CN113403505A - 一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法 - Google Patents

一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，包括如下质量百分含量的1系铝合金成分：Si≤0.08 wt%，Fe0.20~0.32wt%，Cu≤0.01 wt%，Mn≤0.02 wt%，Mg≤0.01 wt%，Cr≤0.01 wt%,Zn≤0.02 wt%，Ti0.008~0.03 wt%，其他元素单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%，通过调整合金元素及微量元素含量及进行加工工艺控制，对材料的微观晶粒及组织进行精细控制，最终使得材料具有稳定的爆破性能、深冲性、耐腐蚀性及焊接性好等效果。

Description

一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法
技术领域
本发明涉及有色金属技术领域，特别涉及一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法。
背景技术
随着新能源行业的新起，锂电池行业得到快速发展，广泛用于动力、储能和数码领域。电池盖板上的防爆片和翻转片作为电池上的重要部件，会直接影响到电池性能最关键的指标---安全性，因此，防爆片和翻转片性能的稳定性至关重要，要求防爆片和翻转片用铝材具有优良的冲压、焊接、耐蚀性能和稳定的爆破压力。
1系合金具有优良的成形性能、耐蚀性和焊接性能，被广泛用于强度不高的导电体材料及仪器仪表材料中，为获得稳定的爆破压力，材料必须具有细小、均一的微观组织，如细小的晶粒、细小且弥散分布的金属间化合物。细小、均一的晶粒和组织是通过一种特殊的加工工艺来保证，因此有必要开发出一种1系铝合金材料，兼顾优良的冲压、焊接、耐腐蚀性能和稳定爆破压力，用于电池盖板防爆片及翻转片的铝合金及其加工工艺。
因此，发明一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，包括如下质量百分含量的1系铝合金成分：Si≤0.08 wt%，Fe0.20~0.32wt%，Cu≤0.01 wt%，Mn≤0.02 wt%，Mg≤0.01 wt%，Cr≤0.01 wt%,Zn≤0.02 wt%，Ti0.008~0.03 wt%，其他元素单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%。
优选的，包括如下步骤：
步骤一：使用高精铝锭AL99.85熔化，按设计成分铸成铸锭，严格控制Fe、Si和Ti的含量，其他元素含量 单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%；
步骤二：铸锭进行均匀化退火，温度范围为580~610 ℃，保温5-10h，后降温到480℃，保温2h；
步骤三：出炉热轧成4~10mm厚卷材；
步骤四：将4~10mm厚热轧卷材冷却后轧到2~5mm厚度，进行连续气垫炉退火；
步骤五：再将2~5mm卷材轧到成品厚度，退火成O态，进行检验。
优选的，所述Fe质量百分含量优选为0.20~0.32wt%; 所述Ti质量百分含量优选为0.008~0.03wt%;所述Si质量百分含量优选为≤0.08wt%; 所述其他元素质量百分含量优选为单个≤0.01 wt%，所述Al≥99.60 wt%。
优选的，所述步骤二中均匀化退火温度范围为580~610 ℃，保温5-10h。
优选的，所述步骤三中热轧温度270~310℃。
优选的，所述步骤四中退火温度460~520℃，保温时间20~60s。
本发明的技术效果和优点：
本发明用冲深、耐蚀、焊接性能好及爆破压力稳定的1系铝合金制备方法。通过调整合金元素及微量元素含量及进行加工工艺控制，对材料的微观晶粒及组织进行精细控制，最终使得材料具有稳定的爆破性能、深冲性、耐腐蚀性及焊接性好等效果。
附图说明
图1为本发明的实施例表面晶粒度大小及分布示意图。
图2为本发明的实施例表面化合物大小及分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：包括如下质量百分含量的1系铝合金成分：Si≤0.08 wt%，Fe0.20~0.32wt%，Cu≤0.01wt%，Mn≤0.02 wt%，Mg≤0.01 wt%，Cr≤0.01 wt%,Zn≤0.02 wt%，Ti0.008~0.03 wt%，其他元素单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%。
进一步的，在上述技术方案中，包括如下步骤：
步骤一：使用高精铝锭AL99.85熔化，按设计成分铸成铸锭，严格控制Fe、Si和Ti的含量，其他元素含量 单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%；
步骤二：铸锭进行均匀化退火，温度范围为580~610 ℃，保温5-10h，后降温到480℃，保温2h；
步骤三：出炉热轧成4~10mm厚卷材；
步骤四：将4~10mm厚热轧卷材冷却后轧到2~5mm厚度，进行连续气垫炉退火；
