本发明属于合金领域，具体涉及一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺。
背景技术：
随着科技的发展，以汽车为代表的交通工具需要通过减轻车身的重量，来进一步提升燃料利用率。在汽车制造业中，铝合金作为一种轻质金属材料，比重小，强度高，被广泛应用于车身加工中，其力学性能以及铸造性能都十分优异，但是铝合金在铸造过程中和其它合金一样，在凝固时会因体积収缩而产生缩孔、缩松，导致其内部应力较大，严重影响铝合金铸件的机械性能、气密性以及耐蚀性。
因此，为了解决以上问题研制出一种铝合金是本领域技术人员所急需解决的难题。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明公开了一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺，质轻抗裂镁铝合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：Cu：1.2～2％、Zn：0.3～5％、Li：0.1～9％、Ni：1.1～2.1％、Zr：0.2～0.5％、Ti：0.3～0.5％、Hf：0.1～0.7％、Si：1.5～3.2％、V：0.3～1％、Mg：0.6～1.2％、稀土：3.2～15％，其余为Al。
进一步地，具体加工工艺为：
(1)按照质轻抗裂镁铝合金中的金属元素配比配制一定合金原料，放入真空感应炉内，升温至820～870℃后熔化，待完全熔化为合金液后加入精炼剂进行精炼；
(2)向精炼完成的合金液中添加变质剂，升温至920～950℃后保温0.5～1h，再快速升温至1000～1050℃，并以30～35℃/min的速度降温浇铸成铝合金锭；
(3)待铝合金锭的表面温度下降至280～320℃时，放入真空自耗电极电弧炉进行重熔，待铝合金锭完全熔化为铝合金液后加入稀土，搅拌均匀后转移至电子束熔炼炉中；
(4)将电子束熔炼炉中的电子枪束流以1mA/s的速度增加至200mA，待稀土完全溶于铝合金液中时，继续以2mA/s的速度将电子枪束流增加至400mA，并将电子束束斑直径调整为25nm，时长为5～10min，获得稀土铝合金液；然后浇铸至温度为200～300℃的金属铸型中形成稀土铝合金锭以备用；
(5)将稀土铝合金锭分为两部分，分别放入温度为800～850℃以及1000～1050℃的两个电阻炉中重新熔化，分别得到低温稀土铝合金液以及高温稀土铝合金液；将高温稀土铝合金液倒入低温稀土铝合金液中，均匀混合后，保持温度于870～920℃，并浇铸至温度为200～300℃的金属铸型中，获得质轻抗裂铝合金。
作为优选，稀土为Gd、Y、Sc、Sm、Nd、Yb以及La中的任意一种或者任意几种的组合。
作为优选，步骤(2)中的变质剂的添加量为合金液质量的7～15％，为P-Cu+RE复合变质剂，加入量占变质剂质量的百分比分别为P-Cu：3～14％、RE：86～97％。
作为优选，质轻抗裂镁铝合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：Cu：1.5～1.8％、Zn：1.8～4％、Li：1～7％、Ni：1.3～1.8％、Zr：0.3～0.5％、Ti：0.4～0.5％、Hf：0.2～0.5％、Si：1.7～3％、V：0.4～0.8％、Mg：0.7～1％、稀土：5～12％，其余为Al。
本发明提供了一种质轻抗裂的铝合金，由Cu、Zn、Li、Ni、Zr、Ti、Hf、Si、V、Mg、稀土以及Al组成。其中Al作为合金的主体元素，添加稀土元素则能够改变合金的β相结构，Li和Zr有强烈的细化晶粒和净化合金液作用，并且Li还能够使合金凝固时结晶潜热发生改变；Ni为淬透性元素，可充分提高合金的淬透性以及抗冲击韧性；Ti具有稳定的化学性质，同时具有良好的耐高温性；Hf可防止断面裂纹的产生；并且微量的V能够赋予本合金一些特殊机能，如提高抗张强度和屈服点；并且本发明还提供了具体的加工方法，在现有合金加工工艺的基础上，使用变质剂与电子束熔炼相结合，保证合金在凝固之后的显微组织非常细小，利用合金制造的铸件机械性能、气密性以及耐蚀性大大提升。
本发明与现有技术相比，采用独创的成分配比以及工艺，保证合金在冷却凝固时不发生收缩，有效避免缩孔以及缩松等缺陷的产生，同时合金显微组织细小，进一步保证加工性能以及机械性能的显著提高，降低铸件加工成本；利用本合金制造的车身件不仅质轻，同时具有优秀的抗裂性、耐磨蚀性，能够促使汽车铸造技术的迅速发展。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺，质轻抗裂镁铝合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：Cu：1.2％、Zn：0.3％、Li：0.1％、Ni：1.1％、Zr：0.2％、Ti：0.3％、Hf：0.1％、Si：1.5％、V：0.3％、Mg：0.6％、稀土：3.2％，其余为Al。
具体加工工艺为：
(1)按照质轻抗裂镁铝合金中的金属元素配比配制一定合金原料，放入真空感应炉内，升温至820℃后熔化，待完全熔化为合金液后加入精炼剂进行精炼；
(2)向精炼完成的合金液中添加变质剂，升温至920℃后保温0.5h，再快速升温至1000℃，并以35℃/min的速度降温浇铸成铝合金锭；
