CN112921214A - 一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺 - Google Patents

一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112921214A
CN112921214A CN202110179650.7A CN202110179650A CN112921214A CN 112921214 A CN112921214 A CN 112921214A CN 202110179650 A CN202110179650 A CN 202110179650A CN 112921214 A CN112921214 A CN 112921214A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum foil
rolling
less
thickness
pass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110179650.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112921214B (zh
Inventor
陈德波
吴劲草
王强
叶映才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weihai Haixin New Material Co ltd
Original Assignee
Weihai Haixin New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weihai Haixin New Material Co ltd filed Critical Weihai Haixin New Material Co ltd
Priority to CN202110179650.7A priority Critical patent/CN112921214B/zh
Publication of CN112921214A publication Critical patent/CN112921214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112921214B publication Critical patent/CN112921214B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/40—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling foils which present special problems, e.g. because of thinness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/003—Aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/005—Casting ingots, e.g. from ferrous metals from non-ferrous metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明涉及高表面高性能高精度汽车电池用铝箔技术领域，具体地说是一种有效提高强度、改善板形、表面质量，可大大提高铝箔轧制的质量的高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，该铝箔由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成，上述材料组成的重量百分比为：Si：0.04~0.1%、Fe：0.30~0.45%、Cu：0.06~0.10%、Mg：0.025%~0.05%、Mn：0.0005%~0.003%、Zn：0.002%~0.010%、V：0.005%~0.030%、Ti：0.010~0.030%、Cr：0.0005%~0.005%，余量为铝，通过（1）原料熔炼，（2）扁锭铸造与均匀化处理，（3）轧制过程，及轧制过程中轧制油的限制实现制作汽车电池用铝箔，具有有效提高强度、改善板形、表面质量，可大大提高铝箔轧制的质量等优点。

Description

一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺
技术领域
本发明涉及高表面高性能高精度汽车电池用铝箔技术领域，具体地说是一种有效提高强度、改善板形、表面质量，可大大提高铝箔轧制的质量的高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺。
背景技术
众所周知，电池箔产品，严格的意义上来说，属于铝箔的精加工产品，其对于铝箔产品各项指标的控制精度，其生产难度较普通铝箔产品的加工难度更大，对于工艺控制精度及生产工艺技术的要求也更高。与普通铝箔产品相比，其主要技术难点有：
1. 厚度要求严格
电池箔产品，对于厚度的要求越来越严格。在产品名义厚度上，越来越薄。而且厚度精度要求± 2%，这种厚度精度的要求是目前所有铝箔产品中最高的。
2. 高强度
目前一般的电池箔产品，普遍要求强度≥180Mpa，而且是纯铝合金。这已经相当于8 系合金的性能。随着电池技术的不断发展，出于各方面的考虑，很多用户都在不断提高电池箔产品的强度要求，目前200Mpa以上强度的要求已经很普遍，有些用户甚至要求强度达到270 甚至300Mpa以上，这已经达到了铝箔产品冷硬化的强度极限。其生产难度极大。
3. 高的表面达因值
