新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，所述電動汽車外殼按重量百分比包括Mg0.2％，Si 2.0％，Cu4.0％，Mn0.2％，F(xiàn)e0.2％，Zr0.1％，Er0.1％，Cr0.01％，Ni0.01％，Ti0.1％，Al余量。所述電動汽車外殼經(jīng)過(1)熔煉；(2)加入Al?5Ti?B、Al?lOSr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑添加細(xì)化變質(zhì)劑；(3)在100MPa的條件下靜置2h形成鑄錠；(4)五道熱軋，在超聲波振動下三道冷軋；(5)利用C和V激光改性和(6)十八烷基三氯硅烷溶液表面處理后得到成品。本發(fā)明利用多種手段對電動汽車外殼的材料進行改性和處理，使得電動汽車外殼在惡劣的工作條件下腐蝕仍能保持氧化膜的完整，避免金屬失效，滿足當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的要求。
【專利說明】
新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，具體涉及的是新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械 制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用，分為1000系列、2000系列、3000系列……9000系列。相 關(guān)技術(shù)中，6000系列鋁合金主要含有鎂和硅兩種元素，具有、低熔點、耐蝕性、耐熱、耐磨、容 易涂層和加工性好等優(yōu)點，但是，6000系列鋁合金很少具有鋼材強度和成型性，使得鋁合金 無法完全取代鋼材以減輕裝置設(shè)備的重量，減少能源消耗和污染物排放。而且隨著鋁合金 應(yīng)用的發(fā)展，人們希望鋁合金可應(yīng)用不同領(lǐng)域和環(huán)境，因此對鋁合金耐蝕性的要求越來越 高。雖然鋁合金在自然環(huán)境下其表面會生成一層氧化膜來抵御腐蝕，但是自然環(huán)境中鋁合 金表面生成的氧化膜厚約4nm，疏松多孔且結(jié)構(gòu)并不均勻，在惡劣的工作條件下腐蝕或從氧 化膜的孔洞，或從氧化膜的磨損處發(fā)生，導(dǎo)致金屬失效，無法滿足當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，解決鋁合 金不具有鋼材強度和成型性的技術(shù)問題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是新型高強度抗腐蝕電動汽車外 殼，所述外殼按重量百分比包括Mg0.2%，Si 2.0%，Cu4.0%，Mn0.2%，F(xiàn)e0.2%，Zr0.1%， ErO.l%，Cr0.01%，Ni0.01%，Ti0.1%，A1 余量。
[0005] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼制備方法，所述電動汽車外殼為由以下步驟制成 的外殼：
[0006] (1)于300°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置2h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進行 三個道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振頻 率為12kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240°C下進行2個小時的退火處理， 得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理，然后水 淬；（11)鋁合金板材在180 °C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹于鋁 合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得鋁合金 板材表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理過程 中使用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率1.7kw，掃描速率13mn/s，束斑直 徑均為4_。（ 13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配置5mM 的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大量去 離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液中浸 泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0007] 本發(fā)明的有益效果：
[0008] 1、合理調(diào)整各個元素重量百分比的比例，使得電動汽車外殼中形成保持最大時效 強化能力的Mg2Si相，增強電動汽車外殼強度的同時增加其延伸率。加入適當(dāng)比例的Cu元 素，降低自然時效對材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2Si相(針狀β〃相），同時避 免加入Cu元素后降低電動汽車外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會產(chǎn)生彌散相，抑制合金再結(jié) 晶，提高合金強度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的稀土元素加入電動汽 車外殼中，可以減少或消除熔鑄過程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動性、細(xì)化晶粒、加速時 效過程，而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合金的力學(xué)性能及腐蝕 性能。
[0009] 2、減壓狀態(tài)下熔煉電動汽車外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時為了保 持加熱器內(nèi)的壓強，加熱器在排出氣體的同時需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先 直接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動，與氣體共同排放，去除 雜質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì) 的氣體進入加熱器中氧化金屬熔液。
[0010] 3、三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局 限性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱 狀晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti-B細(xì) 化劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法 充分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各 自的優(yōu)點。
