[发明专利]改进型6005A铝合金型材及其制造工艺

说明书

本发明公开了一种改进型6005A铝合金型材，其技术方案要点是，包括按质量百分比计的：硅0.83‑0.87%、铜0.05‑0.10%、锰0.30‑0.40%、镁0.52‑0.57%、铬0.05‑0.10%，余量为铝。本发明通过对6005A牌号铝合金配方进行优化，制得的铝合金型材物理机械性能与牌号为6082的铝合金性能相当，抗拉抗冲击性能好且具有优异的延伸率，容易加工成型。此外，本发明还相应公开了一种铝合金型材的制备方法。

技术领域

本发明涉及铝合金型材及其制造技术领域，更具体地说，它涉及一种改进型6005A铝合金型材及其制造工艺。

背景技术

新能源汽车动力电池，因自身重量缺陷和能量密度需求矛盾，在整车零件子系统中，轻量化需求显得尤为迫切。铝合金材质由于具有优异的可加工性、低密度（铝合金的密度为2.7g/cm）、耐腐蚀性、高可回收循环利用等特性，优势明显，是实现电动化的新能源汽车轻量化进程的重要标志。在保证电池功能安全前提下，占电池系统重量20~30%的结构件中，主要结构件托盘的减重，也就成为主要改进目标之一。目前车用铝合金应用主要包括5000系（Al-Mg系）6000系（Al-Mg-Si系）等等，据了解铝托盘主要采用6000系铝型材，比如采用牌号为6005A的铝合金型材制作的新能源汽车电池托盘。

GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》对牌号6005A的铝合金的元素组成做出了规定：Si 0.50-0.9%、Fe 0.35%、Cu 0.30%、Mn 0.5%、Mg 0.40-0.7%、Cr 0.30%、Zn0.20%、Ti 0.1%,余量为Al，其中Mn与Cr的总含量为0.12-0.5%，单种杂质含量≤0.05%、总杂质含量≤0.15%。GB/T26494-2016《轨道交通车辆结构用铝合金挤压型材》则对6005A铝合金型材的室温拉伸力学性、焊接接头室温拉伸力学性能做出了基本规定。具体见表1和表2，

表1.室温拉伸力学性能表

表2.焊接结构的室温拉伸力学性能表

另一方面，我们熟知钢、铝材质在强度、抗疲劳、弹性模量、抗拉、抗压、抗剪、抗弯等特性参数方面，存在非常大的差异。铝及其合金的屈服强度和拉伸强度分别为30-500 N/sq mm和79-570 N/sq mm；钢的屈服强度和抗拉强度，分别在250-1000 N/sq mm和400-1250N/sq mm范围内。在车辆工程中，动、静态载荷下，这种特性差异表现得更加明显。所以在车辆结构设计中，尽管功能是完全相同的零件，铝合金结构也不能等同于钢结构设计。针对铝合金型材的结构设计，需要“因材施教”。

以6005A铝合金型材制成的电池托盘为例，电池本体的密度非常高，作为承载电池模组的电池托盘或壳体，一直是处在重载荷状态之中。铝的疲劳性能只有钢的一半；铝的弹性模量仅有钢的三分之一。如果托盘吊耳承载超限，或不同吊耳受力差值大、不均匀，面对车辆复杂的路况，动态性能更加恶劣。铝材质在高振动、高应力集中状态下，更容易出现疲劳状态，导致开裂、变形。所以说，托盘在吊耳位置、内框架梁结构，出现开裂等故障现象，甚至模组固定点脱落现象，也就不足为奇了。

这一现象在针对电池托盘底板设计结果检验的振动试验中也常被发现。在实验进行中，经常会碰到内框架与托盘焊接的开裂、内框架支撑梁体开裂。而针对开裂原因初步分析中，撇开工艺因素和结构设计因素，很重要的一点即是材料特性本身：铝合金型材本身杂质多、型材晶粒粗大，当故障点应力超过了材料本身所能承载应力或应力集中即容易出现开裂问题。

因而，有必要对现有用于制作新能源汽车电池托盘的6005A铝合金进行进一步改进，以获得具有更优异物理机械性能的铝合金型材、解决现有6005A铝合金制成的电池托盘在冲击试验中容易开裂的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改进型6005A铝合金型材，其具有容易成型且抗拉抗冲击性能佳的优势。