汽车前盖板用镀铜钛合金丝网增强铝合金的制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-09-04 12:34:05
本发明公开了汽车前盖板用镀铜钛合金丝网增强铝合金的制备方法,包括编制TC4丝网,清洗后进行刻蚀活化处理,然后电镀铜层,对镀铜钛合金丝网进行热处理,将热处理后的镀铜钛合金丝网和EPS泡沫制成消失模,在消失模表面涂刷耐火涂料并烘干,装箱,在箱内填充干砂震实,将铝合金冶炼为金属液浇注入消失模内,降温至室温,形成铸锭,将铸锭进行500‑550℃热处理,然后进行热轧和冷轧,获得坯体,对坯体进行去应力退火处理,即获得汽车前盖板成品;本发明采用铜作为铝钛界面的过渡夹层,可以有效抑制铝钛之间脆性金属间化合物的生成,提高界面的强度,制备的汽车前盖板具有较高的强度和塑性,能够更好地抵抗外部冲击和变形。
本发明的目的是提供汽车前盖板用镀铜钛合金丝网增强铝合金的制备方法,解决了现有方法制备的钛合金丝增强铝基复合材料界面性能差,难以实际应用在汽车前盖板生产中的问题。本发明所采用的技术方案是,汽车前盖板用镀铜钛合金丝网增强铝合金的制备方法,包括以下步骤:步骤1,编制TC4丝网,清洗干净后进行刻蚀活化处理,然后电镀铜层,获得镀铜钛合金丝网;步骤2,对镀铜钛合金丝网进行热处理,包括将镀铜钛合金丝网放入热处理炉中,先将炉温以10℃/min升高至740℃保温10min,再将炉温以8℃/min升高至820-880℃保温15min-60min,然后以5℃/min的冷却速度从820-880℃冷却到740℃并保温5min,再以5℃/min的冷却速度从740℃冷却到500℃,最后随炉冷却至室温;步骤3,将热处理后的镀铜钛合金丝网和EPS泡沫制成消失模,在消失模表面涂刷耐火涂料并烘干,然后装箱,在箱内填充干砂震实;步骤4,将铝合金冶炼为金属液浇注入消失模内,浇注完成后冒口补浇,随后降温至室温,形成铸锭;
在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率还较低的背景下,不论对传统燃油汽车,还是新能源汽车,轻量化技术都是一项共性的基础技术。铝合金作为一种具备多种优良性能的轻质材料,成为目前汽车轻量化技术发展中的首选材料。能够承载大载荷的铝铸部件,不仅可以明显减轻重量,而且同时具有较高的强度。这类板件具有复杂的几何形状,通常是用真空压铸的方式,以使它具有较高强度。此外,铝铸件还具有高的延展性,良好的焊接性能,较高的塑性,保证了在发生碰撞时的高安全性。
汽车前盖板通常使用5系铝合金制作而成,目前现有的5系铝合金以Mg为主要元素,是一种不可热处理强化型合金。Mg原子固溶于铝基体中,形成固溶强化效果。5系合金具有与普通钢板相似的强度、成形性和抗腐蚀性能。合金强度主要取决于Mg含量和形变强化程度,通过加工硬化获得强度,由于其性能优异,通常用于制造汽车板材,如车盖,后行李箱盖和负载底板等。为了使汽车前盖板能够更好地抵抗外部冲击和变形,增加整个汽车结构的稳定性,需要同时提高汽车前盖板的强度和塑性。但是在汽车前盖板冲压过程中,材料的屈服强度高,延伸率低,成形性差。针对这一问题,基于TC4钛合金具有高强度、良好的热稳定性和耐腐蚀性等优点,且与铝合金有相似的延伸率,因此将钛合金丝作为连续纤维嵌入铝合金型材而改善型材的力学性能具有重要的应用前景,但是由于铝和钛的物化性能差异较大,冶金反应极易生成Ti3Al、TiAl、TiAl3、Ti2Al5等脆性金属间化合物,使制备的钛合金丝增强铝基复合材料界面性能较差,难以较好的抵抗外部冲击和变形抗力,因此难以实际应用在汽车前盖板生产制造中。
咸阳职业技术学院创始于1937年,2004年经陕西省人民政府批准,教育部备案,由原陕西省乾县师范学校、彬县师范学校、仪祉农业学校和咸阳市体育运动学校、卫生学校、技工学校等6所学校合并而成,是咸阳市人民政府直属的唯一一所全日制公办普通高等学校。学院为省级示范高职院校、省级“双高计划”建设单位、全国文明单位、全国绿化模范单位、国家节约型公共机构示范单位和中国特色“双高计划”高水平专业群建设单位。全日制在校学生20000多名。
本发明具有以下有益效果:
(1)采用镀铜TC4钛合金丝网增强铝合金来制备汽车前盖板,可以显著提高汽车前盖板的强度和塑性,使其能够更好地抵抗外部冲击和变形,增加整个汽车结构的稳定性,经检测,制备的汽车前盖板抗弯强度最高可达1152MPa,冲击功最高可达84J,材料的强度和延伸率得到显著提高;
(2)与传统的纯铝合金相比,镀铜TC4钛合金丝网增强铝合金具有更高的比强度和比刚度,因此,在使用该材料制造汽车前盖板时,可以减少材料的使用量,降低整车的重量,从而提高燃油经济性和行驶性能;
(3)镀铜TC4钛合金丝网的存在可以有效阻止铝合金在潮湿或腐蚀环境下的腐蚀,在铜保护层的作用下可以提供额外的耐腐蚀性能,延长汽车前盖板的使用寿命;
(4)采用铜作为铝钛界面的过渡夹层,可以有效抑制铝钛之间脆性金属间化合物的生成,提高界面的强度,解决了现有方法制备的钛合金丝增强铝基复合材料界面性能差的问题;
(5)在镀铜前对TC4丝网进行刻蚀活化处理,能更好的清除TC4丝网表面灰尘等杂质,以获得干净新鲜的金属表面,为最后获得高质量镀层作准备,以提高铜钛界面结合强度;
(6)对镀铜钛合金丝网进行热处理,可以有效提高钛铜之间的结合力,传统热处理工艺由于冷却速度快,铜母材收缩严重,容易导致铜母材与金属间化合物界面处出现裂纹缺陷,本申请将冷却过程设置为两步,可以减缓镀铜钛合金丝网的收缩和释放残余应力,避免钛铜界面微裂纹的形成。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,希望具备此项技术研发的技术方,能够承接此项目。