[0011] 4、熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300 °C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 2h，可防止金屬液體凝固過程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響電動汽車外殼的強度，同時 在高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強電動汽車外殼的強度。
[0012] 5、電動汽車外殼在一定振幅下超聲振動受壓延伸，可減少乳制過程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對電動汽車外殼板材表面的影響，相對于靜態(tài)冷乳，超聲振動冷乳的電 動汽車外殼表面更加光滑，有利于進行下一步驟的操作。
[0013 ] 6、將混合粉末C和V均勻涂抹于電動汽車外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光 器對電動汽車外殼板材進行激光處理改性，能有效地使電動汽車外殼板材表面形成納米級 壓痕的同時將混合粉末C和V恪融覆蓋于電動汽車外殼板材的表面，電動汽車外殼板材表面 形成納米級的凹坑，增加電動汽車外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時使得下一步驟的 十八烷基三氯硅烷溶液更容易進入電動汽車外殼板材表面，在電動汽車外殼表面形成多種 形貌的微結(jié)構(gòu)，然后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變電動汽車外殼 板材的表面性質(zhì)，而電動汽車外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高電動汽車外殼板 材在高溫下的抗氧化性能，改變電動汽車外殼板材的表面性質(zhì)。
【具體實施方式】
[0014] 結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0015] 實施例一
[0016] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，按重量百分比包括MgO. 2%，Si 2.0%， Cu4.0%，ΜηΟ·2%，F(xiàn)e0.2%，Zr0.1%，Er0.1%，Cr0.01%，Ni0.01%，Ti0.1%，A1 余量。
[0017] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼制備方法，所述電動汽車外殼為由以下步驟制成 的外殼：
[0018] (1)于300°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置2h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進行 三個道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振頻 率為12kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240°C下進行2個小時的退火處理， 得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理，然后水 淬；（11)鋁合金板材在180 °C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹于鋁 合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得鋁合金 板材表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理過程 中使用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率1.7kw，掃描速率13mn/s，束斑直 徑均為4_。（ 13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配置5mM 的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大量去 離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液中浸 泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0019] 制成的電動汽車外殼板材的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度分別為 398.4MPa、325.8MPa、20%、112HB。
[0020] 合理調(diào)整各個元素重量百分比的比例，使得電動汽車外殼中形成保持最大時效強 化能力的Mg2Si相，增強電動汽車外殼強度的同時增加其延伸率。加入適當(dāng)比例的Cu元素， 降低自然時效對材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2Si相(針狀β〃相），同時避免 加入Cu元素后降低電動汽車外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會產(chǎn)生彌散相，抑制合金再結(jié) 晶，提高合金強度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的稀土元素加入電動汽 車外殼中，可以減少或消除熔鑄過程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動性、細(xì)化晶粒、加速時 效過程，而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合金的力學(xué)性能及腐蝕 性能。
[0021] 減壓狀態(tài)下熔煉電動汽車外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時為了保持 加熱器內(nèi)的壓強，加熱器在排出氣體的同時需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先直 接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動，與氣體共同排放，去除雜 質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì)的 氣體進入加熱器中氧化金屬熔液。
