一种电动汽车铝合金电池边框及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车铝合金电池边框及制备方法，该铝合金各组分的重量百分比如下：Si：0.75

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车铝合金电池边框及制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金加工
，具体涉及汽车铝合金电池边框
，尤其涉及一种电动汽车铝合金电池边框及制备方法。

技术介绍

[0002]轻量化技术是横跨汽车变革发展的一项基础性技术，通过优化电池包框架支撑结构从而实现车身的轻量化，已经成为新能源汽车工业发展的方向。电池包侧围边框的结构参见图1，其作为动力电池的承载件，对电池模组的安全工作和防护起关键作用，尤其在车辆发生碰撞时，电池边框需要具有出色的抵抗侧向冲击变形能力。
[0003]为了解决上述技术问题，现有技术进行了诸多有益探索，但多集中在加工模具改进上：如专利号为CN214920405U的中国技术专利，针对电池边框截面复杂，所采用的6061材料金属强度高流动性差，导致成形状态较差的问题进行设计，采用下沉式中心开背孔；进料孔根据产品形状采用小孔，多孔平衡各部位金属流；针对小芯头受压力作用会偏移，设计了保护台阶，以此来解决产品中心部位斜筋进料难、易开裂的技术问题。专利号为CN112692095A的中国专利技术专利针对如何实现电池托盘底板型材结构的宽厚比达到130以上的底板型材进行挤压，且平面度不经过整形工序即可控制在0.5mm范围内，并保证模具有合理的有效寿命的技术问题进行，通过利用四根辅桥对主桥做进口50
°
斜拉设计，既能提高模具强度又能保证型材出料的稳定性；同时进料口沉25mm，不仅减轻了模具压力，使型材出料平稳，而且型材平面度控制在了0.2mm以内，模具寿命也有了明显提高。
[0004]除上述结构方面改进确保精度外，还要求电池边框在装配阶段的高温喷涂以及驾驶过程的电池组放热烘烤条件，不会造成高强度和高韧性的损失，以保证车身安全性。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述技术问题进行，提供了一种电动汽车铝合金电池边框及制备方法。本专利技术从铝合金材料组成方面进行改进，采用该铝合金材料热挤压的电池边框具有高强度、高韧性以及高热稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术第一方面，提供了一种电动汽车铝合金电池边框，由6000系铝合金制成，该铝合金各组分的重量百分比如下：Si：0.75
‑
0.80％，Fe：≤0.15％，Cu：0.10
‑
0.15％，Mn：0.45
‑
0.50％，Mg：0.58
‑
0.63％，Cr：0.10
‑
0.15％，Zn：≤0.10％，Ti：0.03
‑
0.05％，Zr：0.05
‑
0.1％，余量为Al。
[0007]优选的，本专利技术的电动汽车铝合金电池边框的材料组分选自如下任一种情形：
[0008](1)Si：0.786％，Fe：0.125％，Cu：0.122％，Mn：0.488％，Mg：0.608％，Cr：0.121％，Zn：0.011％，Ti：0.032％，Zr：0.069，余量Al。
[0009](2)Si：0.774％，Fe：0.123％，Cu：0.128％，Mn：0.481％，Mg：0.611％，Cr：0.124％，Zn：0.012％，Ti：0.035％，Zr：0.073，余量Al。
[0010](3)Si：0.775％，Fe：0.121％，Cu：0.129％，Mn：0.478％，Mg：0.621％，Cr：0.121％，
Zn：0.011％，Ti：0.033％，Zr：0.071，余量Al。
[0011](4)Si：0.781％，Fe：0.121％，Cu：0.125％，Mn：0.483％，Mg：0.615％，Cr：0.121％，Zn：0.011％，Ti：0.033％，Zr：0.069，余量Al。
[0012](5)Si：0.783％，Fe：0.122％，Cu：0.122％，Mn：0.482％，Mg：0.613％，Cr：0.122％，Zn：0.011％，Ti：0.035％，Zr：0.068，余量Al。
[0013](6)Si：0.784％，Fe：0.121％，Cu：0.125％，Mn：0.483％，Mg：0.610％，Cr：0.121％，Zn：0.012％，Ti：0.033％，Zr：0.072，余量Al。
