本申请涉及铝合金型材、制造方法、电池包箱体、电池包及用电装置。以质量百分比计，所述铝合金型材包含以下组成：0.6～1.3％Si、0.6～1.0％Mg、0.6～0.73％Fe、0.05～0.2％Cu、0.1～0.2％Mn和0.14～0.30％Sc，余量为Al和杂质，其中单个杂质质量≤0.02％，总杂质质量≤0.1％；铝合金晶粒呈流线型纤维组织分布，所述铝合金晶粒尺寸为34.9μm～54μm；铝合金基体中包含均匀分布的Al3Sc沉淀相，且所述Al3Sc沉淀相与所述铝合金基体共格。本申请得到了高强韧、性能优异的挤压态铝合金型材，大幅提高了铝合金的成形性能与力学性能。的成形性能与力学性能。的成形性能与力学性能。
【技术实现步骤摘要】
铝合金型材、制造方法、电池包箱体、电池包及用电装置
[0001]本申请属于铝合金
，涉及一种铝合金型材，具体涉及一种高强韧新型铝合金型材，其制造方法，以及由所述铝合金型材制造的电池包箱体、包含该电池包箱体的电池包及用电装置。
技术介绍
[0002]进入21世纪以来，更轻的材料一直是有效降低环境污染以及能源能耗的途径之一。铝合金具有密度低、良好的耐蚀性和成形性能、优异的焊接性能等优点，是汽车、飞机、航空航天轻量化发展路线中最理想的材料之一。可以通过使用具有轻质而高性能的铝合金代替传统的钢材零部件来有效降低车身质量，减少汽车能源消耗和尾气排放。新型汽车、飞机以及航空航天飞行器的设计，对铝合金结构材料强度以及耐腐蚀性能的优化组合提出了更高的要求，特别是干线航线上大量新型的高性能飞机的引进，更需要研制、生产强度更高、断裂韧性性能满足要求，有较好的耐腐蚀性能的新型铝合金结构材料，以满足我国飞机设计制造部门的选材。随着新能源汽车的发展，大规格动力电池模组需求增量明显，铝合金以其易成型、优良的综合机械加工性能、良好的抗蚀性、比重轻强度适中而广泛应用。电池包箱体材料应具备电绝缘性、高散热性和化学稳定性等特点，箱体一般由上、下箱体和密封系统组成。电池包质量占整车系统质量的18％～30％，而箱体质量约占电池包总质量的10％～20％。随着汽车轻量化设计理念的深入，铝合金因密度小、刚强度大和压铸性能好等优点，逐渐成为实现汽车轻量化的主要材料，目前已经生产出铸铝电池箱、铝板材电池箱和铝型材电池箱等产品。其中，铝制电池包箱体的承载结构主要分为底板式和框架式。但是现如今传统的铝合金存在晶粒粗大、再结晶温度低、强度高却断裂韧性不足的缺点，不仅如此，由于耐热性能一般，导致传统铝合金会在无形之中增加系统的输电损耗以及负荷。
[0003]因此，本领域亟需克服了上述现有技术缺陷的，提高Al
‑
Mg
‑
Sc合金性能的改进方法。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本申请通过添加特定用量的Sc以及采用特定的制造工艺，提高了Al
‑
Mg
‑
Sc合金的性能。
[0005]根据本申请的第一方面，提供一种铝合金型材，以质量百分比计，所述铝合金型材包含以下组成：0.6～1.3％Si、0.6～1.0％Mg、0.6～0.73％Fe、0.05～0.2％Cu、0.1～0.2％Mn和0.14～0.30％Sc，余量为Al和杂质，其中单个杂质质量≤0.02％，总杂质质量≤0.1％；
[0006]铝合金晶粒呈流线型纤维组织分布，所述铝合金晶粒尺寸为34.9μm～54μm；
[0007]铝合金基体中包含均匀分布的Al3Sc沉淀相，且所述Al3Sc沉淀相与所述铝合金基体共格。
[0008]在本申请中，所述铝合金型材晶粒细小，组织呈长条纤维状，并具有显著提高的成形性能和力学性能，包括更高的屈服强度、抗拉强度和延伸率。并且Al3Sc与铝合金基体的
界面共格，使得铝合金型材具有较好的热力学性能及强化作用。
[0009]在任意实施方式中，所述铝合金型材包含0.14～0.20％Sc，能够进一步实现晶粒细化。
[0010]在任意实施方式中，所述Al3Sc沉淀相的半径保持在4～10nm的范围内。当Al3Sc沉淀相的半径在上述范围内，能够实现对位错运动的阻碍，阻止亚晶界的合并以及晶界的迁动移位，起到沉淀强化的作用。。
[0011]根据本申请的第二方面，提供一种铝合金型材的制造方法，包括：
[0012](1)将中间合金Al
‑
50Si、Al
‑
50Cu、Al
‑
30Mn、Al
‑
2Sc与99.9质量％的纯镁锭和99.9质量％的纯铝锭进行配料，得到固态配料；
[0013](2)对步骤(1)中制得的固态配料进行加热，使得所述固态配料熔化后保温，并搅拌均匀后静置，得到熔料；
[0014](3)对步骤(2)中制得的熔料进行精炼处理，其中，对所述熔料进行分包处理并搅拌，精炼处理后静置，并在温度下降达到镜面试样要求后完成浇注，得到铝合金铸锭；
[0015](4)将步骤(3)中制得的铝合金铸锭进行单级均匀化处理，之后迅速冷却至室温，得到均匀化铝合金铸锭；
[0016](5)将步骤(4)中制得的所述均匀化铝合金铸锭加热后保温，预热挤压模具，随后进行一模双孔分流模的热挤压过程，然后冷却至室温；
