CN109666822A - 一种用于生产3003-h14铝合金电池壳材料的制备方法 - Google Patents
一种用于生产3003-h14铝合金电池壳材料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于生产3003‑H14铝合金电池壳材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、加热、热轧、冷轧、退火；所述熔铸步骤中，熔铸后铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.3%、Fe：0.5‑0.6%、Cu≤0.1%、Mn：1.1‑1.4%、Zn≤0.05%、Ti：0.01‑0.03%、其它杂质单个≤0.02%、其它杂质合计≤0.10%，其余为Al。该生产制备方法保证了3003‑H14铝合金电池壳材料的力学性能稳定合格，冲压时各项异性均衡，具有良好的冲压性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制造领域，具体是涉及一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法。
背景技术
3003合金是Al-Mn系合金中应用较为广泛的合金之一，该系列合金产品具有强度适中、塑性好、冲压成型性好等特点。其H14状态的材料不仅具有较好的加工成形性，还具有适中的强度，作为新能源汽车电池壳材料生产，具有较高的应用价值，市场前景广阔。
目前，3003-H14的传统工艺流程为：熔铸-锯切-均热-铣面-加热-热轧-冷轧-中间退火-冷轧-精整-包装。
传统方式生产的3003-H14合金，无法保证铸锭和热轧坯料性能的均一，冲压过程中容易出现电池壳橘皮、制耳严重等现象。
因此解决这一类的问题显得尤为重要，此技术是在制造铝合金电池壳材料工艺的设计和使用过程中予以考虑并解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的各种问题，本发明提供了一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，该生产制备方法保证了3003-H14铝合金板带材的力学性能稳定合格，冲压时各项异性均衡，具有良好的冲压性能。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、退火、冷轧；
所述熔铸步骤中，熔铸后铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.3%、Fe：0.5-0.6%、Cu≤0.1%、Mn：1.1-1.4%、Zn≤0.05%、Ti：0.01-0.03%、其它杂质单个≤0.02%、其它杂质合计≤0.10%，其余为Al。
本发明的进一步改进在于：所述熔铸步骤中，其中熔炼温度为740-760℃，精炼温度730-750℃，铸造温度685-695℃，铸造速度50-55mm/min。
本发明的进一步改进在于：所述均热步骤中，铸锭均热温度设定炉温560℃，铸锭温度达到450℃保温时间12h。
本发明的进一步改进在于：所述铣面步骤中，采用铣床对铸锭的大面铣削，铣削量为每个大面至少10mm。
本发明的进一步改进在于：所述热轧步骤中，采用热粗轧在490-510℃开坯，经过15或16道次轧制，坯料厚度16-20mm，中间坯温度为420-450℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷，终轧温度控制在350-400℃，缓慢空冷。
本发明的进一步改进在于：所述冷轧步骤中，采用合适退火温度和精确冷变形量相结合，改进横向和纵向各项异性差，经过2-3道次冷轧至设定变形量目标厚度，冷变形量控制在25-30%，进行退火，最终成品厚度1.2m-2.0mm。
本发明的有益效果是：本发明所述一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，具有以下优点：
(1) 本发明对Fe、Si成分进行了严格控制，并对熔炼和铸造温度、速度进行控制，这样会消除铸锭组织不均、晶粒粗大、成分偏析等问题；
(2) 本发明采用490--510℃粗轧开坯，，经过15或16道次轧制，坯料厚度16-20mm，中间坯温度为420-450℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷。这是利用适当温度和变形速度来控制第二相化合物的均匀细小析出和保证铸造组织充分破碎，有利于改善合金内部组织；
(3) 热轧生产的坯料，终轧温度控制在350-400℃，缓慢空冷，热轧坯料整体性能稳定，保证冷轧在目标加工率轧制后，最终产品性能稳定，保证了3003-H14铝合金电池壳材料的力学性能稳定合格，冲压时各项异性均衡，具有良好的冲压性能。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如实施例所示，本实施例是一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，所述生产制备方法包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、加热、热轧、冷轧、退火；
其中，所述熔铸步骤中，熔铸后铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.3%、Fe：0.5-0.6%、Cu≤0.1%、Mn：1.1-1.4%、Zn≤0.05%、Ti：0.01-0.03%、其它杂质单个≤0.02%、其它杂质合计≤0.10%，其它杂质是除前面所述的合金元素以外的元素，其余为Al；其中熔炼温度为740--760℃，精炼温度730--750℃，铸造温度685--695℃，铸造速度50--55mm/min；
所述铣面步骤中，采用铣床对铸锭的大面进行铣削，铣削量分别为10mm；
所述均热步骤中，铸锭加热温度设定炉温560℃，保温时间12h出炉；
所述加热步骤中，铸锭加热温度设定炉温540℃，保温时间10h出炉轧制；
所述热轧步骤中，采用热粗轧在490-510℃开坯，经过15或16道次轧制，坯料厚度16-18mm，中间坯温度为420-450℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制，热轧卷厚度6mm，终轧温度350-400℃，缓慢冷却；