[0022] 三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局限 性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti_B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點。由表格可知，相對于單一使用細(xì)化變質(zhì)劑，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑可增強電動汽 車外殼的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度，其中表中數(shù)據(jù)為添加細(xì)化變質(zhì)劑后與不 添加細(xì)化變質(zhì)劑后電動汽車外殼在各種性能指標(biāo)上的比較，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑的電 動汽車外殼的抗拉強度增加了6.892%，屈服強度增加了5.974%，伸長率增加了 18.0%和 布氏硬度增加了9.821 %。
[0023]
[0024]熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 2h，可防止金屬液體凝固過程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響電動汽車外殼板材的強度， 同時在高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強電動汽車外殼的強度。
[0025] 電動汽車外殼在一定振幅下超聲振動受壓延伸，可減少乳制過程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對電動汽車外殼板材表面的影響，相對于靜態(tài)冷乳，超聲振動冷乳的電 動汽車外殼表面更加光滑，有利于進行下一步驟的操作。
[0026] 將混合粉末C和V均勻涂抹于電動汽車外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器 對電動汽車外殼板材進行激光處理改性，能有效地使電動汽車外殼板材表面形成納米級壓 痕的同時將混合粉末C和V恪融覆蓋于電動汽車外殼板材的表面，電動汽車外殼板材表面形 成納米級的凹坑，增加電動汽車外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時使得下一步驟的十 八烷基三氯硅烷溶液更容易進入電動汽車外殼板材表面，在電動汽車外殼表面形成多種形 貌的微結(jié)構(gòu)，然后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變電動汽車外殼板 材的表面性質(zhì)，而電動汽車外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高電動汽車外殼板材 在高溫下的抗氧化性能，改變電動汽車外殼板材的表面性質(zhì)。
[0027] 為了測定電動汽車外殼表面生成膜層在鹽溶液中的耐蝕性能，采用Tafel曲線和 電化學(xué)阻抗譜來評價薄膜的防腐性能，在進行電化學(xué)測試之前所有樣品都在NaCl溶液中浸 泡一段時間，電化學(xué)阻抗譜和計劃曲線在開路點位(OCP)穩(wěn)定之后進行測量，得到電動汽車 外殼板材的腐蝕電位(Erarr)和腐蝕電流密度(I ?rr)的數(shù)值，一般認(rèn)為腐蝕電位越高樣品腐 蝕的傾向越小，而腐蝕電流密度越小表示樣品的腐蝕速度越小，耐蝕性能越好。測量得到的 電動汽車外殼板材的腐蝕電位（Ec^rr)為-545.8mV，電動汽車外殼板材的腐蝕電流密度 (1。_)為1.421μΑαιΓ2,而未經(jīng)過處理的電動汽車外殼是-1057mV，未經(jīng)處理的電動汽車外殼 的腐蝕電流密度（Icorr)為4.303μΑαιΓ2,由此可知，本發(fā)明的電動汽車外殼板材抗腐蝕性能 相比于未經(jīng)過處理的電動汽車外殼有所提升。
[0028] 實施例二
[0029] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，按重量百分比包括MgO.6%，Si3.5%，Cu6.0%， Μη0·3%，F(xiàn)e0.3%，Zr0.5%，Er0.5%，Cr0.02%，Ni0.02%，Ti0.2%，A1 余量。
[0030] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼制備方法，所述電動汽車外殼為由以下步驟制成 的外殼：（1)于320下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀態(tài) 下熔煉溫度為750°C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁銅 中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以及 少量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入鋁 鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保溫 30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分比 比例為8:1: 3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱 至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置2.5h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進行 三個道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振頻 率為14kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240°C下進行2~3個小時的退火處 理，得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理，然 后水淬；（11)鋁合金板材在180°C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹 于鋁合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得鋁 合金板材表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理 過程中使用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率2. Okw，掃描速率15mn/s，束 斑直徑均為4_。（13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配 置5mM的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大 量去離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液 中浸泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0031] 制成的電動汽車外殼板材的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度分別為 427.2MPa、341.8MPa、16 %、107HB。
