CN109797329A - 一种用于动力电池盖体的铝基材料及用于制造动力电池盖体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于动力电池盖体的铝基材料，其特征在于，其中包含质量百分比为0.18~0.19%的Si，0.54~0.60%的Fe，0.080%~0.095%的Cu，1.00~1.10%的Mn，0.002~0.005%的Mg，0.0006~0.0009%的Cr，0.006~0.007%的Ni，0.01~0.02%的Zn，0.03~0.04%的Ti，其他杂质含量总量不超过0.15%，且其中单个种类的杂质的含量不超过0.05%，余量为Al；工艺简单、降低成本、质量轻、密度小、耐热耐腐蚀、自动化程度好、便于控制、成品效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝基材料，尤其涉及一种用于动力电池盖体的铝基材料及用于制造动力电池盖体的方法。
背景技术
电池盖体为动力电池的重要部件，在动力电池发展初期，其原材料主要采用不锈钢材质。不锈钢材料具有材质硬、不生锈和容易焊接的优点，是传统电池封装所采用的材料。作为汽车动力电池封装的盖体材料，不锈钢也存在自身的缺陷。不锈钢材料的密度约为铝合金材料的3倍，采用不锈钢盖体会增加动力电池的质量从而间接增加整车的质量，不利于增加电动汽车的续航里程；且不锈钢材质偏硬，不便于一次拉伸成形盖体，需要对盖体两侧进行激光焊接，增加了生产工艺流程。
目前铝合金在动力电池盖体上的应用已经非常广泛，铝制动力电池盖不仅美观精美，而且硬度足够，耐热耐腐，成为汽车制造企业的首选材质。铝合金材料密度小、材质软，具有易于电池盖体整体拉伸成形等优点，已经被很多企业用于电池封装。铝合金的密度比传统的不锈钢封装材料小很多。为了增加续航里程，新能源电动汽车需要大量的电池组合模块，每个模块都是由若干个电池盒组合而成，这样，每个电池盒的质量大小对整个电池模块的质量影响很大，为了减轻电池质量，采用铝合金材料来制作电池盖体是必然的选择。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种用于动力电池盖体的铝基材料及用于制造动力电池盖体的方法，具有工艺简单、降低成本、质量轻、密度小、耐热耐腐蚀、自动化程度好、便于控制、成品效率高的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于动力电池盖体的铝基材料，其特征在于，其中包含质量百分比为0.18~0.19%的Si，0.54~0.60%的Fe，0.080%~0.095%的Cu，1.00~1.10%的Mn，0.002~0.005%的Mg，0.0006~0.0009%的Cr，0.006~0.007%的Ni，0.01~0.02%的Zn，0.03~0.04%的Ti，其他杂质含量总量不超过0.15%，且其中单个种类的杂质的含量不超过0.05%，余量为Al。
进一步地，其中包含质量百分比为0.180~0.189%的Si。
进一步地，其中包含质量百分比为0.546~0.591%的Fe。
进一步地，其中包含质量百分比为0.0880%~0.0926%的Cu。
进一步地，其中包含质量百分比为1.04~1.06%的Mn。
进一步地，其中包含质量百分比为0.0028~0.0048%的Mg。
进一步地，其中包含质量百分比为0.00068~0.00082%的Cr。
进一步地，其中包含质量百分比为0.0062~0.0065%的Ni。
进一步地，其中包含质量百分比为0.0127~0.0167%的Zn。
进一步地，一种用于制造动力电池盖体的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）配料：按照质量百分比进行混合配料；
（2）熔炼：将配料投入熔炼炉内熔炼，共分为6个阶段进行：其中，
第一阶段一次预热：按照25℃/min的速度将熔炼炉内升温至600℃，将配料置于熔炼炉内持续预热5min；
第二阶段一次粗炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至620~650℃，将配料持续加热至熔融状态；
第三阶段一次精炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至650~680℃，将配料持续加热10~15min；
第四阶段一次除杂：通过电磁搅拌和静置除去金属熔体中的气体，通过除杂装置除去熔炼炉内的杂质；
第五阶段二次精炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至700~720℃的温度，持续加热15~20min；