[0014]本专利技术的第二方面，提供了上述电动汽车铝合金电池边框的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)熔炼：依据配方比例在熔炼炉添加一级回料及铝锭，其中回料比例≤30％；回料是指挤压产出的相同化学成分的型材锯切头尾料，不含油污，铝屑，泥土等杂质。
[0016](2)合金化：当熔炼炉铝液温度达到740
‑
760℃时，扒渣后按比例加入合金元素，辅助开启电磁搅拌保证成分均匀；
[0017](3)除气除渣：铝液经过三次精炼处理，将铝液中的氢气及杂质去除；
[0018](4)浇铸：铝液静置后引流铝液经过铝钛硼丝晶粒细化，箱式除气，深床过滤，最终通过浇铸系统铸成铝棒；
[0019](5)均匀化处理：铝棒浇铸完成后送入均质炉进行均匀化退火处理；
[0020](6)挤压：将均质化完成的铝棒挤压成所需的型材；
[0021](7)时效：挤压型材停放24h后进入时效炉进行时效强化。
[0022]其中，步骤(1)～步骤(3)为本领域的的常规技术手段，不再进行赘述。步骤(4)～步骤(7)中的具体工艺条件如下：
[0023]步骤4中，浇铸是在热顶工装完成的，采用低温，中速，大水量的浇铸工艺：铝液温度控制在680
‑
690℃，浇铸速度85
‑
90mm/min，冷却水流量360
‑
380m3/h，使得铝棒表面具有轻微冷隔缺陷；
[0024]步骤5中，均质工艺的具体条件如下：将铝棒加热至570
‑
575℃，保温1h后降温至550
‑
555℃，保温14h出炉后，进行喷水快速冷却；
[0025]步骤6中，挤压工艺的具体条件如下：铝棒加热至520
‑
525℃，2min内风雾冷却至480
‑
485℃，进挤压筒挤压，挤压速度为2.6
±
0.2mm/s，控制出口温度在545
‑
560℃，采用喷水的淬火工艺，要求冷却后温度≤60℃。
[0026]步骤7中，时效工艺的具体条件如下：挤压型材室温停放24h后进行双级时效处理，170
±
3℃保温6h后，继续升温至205
±
3℃保温3h，出炉后自然冷却。
[0027]本专利技术的有益技术效果如下：
[0028]1)Cu含量控制在0.15
‑
0.20％，Mg含量控制在0.58
‑
0.63％，并且控制Cu和Mg的质量比＜2.6。Cu起到固溶强化效果，Cu和Mg与Al主要形成S(Al2CuMg)相，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车铝合金电池边框，其特征在于，该铝合金各组分的重量百分比如下：Si：0.75
‑
0.80％，Fe：≤0.15％，Cu：0.10
‑
0.15％，Mn：0.45
‑
0.50％，Mg：0.58
‑
0.63％，Cr：0.10
‑
0.15％，Zn：≤0.10％，Ti：0.03
‑
0.05％，Zr：0.05
‑
0.1％，余量为Al。2.根据权利要求1所述的电动汽车铝合金电池边框，其特征在于：所述电动汽车铝合金电池边框的材料组分选自如下任一种情形：(1)Si：0.786％，Fe：0.125％，Cu：0.122％，Mn：0.488％，Mg：0.608％，Cr：0.121％，Zn：0.011％，Ti：0.032％，Zr：0.069，余量Al。(2)Si：0.774％，Fe：0.123％，Cu：0.128％，Mn：0.481％，Mg：0.611％，Cr：0.124％，Zn：0.012％，Ti：0.035％，Zr：0.073，余量Al。(3)Si：0.775％，Fe：0.121％，Cu：0.129％，Mn：0.478％，Mg：0.621％，Cr：0.121％，Zn：0.011％，Ti：0.033％，Zr：0.071，余量Al。(4)Si：0.781％，Fe：0.121％，Cu：0.125％，Mn：0.483％，Mg：0.615％，Cr：0.121％，Zn：0.011％，Ti：0.033％，Zr：0.069，余量Al。(5)Si：0.783％，Fe：0.122％，Cu：0.122％，Mn：0.482％，Mg：0.613％，Cr：0.122％，Zn：0.011％，Ti：0.035％，Zr：0.068，余量Al。(6)Si：0.784％，Fe：0.121％，Cu：0.125％，Mn：0.483％，Mg：0.610％，Cr：0.121％，Zn：0.012％，Ti：0.033％，Zr：0.072，余量Al。3.权利要求1或2所述的电动汽车铝合金电池边框的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗世兵，卓振，张兴状，郭浩，李栋，李文通，董朋轩，
申请(专利权)人：上海友升铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：