[發(fā)明專利]一種新能源汽車儲(chǔ)氫用大口徑6061鋁合金擠壓管材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210380605.2
• 申請(qǐng)日: 2022-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114807649B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章偉;張文斌;周霞;林茂;李維忠;趙剛;王守業(yè);張秋錦;楊鳳琦;劉旭云;馬步云;黃嶸;魏新民;趙錦輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北鋁業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22C1/03
• 分類號(hào): C22C1/03;C22C21/08;C22B9/05;C22B21/06;B22D11/00;C22F1/047;B21C23/08;B21C37/06
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心代理有限公司 62100
• 代理人: 趙紅紅

本發(fā)明公開(kāi)了一種新能源汽車用大口徑6061鋁合金擠壓管材的制備方法，依次包括合金成分優(yōu)化、熔煉、熔體凈化、靜置、除氣除渣、鑄造、均勻化退火、機(jī)械加工和擠壓工序。本發(fā)明設(shè)計(jì)合金成分的元素含量以重量百分比計(jì)包括：Si0.6?0.70%，F(xiàn)e0.15?0.20%，Cu0.28?0.35%，Mn0.15?0.20%，Mg0.85?1.1%，Zn0.18?0.25%，Ti0.14?0.15%，Cr0.1?0.3%，Ni0.05%，余量為Al，調(diào)整Mg/Si比為1.40?1.53之間，并對(duì)鑄錠的熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，為了保證管材滿足精度要求和表面質(zhì)量要求，對(duì)工模具和擠壓參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，得到了具有良好塑韌性和剛度，成分分布均勻、晶粒細(xì)小的鋁合金擠壓管材，從而滿足新能源汽車儲(chǔ)氫管的使用要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金型材加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新能源汽車用大口徑6061鋁合金擠壓管材的制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)新能源汽車的數(shù)量持續(xù)增加，氫氣更是以其資源豐富、熱值高、清潔等優(yōu)勢(shì),成為新能源汽車的首選氣體，其應(yīng)用前景不可限量。氫能源汽車分為兩種，氫內(nèi)燃機(jī)汽車和氫燃料電池汽車，無(wú)論是哪種類型的氫能源汽車首先要解決氫氣的存儲(chǔ)問(wèn)題。常規(guī)鋼制壓力容器無(wú)法滿足新能源汽車輕量化及高儲(chǔ)氫密度的技術(shù)要求。

6061鋁合金是以Mg和Si為主要合金元素，并以Mg₂Si相為強(qiáng)化相，屬于熱處理可強(qiáng)化鋁合金，具有輕質(zhì)、中等強(qiáng)度，耐蝕性高，無(wú)應(yīng)力腐蝕破裂傾向，焊接性能良好，焊接區(qū)腐蝕性能不變，成形性和工藝性能良好等優(yōu)點(diǎn)，可以作為新能源汽車上使用的儲(chǔ)氫管。在儲(chǔ)氫管成品生產(chǎn)中，需要經(jīng)歷擠壓過(guò)程和旋壓減薄過(guò)程，對(duì)于擠壓過(guò)程需滿足以下條件：1、擠壓得到的大口徑鋁合金管材必須要有足夠的塑韌性，以適應(yīng)后期的強(qiáng)力旋壓過(guò)程。2、由于儲(chǔ)氫管內(nèi)儲(chǔ)存的介質(zhì)為高壓氣體，必須要使管材各部分的成分及組織中各種強(qiáng)化相的分布均勻且晶粒細(xì)小，因此，需要對(duì)合金成分進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，并對(duì)鑄錠的熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化。3、為了保證管材滿足精度要求和表面質(zhì)量要求，擠壓過(guò)程中合金要保持足夠的剛度使得管材不發(fā)生變形，因此對(duì)工模具和擠壓參數(shù)的設(shè)計(jì)也提出了很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上所述，本發(fā)明的目的是提供一種新能源汽車用大口徑6061鋁合金擠壓管材的制備方法，以得到具有良好塑韌性和剛度，成分分布均勻、晶粒細(xì)小的鋁合金擠壓管材，從而滿足新能源汽車儲(chǔ)氫管的使用要求。

為實(shí)現(xiàn)其目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種新能源汽車儲(chǔ)氫用大口徑6061鋁合金擠壓管材的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）合金成分優(yōu)化：調(diào)整6061合金的元素含量以重量百分比計(jì)包括：Si0.6-0.70%，F(xiàn)e0.15-0.20%，Cu0.28-0.35%，Mn0.15-0.20%，Mg0.85-1.1%，Zn0.18-0.25%，Ti0.14-0.15%，Cr0.1-0.3%，Ni0.05%，余量為Al；

（2）按元素組成配制高純鋁錠、鎂錠、電解銅、鋅錠，F(xiàn)e、Mn、Cr、Ti金屬添加劑，Al-Ni中間合金、Al-Si中間合金；所述鋁錠純度≥99.86%，鎂錠純度≥99.98%，鋅錠純度＞99.95%，電解銅、金屬添加劑、中間合金純度＞99.90%；

（3）將步驟（2）中高純鋁錠、鋅錠、電解銅投入到爐膛溫度≤930℃的電爐中，調(diào)整熔煉溫度為720-750℃進(jìn)行熔煉，待熔煉溫度達(dá)到730℃時(shí)進(jìn)行扒渣、用加鎂器加鎂錠、加金屬添加劑；

（4）熔池中吹入氮氯混合氣體對(duì)熔體進(jìn)行凈化，吹入時(shí)間為10-12min，精煉后扒渣，經(jīng)測(cè)氫儀檢測(cè)熔池中氫含量≤0.14ml/100g時(shí)進(jìn)行取樣，測(cè)量合金成分配比是否滿足要求，如有部分元素?zé)龘p，則進(jìn)行補(bǔ)料；

（5）將步驟（4）中熔體導(dǎo)入靜置爐，在730-750℃下靜置30min，隨后攪拌熔體使其混合均勻；

（6）將步驟（5）中熔體依次通過(guò)在線除氣設(shè)備和雙層陶瓷過(guò)濾片進(jìn)行除氣、除渣處理；