第六阶段二次除杂：通过除气介质和除杂装置除去熔体内的杂质和气体；
（3）铸造：将熔炼好的金属熔体铸成板锭；
（4）铣面：将板锭通过铣床进行铣面；
（5）热轧：将经过铣面的板锭加热至400~450℃后，依次经过第一粗轧机、第二粗轧机、第一精轧机、第二精轧机，通过测温仪和测厚仪监测料温和板厚，最后得到厚度为15-20mm的热轧成品；其中，板锭进入第一、第二粗轧机的温度为420~450℃，板锭进入第一精轧机的温度为400~420℃，带坯进入第二精轧机的温度为350~380℃，测温仪和测厚仪将检测得到的温度和厚度反馈给控制器并在显示器上显示，并与控制器中预先设定好的阈值比较，满足预设条件后才进入下一步骤，其中任一不满足预设条件时控制器立即停止热轧步骤；
（6）冷轧：通过轧机对热轧后的板锭进行冷轧；
（7）中间退火：按照5~10℃/min的速度升温，然后保持在400~410℃保温15~18h，最后以4~12℃/min的速度降温；
（8）冷精轧：经过冷精轧机冷轧直接获得成品厚度；
（9）分切：经过分切机分切获得成品；
（10）检验：由专门检验人员对成品质量进行检验，挑出残次品，保证成品质量；
（11）包装入库。
本发明的有益效果是：
（1）通过两次精炼---除杂的过程，有效除去合金中杂质的成分，进一步提升铝基材料的强度和性能，提高产品成品率，降低成本；
（2）通过在控制器中预设阈值以限制铸轧压力、宽度、温度、厚度，可以有效实现自动化控制，并通过显示检测数值和预设阈值，便于外部工作人员及时做出干预，提高成品率，减低成本；
（3）工艺简单、降低成本、质量轻、密度小、耐热耐腐蚀、自动化程度好、便于控制、成品效率高。
附图说明
图1为本发明一种用于动力电池盖体的制造方法的步骤流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于动力电池盖体的铝基材料，其中包含质量百分比为0.18~0.19%的Si，0.54~0.60%的Fe，0.080%~0.095%的Cu，1.00~1.10%的Mn，0.002~0.005%的Mg，0.0006~0.0009%的Cr，0.006~0.007%的Ni，0.01~0.02%的Zn，0.03~0.04%的Ti，其他杂质含量总量不超过0.15%，且其中单个种类的杂质的含量不超过0.05%，余量为Al。
具体地，其中包含质量百分比为0.180~0.189%的Si。
具体地，其中包含质量百分比为0.546~0.591%的Fe。
具体地，其中包含质量百分比为0.0880%~0.0926%的Cu。
具体地，其中包含质量百分比为1.04~1.06%的Mn。
具体地，其中包含质量百分比为0.0028~0.0048%的Mg。
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具体地，其中包含质量百分比为0.0062~0.0065%的Ni。
具体地，其中包含质量百分比为0.0127~0.0167%的Zn。
具体地，一种用于制造动力电池盖体的方法，包括以下步骤：
（1）配料：按照质量百分比进行混合配料；
（2）熔炼：将配料投入熔炼炉内熔炼，共分为6个阶段进行：其中，
第一阶段一次预热：按照25℃/min的速度将熔炼炉内升温至600℃，将配料置于熔炼炉内持续预热5min；
第二阶段一次粗炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至620~650℃，将配料持续加热至熔融状态；
第三阶段一次精炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至650~680℃，将配料持续加热10~15min；
第四阶段一次除杂：通过电磁搅拌和静置除去金属熔体中的气体，通过除杂装置除去熔炼炉内的杂质；
第五阶段二次精炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至700~720℃的温度，持续加热15~20min；
第六阶段二次除杂：通过除气介质和除杂装置除去熔体内的杂质和气体；
（3）铸造：将熔炼好的金属熔体铸成板锭；
（4）铣面：将板锭通过铣床进行铣面；
（5）热轧：将经过铣面的板锭加热至400~450℃后，依次经过第一粗轧机、第二粗轧机、第一精轧机、第二精轧机，通过测温仪和测厚仪监测料温和板厚，最后得到厚度为15-20mm的热轧成品；其中，板锭进入第一、第二粗轧机的温度为420~450℃，板锭进入第一精轧机的温度为400~420℃，带坯进入第二精轧机的温度为350~380℃，测温仪和测厚仪将检测得到的温度和厚度反馈给控制器并在显示器上显示，并与控制器中预先设定好的阈值比较，满足预设条件后才进入下一步骤，其中任一不满足预设条件时控制器立即停止热轧步骤；