(3)待铝合金锭的表面温度下降至280℃时，放入真空自耗电极电弧炉进行重熔，待铝合金锭完全熔化为铝合金液后加入稀土，搅拌均匀后转移至电子束熔炼炉中；
(4)将电子束熔炼炉中的电子枪束流以1mA/s的速度增加至200mA，待稀土完全溶于铝合金液中时，继续以2mA/s的速度将电子枪束流增加至400mA，并将电子束束斑直径调整为25nm，时长为5min，获得稀土铝合金液；然后浇铸至温度为200℃的金属铸型中形成稀土铝合金锭以备用；
(5)将稀土铝合金锭分为两部分，分别放入温度为800℃以及1000℃的两个电阻炉中重新熔化，分别得到低温稀土铝合金液以及高温稀土铝合金液；将高温稀土铝合金液倒入低温稀土铝合金液中，均匀混合后，保持温度于870℃，并浇铸至温度为200℃的金属铸型中，获得质轻抗裂铝合金。
稀土为Gd。
步骤(2)中的变质剂的添加量为合金液质量的7％，为P-Cu+RE复合变质剂，加入量占变质剂质量的百分比分别为P-Cu：3％、RE：97％。
实施例2：
一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺，质轻抗裂镁铝合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：Cu：2％、Zn：5％、Li：9％、Ni：2.1％、Zr：0.5％、Ti：0.5％、Hf：0.7％、Si：3.2％、V：1％、Mg：1.2％、稀土：15％，其余为Al。
具体加工工艺为：
(1)按照质轻抗裂镁铝合金中的金属元素配比配制一定合金原料，放入真空感应炉内，升温至870℃后熔化，待完全熔化为合金液后加入精炼剂进行精炼；
(2)向精炼完成的合金液中添加变质剂，升温至950℃后保温1h，再快速升温至1050℃，并以32℃/min的速度降温浇铸成铝合金锭；
(3)待铝合金锭的表面温度下降至320℃时，放入真空自耗电极电弧炉进行重熔，待铝合金锭完全熔化为铝合金液后加入稀土，搅拌均匀后转移至电子束熔炼炉中；
(4)将电子束熔炼炉中的电子枪束流以1mA/s的速度增加至200mA，待稀土完全溶于铝合金液中时，继续以2mA/s的速度将电子枪束流增加至400mA，并将电子束束斑直径调整为25nm，时长为10min，获得稀土铝合金液；然后浇铸至温度为300℃的金属铸型中形成稀土铝合金锭以备用；
(5)将稀土铝合金锭分为两部分，分别放入温度为850℃以及1050℃的两个电阻炉中重新熔化，分别得到低温稀土铝合金液以及高温稀土铝合金液；将高温稀土铝合金液倒入低温稀土铝合金液中，均匀混合后，保持温度于920℃，并浇铸至温度为300℃的金属铸型中，获得质轻抗裂铝合金。
稀土为Sc。
步骤(2)中的变质剂的添加量为合金液质量的5％，为P-Cu+RE复合变质剂，加入量占变质剂质量的百分比分别为P-Cu：14％、RE：86％。
实施例3：
一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺，质轻抗裂镁铝合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：Cu：1.5～1.8％、Zn：1.8～4％、Li：1～7％、Ni：1.3～1.8％、Zr：0.3～0.5％、Ti：0.4～0.5％、Hf：0.2～0.5％、Si：1.7～3％、V：0.4～0.8％、Mg：0.7～1％、稀土：5～12％，其余为Al。
具体加工工艺为：
(1)按照质轻抗裂镁铝合金中的金属元素配比配制一定合金原料，放入真空感应炉内，升温至850℃后熔化，待完全熔化为合金液后加入精炼剂进行精炼；
(2)向精炼完成的合金液中添加变质剂，升温至933℃后保温0.7h，再快速升温至1020℃，并以30℃/min的速度降温浇铸成铝合金锭；
(3)待铝合金锭的表面温度下降至300℃时，放入真空自耗电极电弧炉进行重熔，待铝合金锭完全熔化为铝合金液后加入稀土，搅拌均匀后转移至电子束熔炼炉中；
(4)将电子束熔炼炉中的电子枪束流以1mA/s的速度增加至200mA，待稀土完全溶于铝合金液中时，继续以2mA/s的速度将电子枪束流增加至400mA，并将电子束束斑直径调整为25nm，时长为7min，获得稀土铝合金液；然后浇铸至温度为260℃的金属铸型中形成稀土铝合金锭以备用；
(5)将稀土铝合金锭分为两部分，分别放入温度为820℃以及1030℃的两个电阻炉中重新熔化，分别得到低温稀土铝合金液以及高温稀土铝合金液；将高温稀土铝合金液倒入低温稀土铝合金液中，均匀混合后，保持温度于900℃，并浇铸至温度为240℃的金属铸型中，获得质轻抗裂铝合金。
稀土为Gd、Sm、Yb以及La的组合。
步骤(2)中的变质剂的添加量为合金液质量的10％，为P-Cu+RE复合变质剂，加入量占变质剂质量的百分比分别为P-Cu：10％、RE：90％。
分别通过以上三个实施例提供的加工工艺制作10mm厚的板状铸件，分别进行力学测试。
实施例1的屈服强度达到450～460Mpa，抗拉强度到达468～473Mpa，延伸率为14％；实施例2的屈服强度达到470～476Mpa，抗拉强度到达483～490Mpa，延伸率为13％；实施例3的屈服强度达到491～495Mpa，抗拉强度到达503～507Mpa，延伸率为9％。
综上，通过以上三个实施例获得的合金都具有优异的屈服强度、抗拉强度，以及较低的延伸率，并且实施例3所公开的工艺参数以及成分配比为佳。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。