1.5cm的空气间隙后，进入水中胶凝成中空纤维膜；
S3：将固化成型后的中空纤维膜在室温下干燥24h；S4：以2℃/min的速率升温至700℃保温2h后再以5℃/min的速率升温至1320℃保温5h，自然冷却至室温即得中空陶瓷膜。优选的，所述掺钇氧化锆微粉D50＝0.80μm。优选的，所述掺钇氧化锆、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为60.5:7.5:30.5:1.0。优选的，所述静电设备中喷头内管和外管直径分别为2.5mm和1.0mm。优选的，所述增强颗粒为二硼化钛颗粒，添加量为铝合金的5
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10wt.％。优选的，所述二硼化钛颗粒的粒径为1
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20μm。上述汽车铝合金车身板材料的制备方法，制备步骤如下：步骤1：将铝合金基材和增强颗粒放入热处理炉中在温度440
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450℃下均匀化处理25
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30h，获得增强铝合金；步骤2：将中空陶瓷膜放置于车身板模具中，将增强铝合金浇入模具中，在空气中自然冷却即得。优选的，所述中空陶瓷膜和增强铝合金的体积比为1:(3
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5)。有益效果：1、本专利技术采用中空陶瓷膜作为整体支撑结构，陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，作为车身板的支撑架构，能够提高材料的抗压性能、延伸率等力学性能。2、本专利技术采用的陶瓷膜为中空的，铝合金浇入模具中后，也会流延至陶瓷膜管内，弥补陶瓷材料的脆性。3、本专利技术采用二硼化钛颗粒作为增强材料，二硼化钛颗粒的加入能使铝合金组织中的非平衡共晶相平均相间距缩小，进而缩短了元素扩散时间，经过均匀化处理后，铝合金材料组织中非平衡共晶相基本消除，解决了脆性大的问题，力学性能得到了增强。
具体实施方式
本专利技术提出了一种高冲压性汽车铝合金车身板材料材料及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下将配合实施例来对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1中空陶瓷膜的制备方法如下：S1：取钇氧化锆微粉、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌24h获得纺丝液；其中，掺钇氧化锆微粉D50＝0.80μm；所述掺钇氧化锆、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为60.5:7.5:30.5:1.0；S2：将纺丝液加入纺丝设备中，真空脱气，在0.05MPa的压力下，纺丝液通过外管喷丝头，内管中芯液为90％N
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甲基吡咯烷酮水溶液，芯液流速为15ml/min，二者经1.5cm的空气间隙后，进入水中胶凝成中空纤维膜；其中，静电设备中喷头内管和外管直径分别为2.5mm和1.0mm；S3：将固化成型后的中空纤维膜在室温下干燥24h；S4：以2℃/min的速率升温至700℃保温2h后再以5℃/min的速率升温至1320℃保
温5h，自然冷却至室温即得中空陶瓷膜。中空陶瓷膜的孔隙率为37.2％。实施例2中空陶瓷膜的制备方法如下：S1：取钇氧化锆微粉、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌24h获得纺丝液；其中，掺钇氧化锆微粉D50＝0.80μm；所述掺钇氧化锆、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为60.5:7.5:30.5:1.0；S2：将纺丝液加入纺丝设备中，真空脱气，在0.05MPa的压力下，纺丝液通过外管喷丝头，内管中芯液为90％N
‑
甲基吡咯烷酮水溶液，芯液流速为17ml/min，二者经1.5cm的空气间隙后，进入水中胶凝成中空纤维膜；其中，静电设备中喷头内管和外管直径分别为2.5mm和1.0mm；S3：将固化成型后的中空纤维膜在室温下干燥24h；S4：以2℃/min的速率升温至700℃保温2h后再以5℃/min的速率升温至1320℃保温5h，自然冷却至室温即得中空陶瓷膜。中空陶瓷膜的孔隙率为33.4％。实施例3中空陶瓷膜的制备方法如下：S1：取钇氧化锆微粉、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌24h获得纺丝液；其中，掺钇氧化锆微粉D50＝0.80μm；所述掺钇氧化锆、聚醚砜、N,N
‑
二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为60.5:7.5:30.5:1.0；S2：将纺丝液加入纺丝设备中，真空脱气，在0.05MPa的压力下，纺丝液通过外管喷丝头，内管中芯液为90％N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高冲压性汽车铝合金车身板材料，其特征在于，由陶瓷膜和铝合金复合而成，所述中空陶瓷膜通过静电纺丝法制成，所述增强铝合金由铝合金基材和增强颗粒构成，所述铝合金基材包括以下成分：Si为0.2
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1.0％；Mg为0.5
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1.5％；Zn为0.2
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0.5％；Ce为0.2
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0.35％余量为Al。2.根据权利要求1所述的一种高冲压性汽车铝合金车身板材料，其特征在于，所述中空陶瓷膜的孔隙率为20
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40％。3.根据权利要求1所述的一种高冲压性汽车铝合金车身板材料，其特征在于，所述中空陶瓷膜的制备方法如下：S1：取钇氧化锆微粉、聚醚砜、N,N
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二甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌24h获得纺丝液；S2：将纺丝液加入纺丝设备中，真空脱气，在0.05MPa的压力下，纺丝液通过外管喷丝头，内管中芯液为90％N
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甲基吡咯烷酮水溶液，芯液流速为15
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20ml/min，二者经1.5cm的空气间隙后，进入水中胶凝成中空纤维膜；S3：将固化成型后的中空纤维膜在室温下干燥24h；S4：以2℃/min的速率升温至700℃保温2h后再以5℃/min的速率升温至1320℃保温5h，自然冷却至室温即得中空陶瓷膜。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建乡，刘健，赵良，
申请(专利权)人：苏州创泰合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：