由于涂布过程及涂碳过程的需要，电池箔产品对于表面达因值的要求较高，但是高的表面达因值控制，却与高强度轧制相互矛盾，极高的板形要求及厚差都是与高强度超薄轧制相矛盾。也就是说电池箔就是要求最薄的厚度、最高的强度、最高的表面达因值、最小的厚差、最优的板形、最洁净的表面。同时追求六个极限值。这就是它的难点所在。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种有效提高强度、改善板形、表面质量，可大大提高铝箔轧制的质量的高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺。。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，该铝箔由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成，上述材料组成的重量百分比为：Si：0.04~0.1%、Fe：0.30~0.45%、Cu：0.06~0.10%、Mg：0.025%~0.05%、Mn：0.0005%~0.003%、Zn：0.002%~0.010%、V：0.005%~0.030%、Ti：0.010~0.030%、Cr：0.0005%~0.005%，余量为铝。
本发明所述的Fe与Si的重量比为（5～10）：1
本发明所述的Cu与Mg的重量比为（2～4）：1
一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔的制备工艺，其特征在于制备该铝箔的工艺步骤如下：
（1）原料熔炼：将Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr混合的炉料加入熔化炉内，在720～800℃的条件下进行熔炼，熔炼时间为120-180分钟，当炉料化平时进行10分钟的搅拌，形成均一合金熔液后，在合金熔液表面均匀撒上覆盖剂；当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌，并使用氯气和氩气的混合气流吹入精炼剂进行精炼，氯气和氩气混合体积比为：（4～8）：1，氯气和氩气总流量为2.3～3.0m³/h，进行10~15分钟的精炼；精炼完30分钟后进行第三次搅拌，搅拌时长5分钟，吹气精炼控制通过调整氯气和氩气混合气体的流量实现对铝液精炼效果的控制；当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置，静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂，每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌，静置精炼时间为240分钟；向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂，并将熔体除气后在流槽内进行过滤，过滤时，首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤，再管式过滤器进行精过滤；
（2）扁锭铸造与均匀化处理：a. 扁锭铸造：对步骤（1）的熔体进行普通半连续铸造，制得厚度为480~640mm的铸锭，对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭；b. 均匀化处理：对扁锭进行均匀化热处理，加热温度520～565℃，加热速度为1~2℃/min，保温时间7~9h，冷却速度为0.5~1.5℃/min，处理后表面偏析宽度低于500μm，优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm；平均晶粒尺寸小于70μm，优选晶粒尺寸控制在30~50μm；柱状晶小于100μm，优选柱状晶尺寸控制在50~90μm；第二相化合物尺寸1～5μm；
（3）轧制过程：a.热轧处理：将步骤（2）中进行过均匀化处理处理的扁锭进行热轧处理，得到热轧卷；b.冷轧处理：对得到的热轧卷进行冷轧处理，冷轧每道次压下量控制在35%~58%，轧制前张力21～35Mpa，后张力11～25Mpa，轧制到成品厚度0.24mm，经过切边机切边，带纸芯卷取成品，在冷轧过程中控制冷轧轧制油NAS污染度小于5级，40℃运动粘度值在2.1～2.6mm2/s，使用醇酯复合作为添加剂，添加剂的质量浓度为6～9%；c.箔轧处理：将冷轧厚度为0.24mm的铝箔精轧成厚度为0.012～0.020mm的铝箔卷，当生产0 .020mm厚度的铝箔时，第一道次由0.24mm压至0.125mm，第二道次由0.125mm压至0.064mm，第三道次由0.064mm压至0.32mm，切边，第四道次由0.032mm压至0.020mm，当成品厚度为0.012mm时，第一道次由0.24mm压至0.105mm，第二道次由0.105mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.020mm，切边，第四道次由0.020mm压至0.012mm，其中，在箔轧过程中，轧制油油品指标为：第1道次：酸值＞0 .2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3 mm2/s，NAS污染度小于5级；第2道次：酸值＞0.2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，NAS污染度小于5级；第3、4道次：酸值＜0 .1mgKOH/g，醇+酯2.5～5%，水分＜200PPM，40℃下粘度1.8～2.1mm2/s，NAS污染度小于4级；最终再将轧制好的铝箔卷分切，即可得成品锂电池用铝箔。
进一步，本发明步骤（2）中步骤b中均匀化热处理的加热温度545～565℃。