[0032] 三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局限 性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti-B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點。由表格可知，相對于單一使用細(xì)化變質(zhì)劑，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑可增強電動汽 車外殼的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度，其中表中數(shù)據(jù)為添加細(xì)化變質(zhì)劑后與不 添加細(xì)化變質(zhì)劑后電動汽車外殼在各種性能指標(biāo)上的比較。
[0033] 合理調(diào)整各個元素重量百分比的比例，使得電動汽車外殼中形成保持最大時效強 化能力的Mg2Si相，增強電動汽車外殼強度的同時增加其延伸率。加入適當(dāng)比例的Cu元素， 降低自然時效對材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2Si相(針狀β〃相），同時避免 加入Cu元素后降低電動汽車外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會產(chǎn)生彌散相，抑制合金再結(jié) 晶，提高合金強度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的稀土元素加入電動汽 車外殼中，可以減少或消除熔鑄過程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動性、細(xì)化晶粒、加速時 效過程，而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合金的力學(xué)性能及腐蝕 性能。
[0034] 減壓狀態(tài)下熔煉電動汽車外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時為了保持 加熱器內(nèi)的壓強，加熱器在排出氣體的同時需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先直 接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動，與氣體共同排放，去除雜 質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì)的 氣體進入加熱器中氧化金屬熔液。
[0035] 三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局限 性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti_B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點。由表格可知，相對于單一使用細(xì)化變質(zhì)劑，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑可增強電動汽 車外殼的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度，其中表中數(shù)據(jù)為添加細(xì)化變質(zhì)劑后與不 添加細(xì)化變質(zhì)劑后電動汽車外殼在各種性能指標(biāo)上的比較，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑的電 動汽車外殼的抗拉強度增加了7.234%，屈服強度增加了6.704%，伸長率增加了 20.0 %和 布氏硬度增加了 10.758%。
[0036]
[0037]熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 2.5h，可防止金屬液體凝固過程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響電動汽車外殼板材的強 度，同時在高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強電動汽車外殼的強度。
[0038]電動汽車外殼在一定振幅下超聲振動受壓延伸，可減少乳制過程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對電動汽車外殼板材表面的影響，相對于靜態(tài)冷乳，超聲振動冷乳的電 動汽車外殼表面更加光滑，有利于進行下一步驟的操作。
[0039 ]將混合粉末C和V均勻涂抹于電動汽車外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器 對電動汽車外殼板材進行激光處理改性，能有效地使電動汽車外殼板材表面形成納米級壓 痕的同時將混合粉末C和V恪融覆蓋于電動汽車外殼板材的表面，電動汽車外殼板材表面形 成納米級的凹坑，增加電動汽車外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時使得下一步驟的十 八烷基三氯硅烷溶液更容易進入電動汽車外殼板材表面，在電動汽車外殼表面形成多種形 貌的微結(jié)構(gòu)，然后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變電動汽車外殼板 材的表面性質(zhì)，而電動汽車外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高電動汽車外殼板材 在高溫下的抗氧化性能，改變電動汽車外殼板材的表面性質(zhì)。
[0040]為了測定電動汽車外殼表面生成膜層在鹽溶液中的耐蝕性能，采用Tafel曲線和 電化學(xué)阻抗譜來評價薄膜的防腐性能，在進行電化學(xué)測試之前所有樣品都在NaCl溶液中浸 泡一段時間，電化學(xué)阻抗譜和計劃曲線在開路點位(0CP)穩(wěn)定之后進行測量，得到電動汽車 外殼板材的腐蝕電位(Erarr)和腐蝕電流密度(I ?rr)的數(shù)值，一般認(rèn)為腐蝕電位越高樣品腐 蝕的傾向越小，而腐蝕電流密度越小表示樣品的腐蝕速度越小，耐蝕性能越好。測量得到的 電動汽車外殼板材的腐蝕電位（Emrr)為-564.2mV，電動汽車外殼板材的腐蝕電流密度 (1。_)為1.145μΑαιΓ2,而未經(jīng)過處理的電動汽車外殼是-1057mV，未經(jīng)處理的電動汽車外殼 的腐蝕電流密度（Icorr)為4.303μΑαιΓ2,由此可知，本發(fā)明的電動汽車外殼板材抗腐蝕性能 相比于未經(jīng)過處理的電動汽車外殼有所提升。
[0041 ] 實施例三
[0042] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，按重量百分比包括MgO.6%，Si2.0%，Cu5.0%， Μη0·25%，F(xiàn)e0.25%，Zr0.3%，Er0.3%，Cr0.015%，Ni0.015%，Ti0.015%，A1 余量。
