CN103469015B - 一种电池盖用铝合金板材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池盖用铝合金板材的生产工艺，该铝合金中各元素的质量百分数为：Si0.4-0.8、Fe0.6-1.2、Cu0.05-0.3、Mn1.6-2.2、Zn0.05-0.08、Mg0.02-0.04、Ti0.015-0.025、V0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Pd0.1-0.2、Er0.03-0.06、Nd0.02-0.04、余量为Al。本发明通过优化Cu、Mg、Mn的化学组成，添加少量Ta、Pd、Er、Nd等多种元素，改善合金组织，提高合金的耐压性以及高温稳定性，可以承受苛刻的充电环境，保证安装该电池的电子装置的可靠性与安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池盖用铝合金板材的生产工艺，属于铝合金材料技术领域。
背景技术
铝合金由于其密度小、质轻、强度高、弹性好、导热性好、良好的加工成型性等特点，广泛应用于移动电话、PC的电池外壳中。近年来，移动电话、PC和其他电子装置的电容量越来越大，所用的锂电池在性能上也变得越来越高，充电时对环境的适应性要求越来越严格，因此电池外壳也需要越来越高的耐压性以及耐高温性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种耐高温性和耐压性优异的电池盖用铝合金板带材的生产工艺，延长锂电池的使用寿命。
本发明采用的技术方案如下：
一种电池盖用铝合金板材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足如下要求：Si0.4-0.8、Fe0.6-1.2、Cu0.05-0.3、Mn1.6-2.2、Zn0.05-0.08、Mg0.02-0.04、Ti0.015-0.025、V0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Pd0.1-0.2、Er0.03-0.06、Nd0.02-0.04、余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在730-750℃下进行熔炼，待金属全部熔化，搅拌均匀后，在铝液深度的中部、炉膛两侧各取一个样进行分析，分析合格后即可转炉；
（2）熔体转入静置炉后，以氮气为载体，将精炼剂粉末喷入铝液深度的2/3处进行精炼，氮气压力为1.3-1.6kg/mm，精炼温度为720-730℃，精炼时间为10-15min，精炼完毕后静置20-30min；
（3）铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣，然后进行浇铸，铸造温度为690-710℃；
（4）将合金铸锭先以100-120℃/h升温至240-280℃,保温8-12h，再以80-90℃/h升温至360-390℃,保温5-10h，再以50-60℃/h降温至180-220℃，保温3-6h，再以90-110℃/h升温至340-370℃，保温4-8h，再以80-100℃/h升温至450-480℃，保温12-14h，然后以70-80℃/h降温至270-310℃，保温4-7h，再以95-105℃/h降温至130-150℃，保温3-5h，空冷至室温；均匀化退火后对铸锭表面铳洗，以除去铸锭表面上的铸造瘤等缺陷；
（5）将铳洗后的铸锭加热至460-480℃，热轧至厚度为5-7mm，再冷轧至厚度为2-4mm，然后以50-60℃/h升温至150-180℃，保温4-8h，再以40-50℃/h升温至240-270℃，保温3-5h，再以70-80℃/h升温至380-420℃，保温2-3h，然后以40-50℃/h降温至270-300℃，保温4-6h，再以60-70℃/h降温至120-150℃，保温5-10h，空冷至室温后冷轧至厚度为1.5-2mm，总变形量达到85%以上；
（6）将成型后的板材以80-90℃/h升温至160-190℃，保温2-3h，再以40-50℃/h降温至80-90℃，保温4-8h，再以50-60℃/h升温至180-220℃，保温1-2h，再以40-50℃/h降温至70-80℃，保温3-6h，空冷至室温经精整、检查验收、包装即得成品。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：硝酸钠10-15、氯化镁12-16、氟硅酸钠5-10、氯化钡4-8、耐火砖屑5-10、碳化硼4-8、氟化锆3-6、黄土8-12、凹凸棒石5-10；b.将上述耐火砖屑、凹凸棒石、黄土粉碎过300-500目筛，混合均匀后，加入碳化硼和氟化锆，4000-5000rpm高速研磨5-10min，然后在1050-1250℃下煅烧3-5h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料混合均匀加热至760-780℃，待其全部熔融后，澄清1-2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过300-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间，去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量，气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
本发明的有益效果：
本发明通过优化Cu、Mg、Mn的化学组成，添加少量Ta、Pd、Er、Nd等多种元素，改善合金组织，提高合金的耐压性以及高温稳定性，可以承受苛刻的充电环境，保证安装该电池的电子装置的可靠性与安全性。
具体实施方式
一种电池盖用铝合金板材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足如下要求：Si0.4-0.8、Fe0.6-1.2、Cu0.05-0.3、Mn1.6-2.2、Zn0.05-0.08、Mg0.02-0.04、Ti0.015-0.025、V0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Pd0.1-0.2、Er0.03-0.06、Nd0.02-0.04、余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在740℃下进行熔炼，待金属全部熔化，搅拌均匀后，在铝液深度的中部、炉膛两侧各取一个样进行分析，分析合格后即可转炉；