进一步，本发明步骤（2）中步骤a中对熔体进行半连续铸造时，控制T型流槽温度为680-695℃，铸造速度为30~80mm/min，控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min。
进一步，本发明步骤（3）中步骤a中进行热轧处理时，开轧温度500～540℃，终轧温度290~330℃，热轧卷的厚度为5.0～9.0mm。
进一步，本发明步骤（3）中步骤a中进行热轧处理时，终轧温度300~320℃。
进一步，本发明步骤（1）中加入直径为9.5mm的AlTiB丝作为晶粒细化剂，熔体除气过程中控制氢含量≤0.12ml/100gAl。
进一步，本发明步骤（3）中步骤b中冷轧过程中，控制各辊系同步性，辊系与铝带材速度误差小于1%，轧辊粗糙度Ra值为0.25～0.70μm。
本发明的有益效果在于：1.本发明中控制了合金中各类型元素的添加，在保证本发明带材作为高表面高性能高精度汽车电池用铝箔使用时良好力学性能的基础上，严格控制组织第二相化合物的尺寸和分布，制作的带材表面板形优良、光滑平整、厚度均匀。2. 本发明的制备工艺在采用在热轧工序前，对铸锭进行了均匀化热处理，使非平衡结晶相消失，细化了第二相尺寸，并使第二相分布更均匀，改善了材料的加工性能。3. 本发明的箔轧过程，采用了优化的轧制油指标和压下制度，使轧制箔材表面质量洁净、板形优良、厚度准确且均匀。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明：
一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，该铝箔由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成，上述材料组成的重量百分比为：Si：0.04~0.1%、Fe：0.30~0.45%、Cu：0.06~0.10%、Mg：0.025%~0.05%、Mn：0.0005%~0.003%、Zn：0.002%~0.010%、V：0.005%~0.030%、Ti：0.010~0.030%、Cr：0.0005%~0.005%，余量为铝，所述的Fe与Si的重量比为（5～10）：1，所述的Cu与Mg的重量比为（2～4）：1，制备该铝箔的工艺步骤如下：（1）原料熔炼：将Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr混合的炉料加入熔化炉内，在720～800℃的条件下进行熔炼，熔炼时间为120-180分钟，当炉料化平时进行10分钟的搅拌，形成均一合金熔液后，在合金熔液表面均匀撒上覆盖剂；当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌，并使用氯气和氩气的混合气流吹入精炼剂进行精炼，氯气和氩气混合体积比为：（4～8）：1，氯气和氩气总流量为2.3～3.0m³/h，进行10~15分钟的精炼；精炼完30分钟后进行第三次搅拌，搅拌时长5分钟，吹气精炼控制通过调整氯气和氩气混合气体的流量实现对铝液精炼效果的控制；当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置，静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂，每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌，静置精炼时间为240分钟；向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂，并将熔体除气后在流槽内进行过滤，过滤时，首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤，再管式过滤器进行精过滤；（2）扁锭铸造与均匀化处理：a. 扁锭铸造：对步骤（1）的熔体进行普通半连续铸造，制得厚度为480~640mm的铸锭，对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭；b. 均匀化处理：对扁锭进行均匀化热处理，加热温度520～565℃，加热速度为1~2℃/min，保温时间7~9h，冷却速度为0.5~1.5℃/min，处理后表面偏析宽度低于500μm，优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm；平均晶粒尺寸小于70μm，优选晶粒尺寸控制在30~50μm；柱状晶小于100μm，优选柱状晶尺寸控制在50~90μm；第二相化合物尺寸1～5μm；（3）轧制过程：a.热轧处理：将步骤（2）中进行过均匀化处理处理的扁锭进行热轧处理，得到热轧卷；b.冷轧处理：对得到的热轧卷进行冷轧处理，冷轧每道次压下量控制在35%~58%，轧制前张力21～35Mpa，后张力11～25Mpa，轧制到成品厚度0.24mm，经过切边机切边，带纸芯卷取成品，在冷轧过程中控制冷轧轧制油NAS污染度小于5级，40℃运动粘度值在2.1～2.6mm2/s，使用醇酯复合作为添加剂，添加剂的质量浓度为6～9%；c.