[0043] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼制備方法，所述電動汽車外殼為由以下步驟制成 的外殼：（1)于330°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h;(2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置3h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進行 三個道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振頻 率為15kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240°C下進行2~3個小時的退火處 理，得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理，然 后水淬；（11)鋁合金板材在180°C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹 于鋁合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得鋁 合金板材表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理 過程中使用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率2. lkw，掃描速率18mm/s，束 斑直徑均為4_。（13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配 置5mM的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大 量去離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液 中浸泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0044] 制成的電動汽車外殼板材的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度分別為 402.3MPa、331.2MPa、18%、109HB。合理調(diào)整各個元素重量百分比的比例，使得電動汽車外 殼中形成保持最大時效強化能力的Mg2Si相，增強電動汽車外殼強度的同時增加其延伸率。 加入適當(dāng)比例的Cu元素，降低自然時效對材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2S i 相(針狀β〃相），同時避免加入Cu元素后降低電動汽車外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會產(chǎn)生 彌散相，抑制合金再結(jié)晶，提高合金強度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的 稀土元素加入電動汽車外殼中，可以減少或消除熔鑄過程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動 性、細(xì)化晶粒、加速時效過程，而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合 金的力學(xué)性能及腐蝕性能。
[0045] 減壓狀態(tài)下熔煉電動汽車外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時為了保持 加熱器內(nèi)的壓強，加熱器在排出氣體的同時需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先直 接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動，與氣體共同排放，去除雜 質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì)的 氣體進入加熱器中氧化金屬熔液。
[0046] 三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局限 性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti_B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點。由表格可知，相對于單一使用細(xì)化變質(zhì)劑，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑可增強電動汽 車外殼的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度，其中表中數(shù)據(jù)為添加細(xì)化變質(zhì)劑后與不 添加細(xì)化變質(zhì)劑后電動汽車外殼在各種性能指標(biāo)上的比較，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑的電 動汽車外殼的抗拉強度增加了8.126%，屈服強度增加了7.237%，伸長率增加了22.0%和 布氏硬度增加了11.594%。
[0047]
[0048]熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 3h，可防止金屬液體凝固過程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響電動汽車外殼板材的強度， 同時在高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強電動汽車外殼的強度。
[0049] 電動汽車外殼在一定振幅下超聲振動受壓延伸，可減少乳制過程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對電動汽車外殼板材表面的影響，相對于靜態(tài)冷乳，超聲振動冷乳的電 動汽車外殼表面更加光滑，有利于進行下一步驟的操作。
[0050] 將混合粉末C和V均勻涂抹于電動汽車外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器 對電動汽車外殼板材進行激光處理改性，能有效地使電動汽車外殼板材表面形成納米級壓 痕的同時將混合粉末C和V恪融覆蓋于電動汽車外殼板材的表面，電動汽車外殼板材表面形 成納米級的凹坑，增加電動汽車外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時使得下一步驟的十 八烷基三氯硅烷溶液更容易進入電動汽車外殼板材表面，在電動汽車外殼表面形成多種形 貌的微結(jié)構(gòu)，然后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變電動汽車外殼板 材的表面性質(zhì)，而電動汽車外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高電動汽車外殼板材 在高溫下的抗氧化性能，改變電動汽車外殼板材的表面性質(zhì)。