（2）熔体转入静置炉后，以氮气为载体，将精炼剂粉末喷入铝液深度的2/3处进行精炼，氮气压力为1.5kg/mm，精炼温度为725℃，精炼时间为12min，精炼完毕后静置25min；
（3）铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣，然后进行浇铸，铸造温度为705℃；
（4）将合金铸锭先以110℃/h升温至260℃,保温10h，再以90℃/h升温至380℃,保温8h，再以60℃/h降温至210℃，保温5h，再以100℃/h升温至360℃，保温6h，再以90℃/h升温至460℃，保温14h，然后以70℃/h降温至280℃，保温6h，再以105℃/h降温至140℃，保温4h，空冷至室温；均匀化退火后对铸锭表面铳洗，以除去铸锭表面上的铸造瘤等缺陷；
（5）将铳洗后的铸锭加热至470℃，热轧至厚度为6mm，再冷轧至厚度为3mm，然后以60℃/h升温至160℃，保温6h，再以50℃/h升温至250℃，保温4h，再以80℃/h升温至410℃，保温3h，然后以50℃/h降温至290℃，保温5h，再以70℃/h降温至130℃，保温8h，空冷至室温后冷轧至厚度为2mm，总变形量达到85%以上；
（6）将成型后的板材以80℃/h升温至180℃，保温3h，再以50℃/h降温至90℃，保温6h，再以60℃/h升温至210℃，保温2h，再以50℃/h降温至80℃，保温4h，空冷至室温经精整、检查验收、包装即得成品。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量（kg）的原料：硝酸钠10、氯化镁13、氟硅酸钠8、氯化钡6、耐火砖屑8、碳化硼6、氟化锆4、黄土10、凹凸棒石8；b.将上述耐火砖屑、凹凸棒石、黄土粉碎过400目筛，混合均匀后，加入碳化硼和氟化锆，5000rpm高速研磨6min，然后在1200℃下煅烧4h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料混合均匀加热至770℃，待其全部熔融后，澄清1h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过300目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
所得的铝合金板材经检验主要性能为：抗拉强度362Mpa，屈服强度为248Mpa，伸长率为12.7%，热导率为281Wm-1k-1，在2kgf/cm2内部压力下、100℃下放置1小时，其膨胀量为0.18mm。
Claims (1)
1.一种电池盖用铝合金板材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足如下要求：Si0.4-0.8、Fe0.6-1.2、Cu0.05-0.3、Mn1.6-2.2、Zn0.05-0.08、Mg0.02-0.04、Ti0.015-0.025、V0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Pd0.1-0.2、Er0.03-0.06、Nd0.02-0.04、余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在730-750℃下进行熔炼，待金属全部熔化，搅拌均匀后，在铝液深度的中部、炉膛两侧各取一个样进行分析，分析合格后即可转炉；
（2）熔体转入静置炉后，以氮气为载体，将精炼剂粉末喷入铝液深度的2/3处进行精炼，氮气压力为1.3-1.6kg/mm，精炼温度为720-730℃，精炼时间为10-15min，精炼完毕后静置20-30min；
（3）铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣，然后进行浇铸，铸造温度为690-710℃；
（4）将合金铸锭先以100-120℃/h升温至240-280℃,保温8-12h，再以80-90℃/h升温至360-390℃,保温5-10h，再以50-60℃/h降温至180-220℃，保温3-6h，再以90-110℃/h升温至340-370℃，保温4-8h，再以80-100℃/h升温至450-480℃，保温12-14h，然后以70-80℃/h降温至270-310℃，保温4-7h，再以95-105℃/h降温至130-150℃，保温3-5h，空冷至室温；均匀化退火后对铸锭表面铳洗，以除去铸锭表面上的铸造瘤等缺陷；
（5）将铳洗后的铸锭加热至460-480℃，热轧至厚度为5-7mm，再冷轧至厚度为2-4mm，然后以50-60℃/h升温至150-180℃，保温4-8h，再以40-50℃/h升温至240-270℃，保温3-5h，再以70-80℃/h升温至380-420℃，保温2-3h，然后以40-50℃/h降温至270-300℃，保温4-6h，再以60-70℃/h降温至120-150℃，保温5-10h，空冷至室温后冷轧至厚度为1.5-2mm，总变形量达到85%以上；
（6）将成型后的板材以80-90℃/h升温至160-190℃，保温2-3h，再以40-50℃/h降温至80-90℃，保温4-8h，再以50-60℃/h升温至180-220℃，保温1-2h，再以40-50℃/h降温至70-80℃，保温3-6h，空冷至室温经精整、检查验收、包装即得成品；
所述的精炼剂制备方法如下：
a.称取以下重量份的原料：硝酸钠10-15、氯化镁12-16、氟硅酸钠5-10、氯化钡4-8、耐火砖屑5-10、碳化硼4-8、氟化锆3-6、黄土8-12、凹凸棒石5-10；
b.将上述耐火砖屑、凹凸棒石、黄土粉碎过300-500目筛，混合均匀后，加入碳化硼和氟化锆，4000-5000rpm高速研磨5-10min，然后在1050-1250℃下煅烧3-5h，然后水淬冷却，研碎，待用；
c.将其余各原料混合均匀加热至760-780℃，待其全部熔融后，澄清1-2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过300-400目筛，待用；
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