[0017](6)将步骤(5)中制得的冷却至室温的挤压态铝合金型材进行冷弯曲矫直工序，以及：
[0018](7)将步骤(6)中制得的铝合金型材进行固溶处理和人工时效的热处理，得到铝合金型材。
[0019]其中，以质量百分比计，所述铝合金型材包含以下组成：0.6～1.3％Si、0.6～1.0％Mg、0.6～0.73％Fe、0.05～0.2％Cu、0.1～0.2％Mn和0.14～0.30％Sc，余量为Al和杂质，其中单个杂质质量≤0.02％，总杂质质量≤0.1％；
[0020]铝合金晶粒呈流线型纤维组织分布，所述铝合金晶粒尺寸为34.9μm～54μm；
[0021]铝合金基体中包含均匀分布的Al3Sc沉淀相，且所述Al3Sc沉淀相与所述铝合金基体共格。
[0022]在本申请中，以Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金为基础，在原有的主要元素Al、Si、Mg元素上添加特定用量的Sc，提高再结晶温度，抑制再结晶以及晶粒长大、细化晶粒；使用特定用量的Sc，使得铸造过程中析出错配度较小的沉淀相Al3Sc，可充当异质形核剂，显著提高形核率，有效减小晶粒尺寸，实现细晶强化；此外，析出相Al3Sc实现对位错运动的阻碍，阻止亚晶界的合并以及晶界的迁动移位，起到沉淀强化的作用；采用一模双孔分流模的热挤压过程，提高挤压机的生产效率和模具的使用寿命；以及采用挤压后的固溶处理+人工时效工艺，提高铝合金的成形性能与横纵向强度。
[0023]在本申请的实施方式中，在步骤(2)中，所述加热温度不低于700℃，保温温度为710℃
‑
720℃，搅拌时间为25
‑
30分钟，静置时间为10
‑
15分钟。
[0024]在本申请中，在步骤(2)中采用合适的加热温度、保温温度、搅拌时间和静置时间，确保了得到合适的熔料。
[0025]在本申请的实施方式中，在步骤(3)中，所述精炼剂包括：六氯乙烷，KCl、NaCl和
Na3AlF6的混合物，以及KCl、MgCl2和CaF2的混合物，其添加量为0.5～0.8％，以所述熔料的质量计；所述搅拌时间为10
‑
15分钟；所述精炼处理的温度为730～740℃；所述静置时间为15～20分钟；在温度下降到720～730℃时完成浇注。
[0026]在本申请中，在步骤(3)中采用合适添加量的精炼剂、精炼温度、搅本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铝合金型材，其特征在于，以质量百分比计，所述铝合金型材包含以下组成：0.6～1.3％Si、0.6～1.0％Mg、0.6～0.73％Fe、0.05～0.2％Cu、0.1～0.2％Mn和0.14～0.30％Sc，余量为Al和杂质，其中单个杂质质量≤0.02％，总杂质质量≤0.1％；铝合金晶粒呈流线型纤维组织分布，所述铝合金晶粒尺寸为34.9μm～54μm；铝合金基体中包含均匀分布的Al3Sc沉淀相，且所述Al3Sc沉淀相与所述铝合金基体共格。2.根据权利要求1所述的铝合金型材，其特征在于，所述铝合金型材包含0.14～0.20％Sc。3.根据权利要求1或2所述的铝合金型材，其特征在于，所述Al3Sc沉淀相的半径保持在4～10nm的范围内。4.一种铝合金型材的制造方法，其特征在于，包括：(1)将中间合金Al
‑
50Si、Al
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50Cu、Al
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30Mn、Al
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2Sc与99.9质量％的纯镁锭和99.9质量％的纯铝锭进行配料，得到固态配料；(2)对步骤(1)中制得的固态配料进行加热，使得所述固态配料熔化后保温，并搅拌均匀后静置，得到熔料；(3)对步骤(2)中制得的熔料进行精炼处理，其中，对所述熔料进行分包处理并搅拌，精炼处理后静置，并在温度下降达到镜面试样要求后完成浇注，得到铝合金铸锭；(4)将步骤(3)中制得的铝合金铸锭进行单级均匀化处理，之后迅速冷却至室温，得到均匀化铝合金铸锭；(5)将步骤(4)中制得的所述均匀化铝合金铸锭加热后保温，预热挤压模具，随后进行一模双孔分流模的热挤压过程，然后冷却至室温；(6)将步骤(5)中制得的冷却至室温的挤压态铝合金型材进行冷弯曲矫直工序，以及：(7)将步骤(6)中制得的铝合金型材进行固溶处理和...
【专利技术属性】
技术研发人员：马成，靳丽，杨辉，董杰，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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