本发明属于高性能铝合金领域，特别涉及低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金及制备方法。
背景技术：
1、六系铝合金具有良好的可焊性、优异的成型性和耐腐蚀性，已被广泛应用于新能源电动汽车的车身面板、底盘和电池壳体，被认为是结构轻量化的关键材料。工业生产中一般采用电解纯铝作为制备六系铝合金的原料，但是电解纯铝的单价比较昂贵，能耗高，不利于低碳和环保等方面要求；由于铝合金含有铁等杂质，上述杂质在铝熔体中的溶解度较低，很难从铝熔体中完全去除，将会形成细长尖锐的富铁等杂质相，当材料经受外力时，基体容易在富铁相等杂质相周围产生内部开裂，裂纹沿着富铁相长度方向扩展，加速裂纹的萌生，最终导致材料断裂，不利于合金力学性能提升；为了提高铝合金的力学性能，现有技术通常加入大量稀土元素等或通过复杂工艺解决上述技术难题，这也将增加生产成本。因此，如何从降低原料等生产成本、简化工艺、同步提高铝合金强塑性和更好实现低碳化和环保是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术难题，本发明提供了低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金，它的制备方法包括如下步骤：
2、(1)在真空条件下，将ti-v丝材和高纯氮气混合，进行高压高频电流处理后生成氮化钛和氮化钒混合纳米颗粒，以下简称第一混合纳米颗粒；
3、所述的ti-v丝材成分按照质量百分比计：ti：70％-98％，v：2％-30％，直径0.3-3.0毫米；
4、所述的高压高频电流处理为：电压100-1000v，频率100-1000khz，电流10-100a；
5、(2)在室温情况下，将步骤(1)获得的第一混合纳米颗粒与回收铝粉按照质量比2:98-15:85在球磨机进行共混处理1-20h后获得第二混合纳米颗粒，再按照质量比1:99-20:80将第二混合纳米颗粒和回收铝粉通过铸轧机和激光焊接相结合的方式获得铝包覆混合颗粒线材，所述的激光焊接为：激光波长：800-1000nm，激光焊接时间：4-40s；
6、所述的回收铝粉粒径尺寸5-200微米；
7、(3)以回收铝，铁粉、al-mn中间合金、纯镁、al-si中间合金，纯锌、纯铜、纯铬作为原料，在750℃-1000℃保温0.5-6h后熔炼成铝合金熔液后，加入步骤(2)获得的铝包覆混合颗粒线材，利用氩气进行吹气净化精炼处理，再经浇铸、均匀化处理、空冷、挤压成型、固溶、水淬和人工时效后，获得低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金；所述的低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金晶粒尺寸≤112μm，屈服强度≥321mpa，抗拉强度≥362mpa；延伸率≥15.1％；步骤(3)所述的铝合金熔液成分按照质量百分比计：fe：0.5-1.5wt.％，mn：0.5-1.5wt.％，mg：0.4-1.6wt.％，si：0.5-1.9wt.％，zn：0.05-0.45wt.％，cu:0.0-0.36wt.％，cr：0.05-0.20wt.％，余量为al；
8、所述的精炼处理为：在700℃-950℃通氩气2-20分钟；
9、步骤(1)所述的第一混合纳米颗粒在铝合金熔液中的质量占比为0.01wt.％-0.5wt.％；
10、所述的均匀化处理为：在500℃-580℃保温5-10小时；
11、所述的挤压成型：在400℃-550℃进行挤压，挤压速率0.1-3米/分钟，挤压比为5:1～18:1；
12、所述的固溶为：在500℃-550℃下固溶处理5-10小时，
13、所述的时效处理：在150℃-190℃下保温2-10小时。
14、进一步地，步骤(1)所述的ti-v丝材成分按照质量百分比计：ti：85％-98％，v：4％-15％；直径1-2毫米；所述的高压高频电流处理为：电压200-800v，频率200-500khz，电流30-50a。
15、进一步地，步骤(2)所述的在室温情况下，将第一混合纳米颗粒与回收铝粉按照质量比4:96-10:90在球磨机进行共混处理2-10h后获得第二混合纳米颗粒，再按照质量比3:97-7:93将第二混合纳米颗粒和回收铝粉通过铸轧机和激光焊接相结合的方式获得铝包覆混合颗粒线材，所述的激光焊接为：激光波长：850-950nm，激光焊接时间：10-20s。