步骤五：再将2~5mm卷材轧到成品厚度，退火成O态，进行检验。
进一步的，在上述技术方案中，所述Fe质量百分含量优选为0.20~0.32wt%; 所述Ti质量百分含量优选为0.008~0.03wt%;所述Si质量百分含量优选为≤0.08wt%; 所述其他元素质量百分含量优选为单个≤0.01 wt%，所述Al≥99.60 wt%；
进一步的，在上述技术方案中，所述步骤二中均匀化退火温度范围为580~610 ℃，保温5-10h；
进一步的，在上述技术方案中，所述步骤三中热轧温度270~310℃；
进一步的，在上述技术方案中，所述步骤四中退火温度460~520℃，保温时间20~60s。
需要说明的是：
1系铝合金中的Fe是主要合金化元素，会与基体Al及Si形成：FeAl3、α（AlFeSi）、β（AlFeSi）相，起固溶强化作用，会提高合金强度。Fe元素含量高时，形成的上述化合物相多且聚积在晶界处，这些化合物与Al基体结合不紧密，后续加工变形时，易在晶界处会形成断裂，影响到其冲压加工性能，同时，也影响到材料组织的一致性，并对成品防爆片及翻转片爆破值的稳定性产生不利影响，若Fe含量偏低时，材料的强度和塑性会降低，不利于防爆片及翻转片的冲压变形，经验证，Fe含量控制在0.20~0.32 wt%为宜。Si元素一般为杂质元素，Si含量高时会形成游离Si，为硬脆项，降低材料的塑性，故其含量一般控制在≤0.08wt%。
Ti元素主要起晶粒细化作用，一般含量控制在0.008~0.03%，太低细化晶粒效果差，太高时当添加含量达到0.03%以上，晶粒细化效果达到饱和状态，多余的Ti质点也不会起到细化晶粒作用，同时会增加成本。其他杂质元素会和Al基体形成硬脆相化合物，降低铝合金材料的塑性，故单个元素含量要求≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%。
获得上述成分的1系铝合金铸锭后，经锯切铣面，再进行后续的加工：
（1）铸锭进行均匀化退火，温度范围为580~610 ℃，保温5-10h，后降温到480℃，保温2h，
出炉热轧成4~10mm厚卷材，热轧终轧温度控制在270~310℃。
（2）将4~10mm厚热轧卷材冷却后，轧到2~5mm厚度进行连续气垫炉退火，退火温度460~520℃，保温时间20~60s。
（3）再将2~5mm卷材轧到成品厚度，退火成O态，检验合格后交付。
通过以上的成分及工艺控制，可使得1系铝合金材料微观晶粒和组织细小且均匀分布，见图1表面晶粒度大小及分布（平均31μm）和图2表面化合物大小及分布（2~9μm），加工变形时材料各向异性小，稳定性好，制成防爆片及翻转片后爆破值极差≤0.05MPa，宏观性能上，材料的抗拉强度：70~80MPa，屈服强度：20~40MPa，伸长率：40~50%，完全满足防爆片及翻转片冲压要求，腐蚀性和焊接性与现电池用盖板材料相匹配。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：包括如下质量百分含量的1系铝合金成分：Si≤0.08 wt%，Fe0.20~0.32wt%，Cu≤0.01 wt%，Mn≤0.02wt%，Mg≤0.01 wt%，Cr≤0.01 wt%,Zn≤0.02 wt%，Ti0.008~0.03 wt%，其他元素单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%。
2.一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：使用高精铝锭AL99.85熔化，按设计成分铸成铸锭，严格控制Fe、Si和Ti的含量，其他元素含量 单个≤0.01 wt%，Al≥99.60 wt%；
步骤二：铸锭进行均匀化退火，温度范围为580~610 ℃，保温5-10h，后降温到480℃，保温2h；
步骤三：出炉热轧成4~10mm厚卷材；
步骤四：将4~10mm厚热轧卷材冷却后轧到2~5mm厚度，进行连续气垫炉退火；
步骤五：再将2~5mm卷材轧到成品厚度，退火成O态，进行检验。
3.根据权利要求2所述的一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：所述Fe质量百分含量优选为0.20~0.32wt%; 所述Ti质量百分含量优选为0.008~0.03wt%;所述Si质量百分含量优选为≤0.08wt%; 所述其他元素质量百分含量优选为单个≤0.01 wt%，所述Al≥99.60 wt%。
4.根据权利要求2所述的一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：所述步骤二中均匀化退火温度范围为580~610 ℃，保温5-10h。
5.根据权利要求2所述的一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：所述步骤三中热轧温度270~310℃。
6.根据权利要求2所述的一种1系铝合金带材制备电池盖板防爆片及翻转片方法，其特征在于：所述步骤四中退火温度460~520℃，保温时间20~60s。
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