箔轧处理：将冷轧厚度为0.24mm的铝箔精轧成厚度为0.012～0.020mm的铝箔卷，当生产0 .020mm厚度的铝箔时，第一道次由0.24mm压至0.125mm，第二道次由0.125mm压至0.064mm，第三道次由0.064mm压至0.32mm，切边，第四道次由0.032mm压至0.020mm，当成品厚度为0.012mm时，第一道次由0.24mm压至0.105mm，第二道次由0.105mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.020mm，切边，第四道次由0.020mm压至0.012mm，其中，在箔轧过程中，轧制油油品指标为：第1道次：酸值＞0.2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3 mm2/s，NAS污染度小于5级；第2道次：酸值＞0.2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，NAS污染度小于5级；第3、4道次：酸值＜0 .1mgKOH/g，醇+酯2.5～5%，水分＜200PPM，40℃下粘度1.8～2.1mm2/s，NAS污染度小于4级；最终再将轧制好的铝箔卷分切，即可得成品锂电池用铝箔，步骤（2）中步骤b中均匀化热处理的加热温度545～565℃，步骤（2）中步骤a中对熔体进行半连续铸造时，控制T型流槽温度为680-695℃，铸造速度为30~80mm/min，控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min，步骤（3）中步骤a中进行热轧处理时，开轧温度500～540℃，终轧温度290~330℃，热轧卷的厚度为5.0～9.0mm，步骤（3）中步骤a中进行热轧处理时，终轧温度300~320℃，步骤（1）中加入直径为9.5mm的AlTiB丝作为晶粒细化剂，熔体除气过程中控制氢含量≤0.12ml/100gAl，步骤（3）中步骤b中冷轧过程中，控制各辊系同步性，辊系与铝带材速度误差小于1%，轧辊粗糙度Ra值为0.25～0.70μm，通过上述技术方案，本发明提供了一整套高表面高性能高精度汽车电池用铝箔的制备工艺，不仅大幅提高了抗拉强度，提高了表面洁净度、表面达因值、而且显著提高带材的厚度均匀性，板形平直度，最终制备的成品铝箔的抗拉强度≥190Mpa，表面达因值≥34以上，厚度公差≤±2%，离线板形：测试单位张力为0.8kgf/mm2，有效距离为2m，下塌量＜9mm。
以下从内部组织、力学性能、表面达因值出发进行进一步分析：
基体中加入适量的Cu元素，使成品抗拉强度大幅提高，这是因为Cu元素的添加，增加了金属内部组织的形核质点，有利于晶粒细化。同时，也有利于提高材料的抗拉强度，因为当Cu溶入Al后固溶体中既存在位错又有溶质原子，两者的周围均存在一应力场，上述两种应力场会发生交互作用，从而产生固溶强化效果，提高了产品的抗拉强度。
但是加Cu以后带来一个不利的副作用，因为Cu的电极电位-0.2比铝基体的电极电位更高，这样就降低了材料的耐腐蚀性能。
为了克服这一缺点，特意在基体中加入适量的Mg元素，Mg的电极电位-1.73，比铝基体的电极电位更低，可抵销Cu对耐腐蚀性的不利影响。另外，Mg元素通过固溶强化和与其它元素形成一系列可溶解的金属化合物强化项来提高材料的强度。控制Cu与Mg的重量比为（2～4）：1，这是因为按此比例，可以同时获得两种强化相θ（CuA12）和S（A12CuMg），强化效果最好，且耐腐蚀性能优良。（现有常规比例Cu与Mg的重量比一般在33：1以上，基本只能形成一种强化相θ（CuA12），强化效果和耐腐蚀性能均不理想。
我们从生产实验中得知：
（1）铝箔轧制基础油的粘度越低，分子间范德华力越小，润湿能力越强，生产加工出来的铝箔表面达因值越高。因此我们铝箔轧制时选用低粘度的基础油。
（2）工艺润滑中添加剂含量对达因值呈正面影响，其中酯类添加剂含量与铝箔达因值基本呈正比关系；醇类添加剂含量上升铝箔达因值也有小幅度上升，但达到6%后对达因值影响不大；添加月桂酸后铝箔达因值有所提升，但1‰至10‰含量所得达因值相同。我们综合优化选用了醇、酯、酸的配比。所述的步骤（3）中步骤c中箔轧过程中，轧制油油品指标为：第1、2道次：酸值＞0.2mgKOH/g（常规指标酸值≤0.03mgKOH/g，油膜强度低，不能满足轧制高强度铝箔的润滑要求），醇+酯5～8%（常规指标≤4.5%，轧制铝箔表面的达因值低），水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3 mm2/s，NAS污染度小于5级；第3、4道次：酸值＜0.1mgKOH/g，醇+酯2.5～5%（常规指标≤2%，轧制铝箔表面的达因值低），水分＜200PPM，40℃下粘度1.8～2.1mm2/s，NAS污染度小于4级。
（3）设备润滑油泄漏量较少时，达因值会下降。但随着泄漏量的不断上升，达因值反而上升。这是因为尽管设备润滑油中长碳链的基础油对达因值呈消弱作用，但润滑油中添加剂对达因值提升效应更明显，两相抵消后在泄漏量高于1%时达因值上升。但通过润滑油泄漏的方式提高达因值不可取，这会给油品质量带来较大的负作用，因此，我们对润滑油泄漏进行了严格控制。
（4） 生产出来的铝箔表面仍存在一定的基础油油膜，我们采用加强压缩空气吹扫等方式将这部分基础油油膜带走，使铝箔表面的达因值进一步提高。
经过本发明的技术方案处理后的铝箔，抗拉强度≥190Mpa，表面达因值≥34以上，厚度公差≤±2%，离线板形：测试单位张力为0.8kgf/mm2，有效距离为2m，下塌量＜9mm。
实施例1
一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，坯料包括以下重量百分比的元素：Si：0.05%、Fe：0.40%、Cu：0.07%、Mg：0.035%、Mn：0.0005%~0.003%、Zn：0.002%~0.010%、V：0.005%~0.030%、Ti：0.010~0.030%、Cr：0.0005%~0.005%，余量为铝。Fe与Si的重量比为8：1；Cu与Mg的重量比为2：1。