[0051]為了測定電動汽車外殼表面生成膜層在鹽溶液中的耐蝕性能，采用Tafel曲線和 電化學(xué)阻抗譜來評價薄膜的防腐性能，在進行電化學(xué)測試之前所有樣品都在NaCl溶液中浸 泡一段時間，電化學(xué)阻抗譜和計劃曲線在開路點位(0CP)穩(wěn)定之后進行測量，得到電動汽車 外殼板材的腐蝕電位(Erarr)和腐蝕電流密度(I ?rr)的數(shù)值，一般認(rèn)為腐蝕電位越高樣品腐 蝕的傾向越小，而腐蝕電流密度越小表示樣品的腐蝕速度越小，耐蝕性能越好。測量得到的 電動汽車外殼板材的腐蝕電位（Ec^rr)為-627. lmV，電動汽車外殼板材的腐蝕電流密度 (1。_)為1.298μΑαιΓ2,而未經(jīng)過處理的電動汽車外殼是-1057mV，未經(jīng)處理的電動汽車外殼 的腐蝕電流密度（Icorr)為4.303μΑαιΓ2,由此可知，本發(fā)明的電動汽車外殼板材抗腐蝕性能 相比于未經(jīng)過處理的電動汽車外殼有所提升。
[0052]實施例四
[0053]新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，按重量百分比包括MgO. 3%，Si 2.5%， Cu4.5%，ΜηΟ·25%，F(xiàn)e0.2%，Zr0.2%，Er0.2%，Cr0.01%，Ni0.01%，Ti0.1%，A1 余量。
[0054]新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼制備方法，所述電動汽車外殼為由以下步驟制成 的外殼：（1)于340°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h;(2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置3.5h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適 尺寸后于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C 后保溫3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進 行三個道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振 頻率為16kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240°C下進行2~3個小時的退火 處理，得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理， 然后水淬；（11)鋁合金板材在180°C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂 抹于鋁合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得 鋁合金板材表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處 理過程中使用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率2.3kw，掃描速率19mn/s， 束斑直徑均為Απιπ^αβ)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì) 配置5mM的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用 大量去離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶 液中浸泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0055] 制成的電動汽車外殼板材的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度分別為 412.3MPa、311.6MPa、21 %、110ΗΒ。合理調(diào)整各個元素重量百分比的比例，使得電動汽車外 殼中形成保持最大時效強化能力的Mg2Si相，增強電動汽車外殼強度的同時增加其延伸率。 加入適當(dāng)比例的Cu元素，降低自然時效對材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2S i 相(針狀β〃相），同時避免加入Cu元素后降低電動汽車外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會產(chǎn)生 彌散相，抑制合金再結(jié)晶，提高合金強度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的 稀土元素加入電動汽車外殼中，可以減少或消除熔鑄過程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動 性、細(xì)化晶粒、加速時效過程，而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合 金的力學(xué)性能及腐蝕性能。
[0056] 減壓狀態(tài)下熔煉電動汽車外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時為了保持 加熱器內(nèi)的壓強，加熱器在排出氣體的同時需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先直 接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動，與氣體共同排放，去除雜 質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì)的 氣體進入加熱器中氧化金屬熔液。
[0057] 三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局限 性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti_B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點。由表格可知，相對于單一使用細(xì)化變質(zhì)劑，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑可增強電動汽 車外殼的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度，其中表中數(shù)據(jù)為添加細(xì)化變質(zhì)劑后與不 添加細(xì)化變質(zhì)劑后電動汽車外殼在各種性能指標(biāo)上的比較，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑的電 動汽車外殼的抗拉強度增加了6.092%，屈服強度增加了5.124%，伸長率增加了 15.0%和 布氏硬度增加了 8.067 %。
[0058]
[0059]熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 3.5h，可防止金屬液體凝固過程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響電動汽車外殼板材的強 度，同時在高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強電動汽車外殼的強度。