冷轧步骤：经过3道次冷轧至设定变形量目标厚度，进行退火，最终成品厚度1.2m-2.0mm。
通过本流程工艺的发明，产品最后的力学性能完全达到国际标准。
实施例一：
本实施例一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，生产制备方法包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、加热、热轧、冷轧、退火；
其中，熔铸后铸锭的化学成分的质量百分数为：：Si：0.2%、Fe：0.5%、Cu：0.1%、Mn：1.3%、Zn：0.05%、Ti：0.0:2%、其它杂质单个≤0.02%、其它杂质合计≤0.10%，其它杂质是除前面所述的合金元素以外的元素，其余为Al；其中熔炼温度为750℃，精炼温度740℃，铸造温度690℃，铸造速度53mm/min；
均热：铸锭加热温度设定炉温560℃，保温时间12h出炉；
铣面：采用铣床对铸锭的大面进行铣削，铣削量为10mm；
加热：铸锭加热温度设定炉温540℃，保温时间10h出炉轧制；
热轧：采用热粗轧在500℃开坯，经过15道次轧制，坯料厚度17mm，中间坯温度为430℃，再使用热精轧，经过3道次轧制，热轧卷厚度6mm，终轧温度380℃，缓慢冷却；
冷轧：经过2道次冷轧至设定变形量目标厚度，进行退火，最终成品厚度1.5mm。
根据上述方法，重复两次，最终产品分别为试验卷一和试验卷二，成品性能如下：
| 冷加工量（%） | 成品厚度（mm） | Rm （Mpa） | Rp0.2 （Mpa） | A50 (%) | |
| 试验卷一 | 28 | 1.5 | 158 | 151 | 4.4 |
| 试验卷二 | 28 | 1.5 | 158 | 151 | 4.4 |
实施例二：
本实施例一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，生产制备方法包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、加热、热轧、冷轧、退火；
其中，熔铸后铸锭的化学成分的质量百分数为：：Si：0.3%、Fe：0.6%、Cu：0.08%、Mn：1.3%、Zn：0.02%、Ti：0.03%、其它杂质单个≤0.02%、其它杂质合计≤0.10%，其它杂质是除前面所述的合金元素以外的元素，其余为Al；其中熔炼温度为740℃，精炼温度750℃，铸造温度685℃，铸造速度55mm/min；
均热：铸锭加热温度设定炉温560℃，保温时间12h出炉；
铣面：采用铣床对铸锭的大面进行铣削，铣削量为10mm；
加热：铸锭加热温度设定炉温540℃，保温时间10h出炉轧制；
热轧：采用热粗轧在490℃开坯，经过16道次轧制，坯料厚度18mm，中间坯温度为450℃，再使用热精轧，经过2道次轧制，热轧卷厚度5mm，终轧温度400℃，缓慢冷却；
冷轧：经过3道次冷轧至设定变形量目标厚度，进行退火，最终成品厚度1.2m-2.0mm。
根据上述方法，重复两次，最终产品分别为试验卷一和试验卷二，成品性能如下：
| 冷加工量（%） | 成品厚度（mm） | Rm（Mpa） | Rp0.2 （Mpa） | A50 (%) | |
| 试验卷一 | 28 | 1.2 | 158 | 151 | 4.4 |
| 试验卷二 | 28 | 1.2 | 158 | 151 | 4.4 |
本实施例的有益效果是：具有以下优点： (1) 本实施例对Fe、Si成分进行了严格控制，并对熔炼和铸造温度、速度进行控制，这样会消除铸锭组织不均、晶粒粗大、成分偏析等问题； (2) 本实施例采用490--510℃粗轧开坯，，经过15或16道次轧制，坯料厚度16-20mm，中间坯温度为420-450℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷。这是利用适当温度和变形速度来控制第二相化合物的均匀细小析出和保证铸造组织充分破碎，有利于改善合金内部组织；(3) 热轧生产的坯料，终轧温度控制在350-400℃，缓慢空冷，热轧坯料整体性能稳定，保证冷轧在目标加工率轧制后，最终产品性能稳定，保证了3003-H14铝合金电池壳材料的力学性能稳定合格，冲压时各项异性均衡，具有良好的冲压性能。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、加热、热轧、冷轧、退火；
所述熔铸步骤中，熔铸后铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.3%、Fe：0.5-0.6%、Cu≤0.1%、Mn：1.1-1.4%、Zn≤0.05%、Ti：0.01-0.03%、其它杂质单个≤0.02%、其它杂质合计≤0.10%，其余为Al。
2.根据权利要求1 所述的一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述熔铸步骤中，其中熔炼温度为740-760℃，精炼温度730-750℃，铸造温度685-695℃，铸造速度50-55mm/min。
3.根据权利要求1 所述的一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述均热步骤中，铸锭均热温度设定炉温560℃，铸锭温度达到450℃保温时间12h。
4.根据权利要求1 所述的一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述铣面步骤中，采用铣床对铸锭的大面铣削，铣削量为每个大面至少10mm。
5.根据权利要求1 所述的一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述热轧步骤中，采用热粗轧在490-510℃开坯，经过15或16道次轧制，坯料厚度16-20mm，中间坯温度为420-450℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷，终轧温度控制在350-400℃，缓慢空冷。
6.根据权利要求1 所述的一种用于生产3003-H14铝合金电池壳材料的制备方法，其特征在于：所述冷轧步骤中，经过2-3道次冷轧至设定变形量目标厚度，冷变形量控制在25-30%，进行退火，最终成品厚度1.2m-2.0mm。
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