本發(fā)明涉及合金材料,具體涉及一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料。
背景技術(shù):
1、新能源汽車的的快速發(fā)展,提高了汽車的性能、節(jié)能減排、安全性和環(huán)保型等,用于制造新能源汽車的的材料逐漸多樣化,常見的汽車材料包括鋁合金材料、碳纖維材料等等。新能源汽車為了提高能效和續(xù)航里程,對輕量化有迫切需求,而鋁合金材料因其低密度、高強(qiáng)度、良好耐腐蝕性等特性,成為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的理想材料。新能源汽車中門檻梁的主要作為車身側(cè)面的一個(gè)重要支撐點(diǎn),能夠在側(cè)面碰撞時(shí)有效分散沖擊力,減少對車內(nèi)乘客的傷害,幫助維持車身的整體剛性,提高車輛的操控穩(wěn)定性。
2、而鋁合金材料具有優(yōu)異的抗開裂性能,將其作為制備門檻梁的材料不僅能實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化,還具有一定的安全性。但是在鋁合金的生產(chǎn)過程中,鋁合金液中存在氧化薄膜、氧化夾渣以及氫氣等雜質(zhì),這些雜質(zhì)在后續(xù)制備鑄件時(shí),會導(dǎo)致鑄件變形、存在空隙、表面膜不連續(xù)等缺陷的產(chǎn)生,這些缺陷易受到腐蝕性物質(zhì)的侵蝕,破壞鋁合金制品的性能,進(jìn)而導(dǎo)致抗開裂、耐腐蝕等性能的下降。因此,需要在鋁合金生產(chǎn)過程中,除去鋁合金液中的雜質(zhì)以提高純度,進(jìn)而提高鋁合金制品的綜合性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
3、一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,按總量計(jì),各組成原料為:
4、cu:0.1wt%-0.3wt%,ti:0.05wt%-0.15wt%,mg:0.8wt%-1.5wt%,mo:0.02wt%-0.07wt%,v:0.01wt%-0.04wt%,co:0.01wt%-0.03wt%,余量為al和不可避免的雜質(zhì);
5、進(jìn)一步地,該新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料包括以下步驟制備:
6、步驟s1、將各組分原料的用量按照配比準(zhǔn)備,然后將各原料分別置于去離子水中超聲處理30min,然后將處理后的各原料投入熔煉爐中,并在700-750℃下進(jìn)行熔煉,直至各原料完全融化,即得鋁合金液;
7、步驟s2、向上述鋁合金液中加入精煉劑,電磁攪拌5-10min,再保溫處理處理10-20min,即得精煉鋁合金液;
8、進(jìn)一步地,步驟s2中精煉劑的用量為鋁合金液的1.5wt%-3.0wt%;
9、步驟s3、將精煉鋁合金液通過油壓鑄造機(jī)和澆鑄盤進(jìn)行連續(xù)鑄造,制得鋁棒,再將對其進(jìn)行兩次均勻化處理,冷卻,將所得鋁合金棒鋸切成1m的短棒,即得鋁合金材料;
10、進(jìn)一步地,步驟s3中,第一次均勻化處理時(shí)的條件:以70℃/h的升溫速度升溫至460-500℃,保溫時(shí)長為12h;第二次均勻化處理時(shí)的條件:溫度為560-580℃,保溫時(shí)長為10-16h;
11、進(jìn)一步地,所述精煉劑由以下步驟制備:
12、步驟a1、將滑石粉和硫酸銨混合并研磨,將研磨后的產(chǎn)物置于石英坩堝中,在氮?dú)狻?300-1400℃下熱處理2.5-3.5h,自然冷卻至室溫,即得多孔滑石粉;
13、進(jìn)一步地,步驟a1中滑石粉和硫酸銨的質(zhì)量比為1-3:0.01-0.05;
14、步驟a2、將九水合硝酸鉻和對苯二甲酸在0.05mol/l乙酸鈉水溶液中分散,并超聲處理30min,再加入多孔滑石粉攪拌10-30min,然后轉(zhuǎn)移至高壓釜中,在180-200℃下水熱反應(yīng)12h,離心、洗滌、干燥,即得滑石粉/mil-101復(fù)合材料;