上述带材的制备工艺包括以下步骤：（1）原料熔炼：将按照上述重量百分比混合的炉料加入熔化炉内，在720～800℃的条件下进行熔炼，熔炼时间为120-180分钟，当炉料化平时进行10分钟的搅拌，形成均一合金熔液后，合金熔液表面均匀撒上覆盖剂；当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌，并使用氯气＋氩气吹入精炼剂进行精炼，氯气和氩气混合体积比为：（4～8）：1，氯气＋氩气流量2.3～3.0m³/h，进行10~15分钟的精炼；精炼完30分钟后进行第3次搅拌，搅拌时长5分钟，吹气精炼控制通过调整惰性气体的流量实现对铝液精炼效果的控制；当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置，静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂，每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌，静置精炼时间为240分钟；向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂，并将熔体除气后在流槽内进行过滤，过滤时，首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤，再管式过滤器进行精过滤；（2）扁锭铸造与均匀化处理：a. 扁锭铸造:对步骤（1）的熔体进行普通半连续铸造，控制T型流槽温度为680-695℃，铸造速度为30~80mm/min，控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min；铸锭的厚度为480~640mm，对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭；b.扁锭均匀化热处理：对a步骤中得到的扁锭进行均匀化热处理，加热温度520～565℃、加热速度1~2℃/min、保温时间420~540min，冷却速度0.5~1.5℃/min，处理后表面偏析宽度低于500μm，优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm，平均晶粒尺寸小于70μm，优选晶粒尺寸控制在30~50μm，柱状晶小于100μm，优选柱状晶尺寸控制在50~90μm，第二相化合物尺寸1～5μm，本发明技术方案对各合金元素，特别是铜元素进行优化控制，在基体中加入适量的Cu元素，使成品抗拉强度大幅提高，这是因为Cu元素的添加，增加了金属内部组织的形核质点，有利于晶粒细化。同时，也有利于提高材料的抗拉强度，因为当Cu溶入Al后固溶体中既存在位错又有溶质原子，两者的周围均存在一应力场，上述两种应力场会发生交互作用，从而产生固溶强化效果，提高了产品的抗拉强度。（3）轧制过程：a.热轧处理：将步骤（3）中经热处理的扁锭进行热轧处理，开轧温度500～540℃，终轧温度290~330℃，热轧卷的厚度为5.0～9.0mm；b.冷轧处理：轧制过程中，冷轧每道次压下量控制在35%~58%，轧制前张力21～35Mpa，后张力11～25Mpa，冷轧轧制油控制NAS污染度小于5级，40℃运动粘度值在2.1～2.6mm2/s，添加剂质量浓度为6～9%，轧制到厚度0.24mm，经过切边机切边（中分），带纸芯卷取成品；c.箔轧处理，轧制油油品指标为：第1道次：酸值＞0 .2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2 .0～2 .3 mm2/s，NAS污染度小于5级；第2道次：酸值＞0 .2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2 .0～2 .3mm2/s，NAS污染度小于5级；第3、4道次：酸值＜0 .1mgKOH/g，醇1.8%，酯3.0%，水分＜200PPM，40℃下粘度1.85mm2/s，NAS污染度小于4级；所述步骤（3）中的步骤c铝箔轧制工序为：生产0.020mm厚度的铝箔时，第一道次由0.24mm压至0.125mm，第二道次由0.125mm压至0.064mm，第三道次由0.064mm压至0 .32mm，切边，第四道次由0.032mm压至0.020mm。
成品厚度为0.012mm时，第一道次由0.24mm压至0.105mm，第二道次由0.105mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.020mm，切边，第四道次由0.020mm压至0.012mm。
通过上述技术方案，本发明提供了一整套高表面高性能高精度汽车电池用铝箔的制备工艺，抗拉强度195Mpa，表面达因值35，厚度公差≤±2%，离线板形：测试单位张力为0.8kgf/mm2，有效距离为2m，下塌量5mm。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：坯料内包括以下重量百分比的元素：Si：0.045%、Fe：0.45%、Cu：0.06%、Mg：0.03%、Mn：0.002%、Zn：0.005%、V：0.02%、Ti：0.02%、Cr：0.001%，余量为铝。Fe与Si的重量比为10：1；Cu与Mg的重量比为2：1。
步骤（3）中步骤c箔轧处理过程中第3、4道次：醇1.5%，酯3%，40℃下粘度1.8mm2/s
产品抗拉强度192Mpa，表面达因值35，厚度公差≤±2%，离线板形：测试单位张力为0.8kgf/mm2，有效距离为2m，下塌量5mm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：坯料内包括以下重量百分比的元素：Si：0.05%、Fe：0.45%、Cu：0.09%、Mg：0.03%、Mn：0.002%、Zn：0.005%、V：0.02%、Ti：0.02%、Cr：0.001%，余量为铝。Fe与Si的重量比为9：1；Cu与Mg的重量比为3：1。
步骤（3）中步骤c箔轧处理过程中第3、4道次：醇2.0%，酯3.0%，40℃下粘度1.95mm2/s