16、进一步地，步骤(3)所述的铝合金熔液成分按照质量百分比计：fe：0.7-1.3wt.％，mn：0.7-1.4wt.％，mg：0.5-1.5wt.％，si：0.8-1.7wt.％，zn：0.15-0.3wt.％，cu:0.05-0.3wt.％，cr：0.06-0.15wt.％，余量为al。
17、进一步地，步骤(3)所述的精炼处理为：在850℃-900℃通氩气5-13分钟；
18、所述的均匀化处理为：在550℃-570℃保温6-8小时；
19、所述的挤压成型：在450℃-500℃进行挤压；
20、所述的固溶：在510℃-530℃下固溶处理6-9小时；
21、所述的时效处理：在165℃-185℃保温4-8小时。
22、本发明的有益效果是：
23、与现有技术相比，现有技术获得的合金中含有大量铁等杂质，上述铁等杂质在铝熔体中的溶解度较低，很难从铝熔体中完全去除，会形成细长尖锐的富铁等杂质相，当材料经受外力时，基体容易在富铁相等杂质相周围产生内部开裂，裂纹沿着杂质相长度方向扩展，加速裂纹的萌生，最终导致材料断裂，同时使得铝合金强度和塑性较难同步提高。本发明通过组分之间的相互作用、配比、工艺及工艺参数的协同调控作用，并且只有在本发明权利要求保护范围内，才能实现如下优异效果：本发明以回收铝为原料，降低了原料成本，能够减少90％及以上的能耗，避免了稀土元素加入，减少了合金元素种类、添加量的加入，简化了工艺，利用回收铝为原料获得微量纳米颗粒增强六系铝合金，使得铝合金获得优于现有合金的力学性能和热稳定性，同步提高了合金的强塑性、热稳定性。本发明解决现有问题的途径包括细化晶粒尺寸、强化内部组织、改善元素偏析、细化富铁相等杂质相尺寸和均匀分布，最终同步提高合金强度和塑性。具体分析包括：一是获得的合金组织结构中的纳米颗粒均匀分散于合金中，能够使得含有杂质相的铝合金的组织晶粒尺寸细化；二是纳米颗粒作为α-al的异质形核核心，有效细化α-al晶粒；在晶粒生长阶段纳米颗粒分布于固/液界面的前沿，阻碍α-al晶粒长大；三是纳米颗粒的加入细化富铁第二相等，有助于改善晶界偏析现象(细化第二相的尺寸的同时，也降低了第二相的体积分数)；四是富铁相等杂质相被破碎成更加细小的颗粒状，加入纳米颗粒后，分布更加细小弥散的富铁相起到促进动态再结晶生成细小的再结晶晶粒，抑制静态再结晶过程中晶粒长大；五是纳米颗粒能够引起细晶强化、颗粒对滑移位错的阻碍作用能够引起orowan强化、颗粒与基体热膨胀系数差异能够引起热错配强化；六是实现晶粒细化，晶粒细化能够引起晶界面积和晶粒密度急剧增加，受到外力时，更加细小晶粒诱发临近晶粒变形，细晶彼此协调变形，应力分布更加均匀，避免了应力集中，从而降低了裂纹萌生的几率，使得裂纹扩展的路径更加曲折，有效防止合金开裂，最终从强度和塑性等方面同步改善材料力学性能。
1.低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金，其特征在于，它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金，其特征在于，步骤(1)所述的ti-v丝材成分按照质量百分比计：ti：85％-98％，v：2％-15％；直径0.3-2毫米；所述的高压高频电流处理为：电压200-800v，频率200-500khz，电流30-50a。
3.根据权利要求1所述的低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金，其特征在于，步骤(2)所述的在室温情况下，将第一混合纳米颗粒与回收铝粉按照质量比4:96-10:90在球磨机进行共混处理2-10h后获得第二混合纳米颗粒，再按照质量比3:97-7:93将第二混合纳米颗粒和回收铝粉通过铸轧机和激光焊接相结合的方式获得铝包覆混合颗粒线材，所述的激光焊接为：激光波长：850-950nm，激光焊接时间：10-20s。
4.根据权利要求1所述的低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金，其特征在于，步骤(3)所述的铝合金熔液成分按照质量百分比计：fe：0.7-1.3wt.％，mn：0.7-1.4wt.％，mg：0.5-1.5wt.％，si：0.8-1.7wt.％，zn：0.15-0.3wt.％，cu:0.05-0.3wt.％，cr：0.06-0.15wt.％，余量为al。
5.根据权利要求1所述的低碳低成本高性能含有纳米颗粒的六系铝合金，其特征在于，步骤(3)所述的精炼处理为：在850℃-900℃通氩气5-13分钟；
