本发明涉及新能源汽车熔断器领域，尤其涉及新能源汽车熔断器用铝合金材料及其制备方法。
背景技术：
当今社会能源危机和环境污染问题与日俱增，全国大面积的雾霾天气更是为人们敲响了警钟。在环境污染方面，汽车的影响不容忽视。发展高效、节能、零排放的清洁型电动汽车已成为国内外汽车工业发展的必然趋势。为了提高电动汽车的动力性能和续驶里程，电动汽车动力电池组的电压越来越高，可达到几百伏，能量可以达到几十甚至上百千瓦时。动力电池组一旦发生短路，瞬间会产生巨大的能量，存在爆炸、起火的危险，严重地危及车辆及乘客的安全。为了保证车载用电器和乘客的安全，防止短路及过载现象的发生，一般选用熔断器进行保护。
现有的新能源汽车中一般使用高压熔断器作为短路和过电流保护的主动安全保护器件，电阻部件采用铝型材，要求铝型材具有较高的导电率，当电流超过规定值时，以电流流过本身电阻产生的热量使铝型材熔断，达到断开电路的目的，但因没有考虑到不同产品及环境下对于铝型材强度的要求，不适用于对安全性能要求高的汽车产品，为此我们设计出了新能源汽车熔断器用铝合金材料及其制备方法来解决以上问题。
技术实现要素：
本发明提出的新能源汽车熔断器用铝合金材料及其制备方法，解决了现有的铝型材不适用于对安全性能要求高的汽车产品的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
新能源汽车熔断器用铝合金材料，包括以下质量百分比的原料：镁0.4～0.75％、硅0.4～0.75％、铁0.05～0.5％、铜0.05～0.2％、锌0.05～0.2％、锰0.01～0.1％、铬0.01～0.1％、硼0.04～0.1％和混合稀土0.03～0.15％，其余为铝。
优选的，包括以下质量百分比的原料：镁0.5％、硅0.5％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝。
优选的，混合稀土为la、ce、pr和y以任意比例混合后的混合稀土。
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，以680～850℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入溶剂进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的1～2‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为650～750℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，在线淬火后得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
优选的，s2中，投料时，混合稀土最后投到熔化炉中。
优选的，s2中采用的溶剂为晶粒细化剂。
优选的，s5中使用的挤压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度470～500℃，出口温度500～550℃，挤压速度为9～10m/min。
优选的，s5中，在线淬火的方式为水淬，淬后温度≤50℃，，冷却速度≥30℃/s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，适当降低了mg/si配比值，时效后，过剩si原子会从基体中析出，减小基体的晶格畸变，有利于导电性能的提高，过剩si的存在可与有害元素fe反应，并促进β相的析出，增强合金时效强化效果与速率。
2、本发明中6101系铝合金的原料中添加了混合稀土，通过稀土优化综合处理可以有效降低铝锭中的si、fe及其他过渡元素的含量，有效提高铝型材的导电性能。
3、本发明中采用了水淬的方式进行淬火，对淬火速度及淬火时间进行控制，以保证时效后合金强度，且6101系铝合金较常见采用的是双极时效，通过对温度及时间控制，采取了单级时效工艺，降低了设备及人工成本。
4、本发明中，6101系铝合金抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率、型材导电率均能够满足新能源汽车熔断器的使用需求，采用具备高强度高导电率的6101系铝合金制备的熔断器，可基于强度及导电率采用双重保险方式，安全系数显著提高，还可推广到轨道交通、电力、航空航天等领域的应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料，原料包括以下质量百分比的原料：镁0.4％、硅0.4％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，混合稀土最后投到熔化炉中，以680℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入钛剂块进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的1‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为650℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度470℃，出口温度500℃，挤压速度为9m/min，水淬，淬后温度≤50℃，冷却速度≥30℃/s，得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
实施例二
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料，原料包括以下质量百分比的原料：镁0.45％、硅0.45％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，混合稀土最后投到熔化炉中，以700℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入al-ti进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的1.2‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为680℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度475℃，出口温度510℃，挤压速度为9m/min，水淬，淬后温度≤50℃，冷却速度≥30℃/s，得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
实施例三
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料，原料包括以下质量百分比的原料：镁0.5％、硅0.5％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，混合稀土最后投到熔化炉中，以720℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入钛剂块进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的1.4‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为700℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度480℃，出口温度515℃，挤压速度为9m/min，水淬，淬后温度≤50℃，冷却速度≥30℃/s，得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
实施例四
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料，原料包括以下质量百分比的原料：镁0.55％、硅0.55％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，混合稀土最后投到熔化炉中，以760℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入al-ti进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的1.6‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为710℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度490℃，出口温度530℃，挤压速度为10m/min，水淬，淬后温度≤50℃，冷却速度≥30℃/s，得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
实施例五
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料，原料包括以下质量百分比的原料：镁0.6％、硅0.6％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，混合稀土最后投到熔化炉中，以680～850℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入al-ti进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的1.8‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为730℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度490℃，出口温度540℃，挤压速度为10m/min，水淬，淬后温度≤50℃，冷却速度≥30℃/s，得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
实施例六
一种新能源汽车熔断器用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、按照原料的质量百分比备料，原料包括以下质量百分比的原料：镁0.75％、硅0.75％、铁0.3％、铜0.1％、锌0.1％、锰0.03％、铬0.03％、硼0.06％和混合稀土0.1％，其余为铝；
s2、将s1中的原料投放到熔化炉内，混合稀土最后投到熔化炉中，以680～850℃的温度进行熔化，并搅拌直至原料完全融化混合，除渣后得到6101系铝合金原液；
s3、向s2中的6101系铝合金液中加入钛剂块进行精炼，溶剂的重量是6101系铝合金液的2‰，得到6101系铝合金精炼液；
s4、将s3中的6101系铝合金精炼液置于静置炉中静置，静置炉的温度为750℃，静置后倒出，并进行在线除气过滤，得到6101系铝合金液；
s5、用挤压设备对s4中的6101系铝合金液进行挤压生产，压设备为16mn挤压机台，φ178mm圆铸锭，铸造的条件为：铸锭温度500℃，出口温度550℃，挤压速度为10m/min，水淬，淬后温度≤50℃，冷却速度≥30℃/s，得到6101系铝合金型材；
s6、将s5中的6101系铝合金型材锯切成段，风冷后检验入库。
将上述六组实施例中制备的6101系铝合金型材，按照1～6的编号进行编号，并按标准进行室温拉伸试验及导电率检测，得到材料抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率、导电率检测数据，如下表所示：
通过上表可以得出：
6101系铝合金抗拉强度rm＝195mpa～202mpa，规定非比例延伸强度rp0.2＝159mpa～167mpa，断后伸长率a50％＝14.5～16.0％，型材导电率＝56.4～56.5％iacs，新能源汽车采用具备高强度高导电率的6101系铝合金，可基于强度及导电率采用双重保险方式，安全系数显著提高，还可推广到轨道交通、电力、航空航天等领域的应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。