产品抗拉强度200Mpa，表面达因值35，厚度公差≤±2%，离线板形：测试单位张力为0.8kgf/mm2，有效距离为2m，下塌量7mm。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：坯料内包括以下重量百分比的元素：Si：0.08%、Fe：0.40%、Cu：0.10%、Mg：0.025%、Mn：0.002%、Zn：0.005%、V：0.02%、Ti：0.02%、Cr：0.001%，余量为铝。Fe与Si的重量比为5：1；Cu与Mg的重量比为4：1。
步骤（3）中步骤c箔轧处理过程中第3、4道次：醇2.0%，酯4.0%，40℃下粘度2.1mm2/s
产品抗拉强度210Mpa，表面达因值34，厚度公差≤±2%，离线板形：测试单位张力为0.8kgf/mm2，有效距离为2m，下塌量8mm。
表1为产品质量检测指标
Figure DEST_PATH_IMAGE001
铝箔的技术指标以0.012mm厚度为检测例。

Claims (10)

1.一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，该铝箔由Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr组成，上述材料组成的重量百分比为：Si：0.04~0.1%、Fe：0.30~0.45%、Cu：0.06~0.10%、Mg：0.025%~0.05%、Mn：0.0005%~0.003%、Zn：0.002%~0.010%、V：0.005%~0.030%、Ti：0.010~0.030%、Cr：0.0005%~0.005%，余量为铝。
2.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于所述的Fe与Si的重量比为（5～10）：1。
3.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于所述的Cu与Mg的重量比为（2～4）：1。
4.一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔的制备工艺，其特征在于制备该铝箔的工艺步骤如下：
（1）原料熔炼：将Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、V、Ti和Cr混合的炉料加入熔化炉内，在720～800℃的条件下进行熔炼，熔炼时间为120-180分钟，当炉料化平时进行10分钟的搅拌，形成均一合金熔液后，在合金熔液表面均匀撒上覆盖剂；当合金熔液温度为700~720℃进行第二次搅拌，并使用氯气和氩气的混合气流吹入精炼剂进行精炼，氯气和氩气混合体积比为：（4～8）：1，氯气和氩气总流量为2.3～3.0m³/h，进行10~15分钟的精炼；精炼完30分钟后进行第三次搅拌，搅拌时长5分钟，吹气精炼控制通过调整氯气和氩气混合气体的流量实现对铝液精炼效果的控制；当温度为730~780℃时将精炼液转移至静置炉内静置，静置炉内铝水表面均匀撒上一层覆盖剂，每隔60分钟进行10~20分钟的精炼搅拌，静置精炼时间为240分钟；向精炼静置后的熔体中加入晶粒细化剂，并将熔体除气后在流槽内进行过滤，过滤时，首先在流槽内加入50目过滤板进行粗过滤，再管式过滤器进行精过滤；
（2）扁锭铸造与均匀化处理：a. 扁锭铸造：对步骤（1）的熔体进行普通半连续铸造，制得厚度为480~640mm的铸锭，对铸锭锯切头尾、铣面后得到扁锭；b. 均匀化处理：对扁锭进行均匀化热处理，加热温度520～565℃，加热速度为1~2℃/min，保温时间7~9h，冷却速度为0.5~1.5℃/min，处理后表面偏析宽度低于500μm，优选表面偏析宽度范围控制在380~480μm；平均晶粒尺寸小于70μm，优选晶粒尺寸控制在30~50μm；柱状晶小于100μm，优选柱状晶尺寸控制在50~90μm；第二相化合物尺寸1～5μm；
（3）轧制过程：a.热轧处理：将步骤（2）中进行过均匀化处理处理的扁锭进行热轧处理，得到热轧卷；b.冷轧处理：对得到的热轧卷进行冷轧处理，冷轧每道次压下量控制在35%~58%，轧制前张力21～35Mpa，后张力11～25Mpa，轧制到成品厚度0.24mm，经过切边机切边，带纸芯卷取成品，在冷轧过程中控制冷轧轧制油NAS污染度小于5级，40℃运动粘度值在2.1～2.6mm2/s，使用醇酯复合作为添加剂，添加剂的质量浓度为6～9%；c.箔轧处理：将冷轧厚度为0.24mm的铝箔精轧成厚度为0.012～0.020mm的铝箔卷，当生产0 .020mm厚度的铝箔时，第一道次由0.24mm压至0.125mm，第二道次由0.125mm压至0.064mm，第三道次由0.064mm压至0.32mm，切边，第四道次由0.032mm压至0.020mm，当成品厚度为0.012mm时，第一道次由0.24mm压至0.105mm，第二道次由0.105mm压至0.042mm，第三道次由0.042mm压至0.020mm，切边，第四道次由0.020mm压至0.012mm，其中，在箔轧过程中，轧制油油品指标为：第1道次：酸值＞0 .2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3 mm2/s，NAS污染度小于5级；第2道次：酸值＞0.2mgKOH/g，醇+酯5～8%，水分＜200PPM，40℃下粘度2.0～2.3mm2/s，NAS污染度小于5级；第3、4道次：酸值＜0 .1mgKOH/g，醇+酯2.5～5%，水分＜200PPM，40℃下粘度1.8～2.1mm2/s，NAS污染度小于4级；最终再将轧制好的铝箔卷分切，即可得成品锂电池用铝箔。
5.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于步骤（2）中步骤b中均匀化热处理的加热温度545～565℃。