[0060]電動汽車外殼在一定振幅下超聲振動受壓延伸，可減少乳制過程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對電動汽車外殼板材表面的影響，相對于靜態(tài)冷乳，超聲振動冷乳的電 動汽車外殼表面更加光滑，有利于進行下一步驟的操作。
[0061 ]將混合粉末C和V均勻涂抹于電動汽車外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器 對電動汽車外殼板材進行激光處理改性，能有效地使電動汽車外殼板材表面形成納米級壓 痕的同時將混合粉末C和V恪融覆蓋于電動汽車外殼板材的表面，電動汽車外殼板材表面形 成納米級的凹坑，增加電動汽車外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時使得下一步驟的十 八烷基三氯硅烷溶液更容易進入電動汽車外殼板材表面，在電動汽車外殼表面形成多種形 貌的微結(jié)構(gòu)，然后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變電動汽車外殼板 材的表面性質(zhì)，而電動汽車外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高電動汽車外殼板材 在高溫下的抗氧化性能，改變電動汽車外殼板材的表面性質(zhì)。
[0062]為了測定電動汽車外殼表面生成膜層在鹽溶液中的耐蝕性能，采用Tafel曲線和 電化學(xué)阻抗譜來評價薄膜的防腐性能，在進行電化學(xué)測試之前所有樣品都在NaCl溶液中浸 泡一段時間，電化學(xué)阻抗譜和計劃曲線在開路點位(0CP)穩(wěn)定之后進行測量，得到電動汽車 外殼板材的腐蝕電位(Erarr)和腐蝕電流密度(I ?rr)的數(shù)值，一般認(rèn)為腐蝕電位越高樣品腐 蝕的傾向越小，而腐蝕電流密度越小表示樣品的腐蝕速度越小，耐蝕性能越好。測量得到的 電動汽車外殼板材的腐蝕電位（Ε。。^)為-603.2mV，電動汽車外殼板材的腐蝕電流密度 (1。_)為1.389μΑαιΓ2,而未經(jīng)過處理的電動汽車外殼是-1057mV，未經(jīng)處理的電動汽車外殼 的腐蝕電流密度（Icorr)為4.303μΑαιΓ2,由此可知，本發(fā)明的電動汽車外殼板材抗腐蝕性能 相比于未經(jīng)過處理的電動汽車外殼有所提升。
[0063] 實施例五
[0064] 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，按重量百分比包括MgO. 5%，Si 2.0~3.5%， Cu5.0%，ΜηΟ·25%，F(xiàn)e0.3%，Zr0.4%，Er0.4%，Cr0.015%，Ni0.015%，Ti0.015%，A1 余 量。
[0065]新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼制備方法，所述電動汽車外殼為由以下步驟制成 的外殼：
[0066] (1)于350°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀 態(tài)下熔煉溫度為750 °C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁 銅中間合金、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以 及少量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入 鋁鈦中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保 溫30~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分 比比例為8:1:3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù) 熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置4h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺 寸后于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后 保溫3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進行 三個道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振頻 率為18kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240°C下進行2~3個小時的退火處 理，得到一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理，然 后水淬；（11)鋁合金板材在180°C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹 于鋁合金板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得鋁 合金板材表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理 過程中使用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率2.5kw，掃描速率20mm/s，束 斑直徑均為4_。（13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配 置5mM的十八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大 量去離子水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液 中浸泡12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
[0067] 制成的電動汽車外殼板材的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度分別為 395.5MPa、329.1MPa、21%、lllHB。合理調(diào)整各個元素重量百分比的比例，使得電動汽車外 殼中形成保持最大時效強化能力的Mg2Si相，增強電動汽車外殼強度的同時增加其延伸率。 加入適當(dāng)比例的Cu元素，降低自然時效對材料性能的不利影響，形成更細(xì)小、更多的Mg2S i 相(針狀β〃相），同時避免加入Cu元素后降低電動汽車外殼抗蝕性。加入微量Μη和Cr，會產(chǎn)生 彌散相，抑制合金再結(jié)晶，提高合金強度，增加合金抗晶間腐蝕能力，改善合金性能。適量的 稀土元素加入電動汽車外殼中，可以減少或消除熔鑄過程中的氣體和有害雜質(zhì)、增加流動 性、細(xì)化晶粒、加速時效過程，而且適量的稀土元素與其他元素相互配合能夠有效地改善合 金的力學(xué)性能及腐蝕性能。