（6）冷轧：通过轧机对热轧后的板锭进行冷轧；
（7）中间退火：按照5~10℃/min的速度升温，然后保持在400~410℃保温15~18h，最后以4~12℃/min的速度降温；
（8）冷精轧：经过冷精轧机冷轧直接获得成品厚度；
（9）分切：经过分切机分切获得成品；
（10）检验：由专门检验人员对成品质量进行检验，挑出残次品，保证成品质量；
（11）包装入库。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于动力电池盖体的铝基材料，其特征在于，其中包含质量百分比为0.18~0.19%的Si，0.54~0.60%的Fe，0.080%~0.095%的Cu，1.00~1.10%的Mn，0.002~0.005%的Mg，0.0006~0.0009%的Cr，0.006~0.007%的Ni，0.01~0.02%的Zn，0.03~0.04%的Ti，其他杂质含量总量不超过0.15%，且其中单个种类的杂质的含量不超过0.05%，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.180~0.189%的Si。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.546~0.591%的Fe。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.0880%~0.0926%的Cu。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为1.04~1.06%的Mn。
6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.0028~0.0048%的Mg。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.00068~0.00082%的Cr。
8.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.0062~0.0065%的Ni。
9.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中包含质量百分比为0.0127~0.0167%的Zn。
10.一种用于制造权利要求1-9中任一项所述的动力电池盖体的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）配料：按照质量百分比进行混合配料；
（2）熔炼：将配料投入熔炼炉内熔炼，共分为6个阶段进行：其中，
第一阶段一次预热：按照25℃/min的速度将熔炼炉内升温至600℃，将配料置于熔炼炉内持续预热5min；
第二阶段一次粗炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至620~650℃，将配料持续加热至熔融状态；
第三阶段一次精炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至650~680℃，将配料持续加热10~15min；
第四阶段一次除杂：通过电磁搅拌和静置除去金属熔体中的气体，通过除杂装置除去熔炼炉内的杂质；
第五阶段二次精炼：将熔炼炉内缓慢均匀升温至700~720℃的温度，持续加热15~20min；
第六阶段二次除杂：通过除气介质和除杂装置除去熔体内的杂质和气体；
（3）铸造：将熔炼好的金属熔体铸成板锭；
（4）铣面：将板锭通过铣床进行铣面；
（5）热轧：将经过铣面的板锭加热至400~450℃后，依次经过第一粗轧机、第二粗轧机、第一精轧机、第二精轧机，通过测温仪和测厚仪监测料温和板厚，最后得到厚度为15-20mm的热轧成品；其中，板锭进入第一、第二粗轧机的温度为420~450℃，板锭进入第一精轧机的温度为400~420℃，带坯进入第二精轧机的温度为350~380℃，测温仪和测厚仪将检测得到的温度和厚度反馈给控制器并在显示器上显示，并与控制器中预先设定好的阈值比较，满足预设条件后才进入下一步骤，其中任一不满足预设条件时控制器立即停止热轧步骤；
（6）冷轧：通过轧机对热轧后的板锭进行冷轧；
（7）中间退火：按照5~10℃/min的速度升温，然后保持在400~410℃保温15~18h，最后以4~12℃/min的速度降温；
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