6.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于步骤（2）中步骤a中对熔体进行半连续铸造时，控制T型流槽温度为680-695℃，铸造速度为30~80mm/min，控制循环冷却水进水温度≤30℃、最终温度≤40℃、流量3300~4400kg/min。
7.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于步骤（3）中步骤a中进行热轧处理时，开轧温度500～540℃，终轧温度290~330℃，热轧卷的厚度为5.0～9.0mm。
8.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于步骤（3）中步骤a中进行热轧处理时，终轧温度300~320℃。
9.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于步骤（1）中加入直径为9.5mm的AlTiB丝作为晶粒细化剂，熔体除气过程中控制氢含量≤0.12ml/100gAl。
10.根据权利要求1所述的一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔，其特征在于步骤（3）中步骤b中冷轧过程中，控制各辊系同步性，辊系与铝带材速度误差小于1%，轧辊粗糙度Ra值为0.25～0.70μm。
CN202110179650.7A 2021-02-08 2021-02-08 一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺 Active CN112921214B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110179650.7A CN112921214B (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110179650.7A CN112921214B (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112921214A true CN112921214A (zh) 2021-06-08
CN112921214B CN112921214B (zh) 2023-04-14

Family

ID=76171408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110179650.7A Active CN112921214B (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112921214B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113369304A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种减轻电池箔表面铝粉的控制方法
CN114393040A (zh) * 2021-12-16 2022-04-26 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种用于1060电池箔轧制工艺的改进方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104611616A (zh) * 2014-12-24 2015-05-13 镇江鼎胜铝业股份有限公司 一种利用铸轧坯生产的动力功能材料用铝箔及其制备方法
CN106435284A (zh) * 2016-08-25 2017-02-22 杭州五星铝业有限公司 一种新型锂电池用铝箔及箔材制造方法
CN107012370A (zh) * 2017-04-14 2017-08-04 邹平德利科技板材有限公司 高性能1230a合金锂离子电池用铝箔及其制备方法
CN107217175A (zh) * 2017-05-08 2017-09-29 永杰新材料股份有限公司 一种电池用高性能铝箔及其生产方法
CN109252072A (zh) * 2018-10-15 2019-01-22 威海海鑫新材料有限公司 一种高精铝箔坯料及其制备工艺
CN109972001A (zh) * 2019-03-29 2019-07-05 郑州明泰实业有限公司 一种电容器外壳用1100-o态铝合金带材及其生产方法
CN110227714A (zh) * 2019-06-25 2019-09-13 江苏大亚铝业有限公司 锂电池用1235合金双面光铝箔及其制备方法
CN110484785A (zh) * 2019-09-23 2019-11-22 中南大学 一种高性能动力电池用铝箔制备工艺
CN110863162A (zh) * 2019-12-10 2020-03-06 山东德利铝业科技有限公司 高性能1100合金锂离子电池用铝箔及其制备方法
CN111893351A (zh) * 2020-08-11 2020-11-06 华北铝业有限公司 一种1235d锂电池用铝箔及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104611616A (zh) * 2014-12-24 2015-05-13 镇江鼎胜铝业股份有限公司 一种利用铸轧坯生产的动力功能材料用铝箔及其制备方法
CN106435284A (zh) * 2016-08-25 2017-02-22 杭州五星铝业有限公司 一种新型锂电池用铝箔及箔材制造方法
CN107012370A (zh) * 2017-04-14 2017-08-04 邹平德利科技板材有限公司 高性能1230a合金锂离子电池用铝箔及其制备方法
CN107217175A (zh) * 2017-05-08 2017-09-29 永杰新材料股份有限公司 一种电池用高性能铝箔及其生产方法