[0068] 減壓狀態(tài)下熔煉電動汽車外殼可有效地降低熔煉溫度，節(jié)省資源。同時為了保持 加熱器內(nèi)的壓強，加熱器在排出氣體的同時需要灌入一定量的惰性氣體，惰性氣體首先直 接通入金屬熔液中，形成氣泡，帶動金屬熔液中的雜質(zhì)向上移動，與氣體共同排放，去除雜 質(zhì)，另外惰性氣體迫使熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體隨之排放，防止氧氣等具有氧化性質(zhì)的 氣體進入加熱器中氧化金屬熔液。
[0069] 三種細(xì)化變質(zhì)劑對電動汽車外殼都有積極作用，但是單獨使用時存在一定的局限 性，如單獨加入Sr作變質(zhì)處理，合金吸氣傾向加劇，降低合金的致密性，易形成嚴(yán)重的柱狀 晶組織，導(dǎo)致力學(xué)性能反而下降，稀土容易氧化，變質(zhì)效果維持時間短等;而Al-5Ti_B細(xì)化 劑的抗衰減性能仍不能令人滿意，而且易受Zr原子的毒化而失去細(xì)化晶粒的能力，無法充 分發(fā)揮其各自的優(yōu)點。而將三者結(jié)合使用在克服其本身具有的缺陷的同時可充分發(fā)揮各自 的優(yōu)點。由表格可知，相對于單一使用細(xì)化變質(zhì)劑，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑可增強電動汽 車外殼的抗拉強度、屈服強度、伸長率和布氏硬度，其中表中數(shù)據(jù)為添加細(xì)化變質(zhì)劑后與不 添加細(xì)化變質(zhì)劑后電動汽車外殼在各種性能指標(biāo)上的比較，同時使用三種細(xì)化變質(zhì)劑的電 動汽車外殼的抗拉強度增加8.126%，屈服強度增加7.237 %，伸長率增加22.0% %和布氏 硬度增加了 11.594 %。
[0070]
[0071]熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置 4h，可防止金屬液體凝固過程中形成疏松結(jié)構(gòu)的鑄錠，從而影響電動汽車外殼板材的強度， 同時在高壓的條件下有利于形成致密結(jié)構(gòu)的鑄錠，增強電動汽車外殼的強度。
[0072]電動汽車外殼在一定振幅下超聲振動受壓延伸，可減少乳制過程中受到的摩擦 力，從而降低摩擦力對電動汽車外殼板材表面的影響，相對于靜態(tài)冷乳，超聲振動冷乳的電 動汽車外殼表面更加光滑，有利于進行下一步驟的操作。
[0073 ]將混合粉末C和V均勻涂抹于電動汽車外殼板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器 對電動汽車外殼板材進行激光處理改性，能有效地使電動汽車外殼板材表面形成納米級壓 痕的同時將混合粉末C和V恪融覆蓋于電動汽車外殼板材的表面，電動汽車外殼板材表面形 成納米級的凹坑，增加電動汽車外殼板材的表面積，提高摩擦力的同時使得下一步驟的十 八烷基三氯硅烷溶液更容易進入電動汽車外殼板材表面，在電動汽車外殼表面形成多種形 貌的微結(jié)構(gòu)，然后在表面上自組裝具備防腐耐磨性能的硅烷膜，從而改變電動汽車外殼板 材的表面性質(zhì)，而電動汽車外殼板材表面形成的c-v覆膜可有效地提高電動汽車外殼板材 在高溫下的抗氧化性能，改變電動汽車外殼板材的表面性質(zhì)。
[0074]為了測定電動汽車外殼表面生成膜層在鹽溶液中的耐蝕性能，采用Tafel曲線和 電化學(xué)阻抗譜來評價薄膜的防腐性能，在進行電化學(xué)測試之前所有樣品都在NaCl溶液中浸 泡一段時間，電化學(xué)阻抗譜和計劃曲線在開路點位(0CP)穩(wěn)定之后進行測量，得到電動汽車 外殼板材的腐蝕電位(Erarr)和腐蝕電流密度(I ?rr)的數(shù)值，一般認(rèn)為腐蝕電位越高樣品腐 蝕的傾向越小，而腐蝕電流密度越小表示樣品的腐蝕速度越小，耐蝕性能越好。測量得到的 電動汽車外殼板材的腐蝕電位（Ε。。^)為-541.6mV，電動汽車外殼板材的腐蝕電流密度 (1。_)為1.385μΑαιΓ2,而未經(jīng)過處理的電動汽車外殼是-1057mV，未經(jīng)處理的電動汽車外殼 的腐蝕電流密度（Icorr)為4.303μΑαιΓ2,由此可知，本發(fā)明的電動汽車外殼板材抗腐蝕性能 相比于未經(jīng)過處理的電動汽車外殼有所提升。
[0075]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1. 新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，其特征在于，所述電動汽車外殼按重量百分比包 ?Mg0.2%,Si 2.0%,Cu4.0%,Mn0.2%,Fe0.2%,Zr0.1%,Er0.1%,Cr0.01%,Ni0.01%, Ti0.1%，Al 余量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高強度抗腐蝕電動汽車外殼，其特征在于，所述電動汽車 外殼為由以下步驟制成的外殼： (1)于300°C下預(yù)熱熔煉中使用的加熱爐和純鋁1~2h; (2)預(yù)熱后的純鋁在減壓狀態(tài)下 熔煉溫度為750°C的加熱爐中完全熔化后加入單晶硅顆粒，單晶硅顆粒熔化后加入鋁銅中 間合金、錯錳中間合金、錯鉻中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鋯中間合金以及少 量稀土元素鉺，并保溫一段時間至中間合金完全熔化，充分?jǐn)嚢韬髮⒓訜釥t升溫，加入鋁鈦 中間合金至鋁鈦中間合金完全熔化，降溫至750°C，扒渣，加入純鎂，在真空的條件下保溫30 ~40min;(4)加入Al-5Ti-B、Al-10Sr和RE三種金屬細(xì)化變質(zhì)劑，三者加入的重量百分比比 例為8:1: 3; (5)加入精煉劑充分反應(yīng)，除氣、除渣，；（6)熔煉好的金屬液澆注到已經(jīng)預(yù)熱至 300°C左右的坩堝中在lOOMPa的條件下靜置2h，形成鑄錠；（7)所述鑄錠切割成合適尺寸后 于550°C的條件下進行12小時的均勻化退火，爐冷至室溫；（8)所述鑄錠升溫至420°C后保溫 3小時，進行五個道次的熱乳，每個道次熱乳完后在530°C保溫半小時；（9)熱乳后進行三個 道次的冷乳，鋁合金一端相對固定并連接超聲波振動裝置，另一端進入乳機中，激振頻率為 12kHz，鋁合金超聲振動受壓延伸，冷乳后對合金在240 °C下進行2個小時的退火處理，得到 一定厚度的鋁合金板材；（10)對鋁合金板材在540°C下進行半小時的固溶處理，然后水淬； (11)鋁合金板材在180°C下進行5小時的人工時效；（12)將混合粉末C和V均勻涂抹于鋁合金 板材的表面，使用橫流連續(xù)波Cq激光器對鋁合金板材進行激光處理改性，使得鋁合金板材 表面形成納米級壓痕的同時將混合粉末C和V熔融覆蓋于鋁合金板材的表面，處理過程中使 用氬氣進行保護，其激光器工藝參數(shù)范圍為:激光功率1.7kw，掃描速率13mn/s，束斑直徑均 為4_。（13)配置鹽酸體積與去離子水體積比為2:1的鹽酸溶液，以乙醇為溶質(zhì)配置5mM的十 八烷基三氯硅烷溶液，將得到的鋁合金放入鹽酸溶液中處理2min，處理完后用大量去離子 水沖洗鋁合金表面以去除多余的鹽酸，隨后將樣品放置于十八烷基三氯硅烷溶液中浸泡 12h，制備的樣品在80°C下干燥30min; (14)沖壓塑型。
【文檔編號】C23C24/10GK105838948SQ201610217012
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】董超超
【申請人】董超超