15、進(jìn)一步地,步驟a2中九水合硝酸鉻、對苯二甲酸、乙酸鈉水溶液和多孔滑石粉的用量比為3-4g:1.4-1.7g:50ml:0.045-0.15g;
16、步驟a3、將滑石粉/mil-101復(fù)合材料加入乙醇中混合攪拌10min,在氮?dú)鈼l件下,加入納米鉭粉超聲處理30min,減壓蒸餾,即得精煉劑;
17、進(jìn)一步地,步驟a3中滑石粉/mil-101復(fù)合材料、乙醇和納米鉭粉的質(zhì)量比為1-5:50:0.1-1。
18、本發(fā)明的有益效果:
19、本發(fā)明制備的新能源汽車門檻梁,是以鋁合金為基底材料,添加功能金屬元素,如:ti、mo、v和co元素協(xié)同作用,提高了鋁合金材料的抗開裂性能;同時(shí)向鋁合金液中加入精煉劑,利用其優(yōu)異的吸附性,吸附鋁合金液內(nèi)部的氫氣和雜質(zhì),提高鋁合金液的純凈度,進(jìn)而提高鋁合金材料的綜合性能。
20、精煉劑是以滑石粉為基底,與硫酸銨共混后,經(jīng)研磨、高溫處理得到多孔滑石粉;再以九水合硝酸鉻和對苯二甲酸為原料,在滑石粉表面合成mil-101,生成滑石粉/mil-101復(fù)合材料;最后將納米鉭粉負(fù)載在滑石粉/mil-101復(fù)合材料的空隙中,得到精煉劑。精煉劑被引入在鋁合金液中后,通過滑石粉、mil-101以及納米鉭粉之間協(xié)同作用,提高了除雜劑的吸附性能,使其在合金液中能吸附大量氫氣、氧氣以及氧化夾渣等雜質(zhì),進(jìn)而顯提高鋁合金液的純凈度,提高鋁合金材料的耐腐蝕性能和抗開裂性能;其中,滑石粉作為基底,自身具有優(yōu)異的吸附性能,再與硫酸銨共混,利用硫酸銨在高溫下受熱分解產(chǎn)生的腐蝕性氣體對滑石粉的表面和內(nèi)部進(jìn)行腐蝕,形成大量不規(guī)則、高密度的孔隙,孔隙的增加提高了復(fù)合材料的吸附性能;而mil-101的負(fù)載提高了滑石粉的比表面積,能夠提高鋁合金液中氫分子與精煉劑表面之間的吸附作用力,有效降低鋁合金材料中的氫含量,減少針狀氣孔,大大提高基體的純凈度和致密度;最后利用精煉劑優(yōu)異的孔隙結(jié)構(gòu),將納米鉭粉負(fù)載在孔隙中,鉭都能與氧結(jié)合,吸附熔體中的氧,提高了鋁合金液的純度,進(jìn)而使鋁合金材料的耐腐蝕性能有所提高。
1.一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,按總量計(jì),各組成原料為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,所述新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料包括以下步驟制備:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,步驟s2中精煉劑的用量為鋁合金液的1.5wt%-3.0wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,步驟s3中,第一次均勻化處理時(shí)的條件:以70℃/h的升溫速度升溫至460-500℃,保溫時(shí)長為12h;第二次均勻化處理時(shí)的條件:溫度為560-580℃,保溫時(shí)長為10-16h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,所述精煉劑由以下步驟制備:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,步驟a1中滑石粉和硫酸銨的質(zhì)量比為1-3:0.01-0.05。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,步驟a2中九水合硝酸鉻、對苯二甲酸、乙酸鈉水溶液和多孔滑石粉的用量比為3-4g:1.4-1.7g:50ml:0.045-0.15g。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新能源汽車門檻梁抗開裂鋁合金材料,其特征在于,步驟a3中滑石粉/mil-101復(fù)合材料、乙醇和納米鉭粉的質(zhì)量比為1-5:50:0.1-1。