CN109252072A (zh) * 2018-10-15 2019-01-22 威海海鑫新材料有限公司 一种高精铝箔坯料及其制备工艺
CN109972001A (zh) * 2019-03-29 2019-07-05 郑州明泰实业有限公司 一种电容器外壳用1100-o态铝合金带材及其生产方法
CN110227714A (zh) * 2019-06-25 2019-09-13 江苏大亚铝业有限公司 锂电池用1235合金双面光铝箔及其制备方法
CN110484785A (zh) * 2019-09-23 2019-11-22 中南大学 一种高性能动力电池用铝箔制备工艺
CN110863162A (zh) * 2019-12-10 2020-03-06 山东德利铝业科技有限公司 高性能1100合金锂离子电池用铝箔及其制备方法
CN111893351A (zh) * 2020-08-11 2020-11-06 华北铝业有限公司 一种1235d锂电池用铝箔及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨新国: "铝箔生产中润滑对达因值影响研究", 《铝加工》 *
颜国君: "《金属材料学》", 31 March 2019, 冶金工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113369304A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种减轻电池箔表面铝粉的控制方法
CN114393040A (zh) * 2021-12-16 2022-04-26 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种用于1060电池箔轧制工艺的改进方法
CN114393040B (zh) * 2021-12-16 2024-04-12 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种用于1060电池箔轧制工艺的改进方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112921214B (zh) 2023-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3722446B1 (en) Aluminum alloy sheet for battery lids for molding integrated explosion-prevention valve, and method for producing same
CN109988948B (zh) 一种汽车内板用5182-o状态铝合金板材及其生产方法
EP2127782A1 (en) Aluminum alloy casting material, method for production of the aluminum alloy casting material, aluminum alloy material, and method for production of aluminum alloy material
CN112921214B (zh) 一种高表面高性能高精度汽车电池用铝箔及其制备工艺
CN108425046B (zh) 阳极氧化用铝合金及其制备方法
CN107075620B (zh) 具有高强度·高耐腐蚀性·高原材料伸长率的铝合金钎焊板
CN111057912B (zh) 一种降低3003铝合金再结晶温度的工艺
CN104313414A (zh) 铝镁合金及其板材的制备方法
JPH0118979B2 (zh)
CN108588499B (zh) 一种ctp印刷版基铝带材及其制备工艺
CN109868398B (zh) 一种高翻边性能的6xxx系铝合金板材及其制备方法
KR101057264B1 (ko) 알루미늄합금 시트 및 그 제조방법
WO2020039604A1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
CN111101035B (zh) 一种汽车散热器用铝箔的制备方法
EP3842557A1 (en) Aluminum alloy sheet for battery lid for molding integrated explosion-proof valve and production method therefor
TWI700377B (zh) 用於成形一體型防爆閥之電池蓋用鋁合金板及其製造方法
TW202010168A (zh) 用於成形一體型防爆閥之電池蓋用鋁合金板及其製造方法
CN110872665B (zh) Al-Mg-Si系合金板
JP2000054093A (ja) アルミニウム箔の製造方法
CN114990389B (zh) 具有层次结构的铝合金带材的制备方法及铝合金带材
WO2020070944A1 (ja) 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
CN115305389A (zh) 一种铝合金电池外壳板及其生产方法
CN115323223A (zh) 一种制备1235铝合金新能源电池箔胚料的加工方法
KR20150042099A (ko) 알루미늄-아연-구리-마그네슘 합금 판재의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 알루미늄-아연-구리-마그네슘 합금 판재
CN114101608A (zh) 一种薄带连铸新型6xxx铝合金板带及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant