CN1676643A - 铝合金板、其制造方法和铝合金制电池盒 - Google Patents

铝合金板、其制造方法和铝合金制电池盒 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铝合金板及其制造方法，所述铝合金板含有Mn：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下，Cu：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下，Mg：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下，Si：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下，Fe：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下，限制Zn：0.10质量％或其以下，其余由Al和不可避免的杂质构成。由这样构成，即使使板厚薄壁化，本发明的铝合金板也具备优良的强度、成形性、激光焊接性、应力松弛性、耐压性(耐膨胀性)，适宜作为电池盒使用。

Description

铝合金板、其制造方法和铝合金制电池盒
技术领域
本发明涉及适宜用于锂离子二次电池盒等的电池盒的铝合金板和由该铝合金板构成的电池盒。
背景技术
历来，对于作为便携式电话和便携式个人计算机等的电源被搭载的锂离子二次电池盒(以下称为电池盒)，以小型化和轻量化作为目的，通常大多使用具备JISA3003合金等的轻量性和强度的铝合金。
可是，在这样的电池盒中，进行电池的充电和放电时，电池盒内部的压力会上升。另外，在夏季，当将搭载这样的电池盒的电子机器长时间放置在汽车内等的高温环境下的场合，电池盒本身甚至达至60～90℃，电池盒内部的压力大幅度上升，同时电池盒所用材料本身的内部应力会缓和。其结果电池盒膨胀、变形，该场合下会发生电池盒破损的问题。因此也担心会损害电子机器的性能。
因此，可以举出作为对这样的电池盒所要求的特性，不必说在电池的充电和放电时，就是在高温环境下设定使用的状况，即使在它们的使用状况中电池盒内压上升的场合，电池盒也能够保持期望的形状。另一方面，为了谋求电池的小型化和轻量化及低成本化，迫切要求谋求电池盒的薄壁化。
但是，对于用由上述的JISA3003合金等构成的铝合金板制作的电池盒，为了谋求电池盒的轻量化而使该铝合金板的板厚进行某程度减薄时，容易发生变形，其结果发生的问题是，电池盒的耐压性(耐膨胀性)降低、即使是比较小的内部压力作用，也容易发生膨胀。
也就是说，以使电池盒成为所望的轻量化作为目的而谋求薄壁化时，用由历来的JISA3003合金等构成的铝合金板不能得到耐压性(耐膨胀性)，铝合金板的薄壁化和耐压性(耐膨胀性)存在互相矛盾的关系。因此，对于电池盒，使铝合金板的薄壁化和耐压性(耐膨胀性)兼得并满足是困难的。
为了解决该问题，公开了通过向JIS3000系的铝合金中添加Cu等提高铝合金板的强度、使该铝合金板的板厚薄壁化而谋求电池盒的轻量化的技术(例如参照特开平10-284014号公报、特开2000-129384号公报和特开2003-34833号公报)。
但是，由于特开平10-284014号公报的Al合金材(本发明中的电池盒用铝合金板)的Cu的含量超过0.20wt％、在0.5wt％或其以下(wt％与本发明的质量％同义)而较低，所以强度不充分，另外，也不能抑制应力松弛现象。其结果由该铝合金材制作的密闭矩形锂离子二次电池用外装壳(本发明中的电池盒)在因温度上升外装壳内部压力上升的场合不能抑制外装壳的膨胀。
另外，由于特开2000-129384号公报的二次电池盒用铝合金板(本发明中的电池盒用铝合金板)的Mg的含量在0.20重量％或其以下(重量％与本发明的质量％同义)而较低，所以强度不充分，另外，也不能抑制应力松弛现象。其结果由该二次电池盒用铝合金板制作的电池盒在因温度上升电池盒内部压力上升的场合不能抑制电池盒的膨胀。
另外，由于特开2003-34833号公报的二次电池盒用铝合金板的Zn的含量在0.2～0.7重量％而较高，焊接时，Zn会飞散，污染周围环境。因此，这样的二次电池盒用铝合金板在制作电池盒时的激光焊接性差。
发明内容
鉴于这样的问题点本发明的目的在于可以提供以下这样的电池盒用铝合金板：即使板厚薄壁化，在深冲加工和减薄拉伸加工时也具备不发生断裂的优良的强度和成形性；电池盒被成形加工后，即使在由充放电或者温度上升到60～90℃左右、该电池盒内部压力上升的场合，也具备可以将由电池盒的膨胀造成的变形量抑制为很小的优良的应力松弛性和耐压性(耐膨胀性)，同时激光焊接性也优良。
为了解决上述课题，本发明的铝合金板含有Mn：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下，Cu：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下，Mg：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下，Si：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下，Fe：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下，限制Zn：0.10质量％或其以下，其余由Al和不可避免的杂质构成。
按照这样构成，通过含有规定范围的Mn、Cu、Mg、Si，这些元素固溶于母相内，可以提高铝合金板的强度。而且，由该强度的提高可以使铝合金板的板厚薄壁化，由该薄壁化可以提高激光焊接时的熔透深度。同时，通过由Cu的固溶强化造成的铝合金板的强度提高，可以提高激光焊接时的焊接部的强度。另外，通过含有规定范围的Mn、Si、Fe，形成Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物，可以提高铝合金板的成形性。另外，通过含有规定范围的Cu、Mg、Si，形成S’(CuMgAl2)相、Mg2Si，可以抑制铝合金板的应力松弛。另外，通过将Zn控制在规定范围或其以下以下，激光焊接铝合金板时，蒸汽压低的Zn不飞散，就不会污染周围环境。
另外，本发明的铝合金板使上述Cu的含量在0.7质量％或其以上、1.0质量％或其以下而构成。
按照这样构成，由于Cu含量恰当化，所以如上所述，可以促进Cu的固溶强化，更进一步提高铝合金板的强度，还可以更进一步提高激光焊接时的焊接部的强度。
另外，本发明的铝合金板使上述Si的含量与Fe的含量的比(Si/Fe)是0.2～6.0而构成。
按照这样构成，由于Si和Fe的含量可以适应化，所以如上所述，通过形成Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物和Mg2Si，可以提高铝合金板的成形性，抑制应力松弛。
这样，通过限制Cu含量及Si含量与Fe含量的比(Si/Fe)，就可以提供具有更优良的强度、成形性、激光焊接性(焊接裂纹性、焊接部强度)、应力松弛性、耐压性(耐膨胀性)的铝合金板。
上述构成的铝合金板特别适宜作为电池盒的原材料而使用。由上述构成的铝合金板构成的电池盒也属于本发明的范围。
只要由本发明的铝合金板成形铝合金制电池盒，就可以充分地满足对于以锂离子二次电池的电池盒为代表的各种容器最近所要求的轻量化和小型化的要求。
在本发明中所谓电池盒是指构成可使用铝板材料的二次电池(可以反复充电使用的电池)的盒。上述锂离子电池是其代表的例。
上述铝合金板优选通过由以下工序构成的方法制造：使含有Mn：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下，Cu：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下，Mg：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下，Si：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下，Fe：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下，限制Zn：0.10质量％或其以下的铝合金熔化·铸造而制作铸锭的第1工序；对上述铸锭实施均质化热处理的第2工序；热轧和冷轧均质化热处理后的上述铸锭而制作轧制板的第3工序；对上述轧制板实施中间退火的第4工序；和对中间退火后的上述轧制板实施冷轧而制作铝合金板的第5工序。
更优选在上述的铝合金板的制造方法的上述第5工序中，对冷轧后的上述轧制板实施80～200℃、0.5～8小时的最终退火。
附图说明
图1是由本发明中的铝合金板的应力松弛试验的模式图。
具体实施方式
以下，根据本发明的实施方式详细地说明本发明的铝合金板。另外，不是只限定于本发明这样的实施方式，只要在基于本发明的技术思想范围内，就可以适宜地进行变更。
本发明的铝合金板由顺次实施一系列的成形加工的连续自动冲床成形为所希望的形状，例如，适宜成为锂离子二次电池的电池盒。
即，本发明的铝合金板相对于连续自动冲床中包括的多阶段的深冲一减薄拉伸加工那样的特别严酷的加工(以下简称为“减薄拉伸加工等”)具有优良的强度和成形性(加工性)。
另外，即使在如上所述锂离子二次电池等反复放电或充电或者在高温环境下使用电池盒内部的温度上升、伴随其压力上升的场合，也可以将该电池盒膨胀的变形量适当抑制为低值。另外，制作电池盒时，具有可以由激光可靠地密封盒本体部和盖部的激光焊接性。处于这样的本发明的铝合金板，其强度、成形性、激光焊接性(焊接裂纹性、焊接强度)、应力松弛性、耐压性(耐膨胀性)必须优良。
(铝合金板的构成)
而且，在本发明中，为了实现同时满足强度、成形性、激光焊接性(焊接裂纹性、焊接部强度)、应力松弛性、耐压性(耐膨胀性)的铝合金板，要使铝合金的组成最适化。即，铝合金板含有Mn：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下，Cu：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下，Mg：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下，Si：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下，Fe：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下，限制Zn：0.10质量％或其以下，其余由Al和不可避免的杂质构成。
说明作为该铝合金的组成使Mn、Cu、Mg、Si、Fe和Zn的各含量成为特定的值而进行数值限定的理由。
(Mn的含量：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下)
Mn固溶于母相内，可以提高铝合金板的强度，具有提高耐压强度的作用效果。但是，Mn的含量在低于0.9质量％时，其作用效果小，另一方面，Mn含量超过1.5质量％时，生成粗大的金属间化合物(Al-Fe-Mn、Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物)，由于容易成为成形时裂纹的起点，所以铝合金板的成形性降低。因此，Mn含量取为0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下。更优选取为1.0质量％或其以上、1.3质量％或其以下。
(Cu的含量：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下)
Cu由固溶强化可以提高铝合金板的强度，具有提高耐压强度的作用效果。另外，与Mg、Al结合生成S’(CuMgAl2)相，可以抑制应力松弛现象，具有提高铝合金板的应力松弛性的作用效果。但是，Cu的含量在0.5质量％或其以下时，其作用效果小，另一方面，Cu的含量超过1.0质量％时，铝合金板的成形性降低，同时由激光焊接等使电池盒的盒本体部和盖部连接时容易产生裂纹，激光焊接性降低。因此，将Cu的含量取为超过0.5质量％、1.0质量％或其以下。另外，为了由Cu的固溶强化提高激光焊接时的焊接部的强度，优选Cu的含量在0.7质量％或其以上、1.0质量％或其以下。
(Mg的含量：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下)
Mg由固溶强化可以提高铝合金板的强度，具有提高耐压强度的作用效果。另外，Mg与Si结合形成析出物(Mg2Si)，或者与Al及Cu结合形成S’(CuMgAl2)相，可以抑制位错的移动。由该Mg2Si、S’(CuMgAl2)相的形成可以抑制应力松弛，具有提高铝合金板的应力松弛性的作用效果。
但是，Mg的含量低于0.2质量％时，其作用效果小，另一方面，Mg的含量超过0.6质量％时，加工硬化性提高，铝合金板的成形性降低，另外，在上述激光焊接时容易产生裂纹。因此，将Mg的含量取为0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下。更优选是0.3质量％或其以上、0.6质量％或其以下。
(Si含量：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下)
Si由固溶强化可以提高铝合金板的强度，具有提高耐压强度的作用效果。另外，Si与Al、Mn、Fe等形成Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物，具有提高铝合金板的成形性的作用效果。另外，Si与Mg结合形成析出物(Mg2Si)，可以抑制应力松弛，具有提高铝合金板的应力松弛性的作用效果。
但是，Si含量低于0.05质量％时，其作用效果小，另一方面，Si含量超过0.50质量％时，Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物粗大化，由于容易成为成形时裂纹的起点，所以铝合金板的成形性降低。另外，激光焊接性也降低。因此，Si含量取为0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下。
(Fe的含量：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下)
Fe与Si同样由于可以形成Al-Fe-Mn、Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物，所以具有提高铝合金板的成形性的作用效果。但是，Fe含量低于0.05质量％时，金属间化合物的形成量少，其作用效果小，另一方面，Fe含量超过0.60质量％时，金属间化合物粗大化，由于容易成为成形时裂纹的起点，所以铝合金板的成形性降低。另外，耐应力松弛特性也降低。因此，Fe含量取为0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下。
(Zn的含量：0.10质量％或其以下)
Zn由于蒸汽压低，在上述激光焊接时飞散，容易污染周围环境，使铝合金板的激光焊接性变差。因此，Zn的含量控制在0.10质量％以下。
只要在对于本发明作为目的的特性不赋予大的影响的范围内，也容许再添加除上述元素以外的元素。
(不可避免的杂质)
作为不可避免的杂质可以举出Cr、Ti等。为了能够发挥本发明的作用效果，必须将这些不可避免的杂质的分别的含量控制在0.1质量％或其以下。
另外，本发明的铝合金板优选上述Si的含量和Fe的含量的比(Si/Fe)是0.2～6.0。
(Si/Fe是0.2～6.0)
Si/Fe在上述范围内时，由于可以阻碍成为铝合金板应力松弛的原因的Al-Fe-Mn系金属间化合物的形成和促进可以抑制应力松弛的Mg2Si的形成，所以可以进一步提高铝合金板的应力松弛性。
但是Si/Fe低于0.2时(Si含量少，Fe含量过多)，由于Al-Fe-Mn系金属间化合物的形成多，同时Mg2Si的形成少，所以铝合金板的应力松弛性稍稍降低。另外，由于Al-Fe-Mn系金属间化合物容易粗大化，铝合金板的成形性也稍稍降低。另外，由于Si含量少，必须提高金属锭的纯度，成本稍稍升高。
另一方面，Si/Fe超过6.0(Si含量多，Fe含量过少)时，由于Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物容易粗大化，所以铝合金板的成形性稍稍降低。另外，因Si含量多，熔点降低，激光焊接性稍稍变差。另外，由于Fe含量少，必须提高金属锭的纯度，所以成本稍稍升高。
以下说明本发明的铝合金板的制造方法。
(铝合金板的制造方法)
只要铝合金板使用具有上述组成的铝合金由通常的条件制造，就可以没有问题的进行制造。作为代表的制造方法可以举出如下的方法：将具有上述组成的铸锭均质化热处理后，进行热轧和冷轧，对得到的轧制板实施中间退火，将中间退火后的轧制板冷轧成规定的板厚。
而且，优选在下述条件下进行：均质化热处理在550℃或其以上，热轧终了温度在300℃或其以上，中间退火在连续退火中是400℃或其以上，在间歇退火中是300～400℃，中间退火后的冷轧中的最终冷轧的压下率是15～50％。另外，作为制造方法不限定于上述方法，例如，也可以在中间退火后的冷轧后进行最终退火。作为最终退火的条件优选在60～200℃下进行0.3～8小时，更优选在80～200℃下进行0.5～8小时。通过使最终退火的条件恰当，可以以更高的强度得到耐压性优良的铝合金板。
这里，通过进行中间退火后的冷轧，制作的铝合金板的板厚可以容易地调整为希望的板厚，同时由加工硬化，铝合金板的强度容易成为希望的强度。藉此，电池盒制作时的减薄拉伸加工等操作容易稳定化。另外，通过将中间退火后的冷轧的最终冷轧压下率调整为15～50％，容易控制应力松弛现象，容易提高铝合金板的应力松弛性和耐压性(耐膨胀性)。
另外，通过进行中间退火或者中间退火和最终退火，在铝合金板内析出Mg2Si或者S’(CuMgAl2)相。由该Mg2Si或者S’(CuMgAl2)相的析出，可以提高加工硬化特性，铝合金板的强度容易成为希望的强度。藉此，电池盒制作时的减薄拉伸加工等操作容易稳定化。另外，该Mg2Si或者S’(CuMgAl2)相可以抑制位错的移动，容易抑制应力松弛现象，容易提高铝合金板的应力松弛性和耐压性(耐膨胀性)。
(电池盒的制造方法)
另外，将上述铝合金板切成规定的形状，对其进行数次深冲或者减薄拉伸加工，缓慢地使有底的筒形状的侧壁面较高地成形，根据必要实施剪边等的加工，制造具有规定的侧壁高度、底面积的盒本体部。例如，可以由直径60mm的坯料制作侧壁高度50mm的盒本体部。
另外，按照将加工前0.3～0.8mm左右的板厚深冲、减薄拉伸加工成加工后0.1～0.4mm左右那样使铝合金板成形成为长方体的矩形形状。另外，由该铝合金板成形的盒本体部的成形品的形状，只要实施深冲、减薄拉伸加工可以成为有底的筒形状，就不作特别的限定。
另外，进行减薄拉伸加工前后的板厚减少率的适当的范围优选是30～80％。该板厚减少率低于30％的场合或者板厚减少率超过80％的场合，难以达成形成的盒本体部所希望的侧壁厚度。
另外，以与盒本体部同材质的铝合金板制作与在盒本体部的上部侧开口的注液口相对应的形状的盖部。而且，在制作后述的锂离子二次电池时，使该盖部与盒本体部焊接而制成电池盒。
(锂离子二次电池的制作)
另外，锂离子二次电池由以下的工序制作。
(1)将正极材料、负极材料、隔膜重叠卷起来，收纳在上述盒本体部的内部。
(2)使电极材料的正极和负极分别与盒本体部的正极和负极焊接。
(3)将电解液从盒本体部的注液口注液。
(4)由焊接用盖部密封注液口。
另外，用盖部密封盒本体部的注液口时，一般采用由波形控制的脉冲激光的焊接。
(实施例)
以下根据本发明说明实施例。另外，本发明不是只限定于这些实施例，只要在基于本发明的技术思想的范围内，就可以适宜地变更。
对具有表1所示的组成、其余由铝及不可避免的杂质构成的铝合金铸锭实施均质化处理(600℃)，进行热轧和冷轧，制作轧制板(热轧终了温度350℃)。其后，作为中间退火对轧制板实施500℃下20秒的连续退火，以30％的最终冷轧压下率进行冷轧，制作板厚0.5mm的铝合金板。
然后，用这样制作的铝合金板按照下述那样进行强度、成形性、激光焊接性(焊接裂纹性)、应力松弛性和耐压性(耐膨胀性)的评价。其结果示于表2。
(强度)
对上述铝合金板按照拉伸方向与轧制方向平行那样制作由JIS5号的拉伸试验片。其后，实施由JISZ2241的拉伸试验，求出抗拉强度、屈服强度及延伸率。作为屈服强度将240N/mm2或其以上取为良好。
(成形性)
使用加工机、将侧壁的减薄拉伸加工率取为50％、由上述铝合金板成形为长5mm、宽30mm、高50mm的矩形盒。此时，可成形其成形性良好没有问题的评价为“◎”，表面稍微粗糙的评价为“○”，显著发生裂纹或者表面粗糙其成形性不良的评价为“×”。这里所谓“减薄拉伸加工率”指由减薄拉伸加工使成形品的壁厚减少的比例。
(激光焊接性(焊接裂纹性))
用脉冲激光使由与矩形盒相同材质的铝合金板构成的盖部与上述矩形盒的上部焊接起来。焊接部未见裂纹等缺陷、健全、每个脉冲的焊道形状一定的评价为“◎”，焊接部未见缺陷、健全但焊道形状呈某程度紊乱的评价为“○”，焊接部发生裂纹或者溶质元素飞散污染周围环境的评价为“×”。
(应力松弛性)
对上述铝合金板设定呈电池盒的成形加工，进行最终冷轧压下率50％的冷轧，如图1所示切出宽10mm、长150mm的试验片。然后，由日本电子材料工业会标准规格EMAS·3003中所述的外伸臂式，在试验片的50mm(L)的位置上施加120Mpa的应力而使其变形(δ0)，在该状态下保持85℃、24小时后除去应力，测定试验片的变形量(弯曲量ε)。另外，该场合，变形量越大，应力松弛特性越差。将变形量(弯曲量ε)在2.5mm或其以下取为良好。
(耐压性(耐膨胀性))
密封上述矩形盒后，在以294kPa(3kg/cm2)的内压作用的状态下加热至100℃的温度并保持2小时后，恢复到室温，测定其后电池盒侧面的膨胀的变位量。该膨胀变位量在1.2mm或其以下的其耐压性优良取为“◎”，1.2～1.5mm的其耐压性良好取为“○”，超过1.5mm的是不良取为“×”。另外，成形性和激光焊接性的至少1个是不良“×”的不能测定取为“-”。
                                                   表1
组成(质量％) Si/Fe比
    Mn     Cu     Mg     Si     Fe     Zn
实施例1     1.1     0.8     0.4     0.30     0.10     0.0     3.0
实施例2     1.1     0.8     0.4     0.05     0.50     0.0     0.1
实施例3     1.1     0.8     0.4     0.40     0.05     0.0     8.0
比较例1     0.8     0.8     0.4     0.30     0.10     0.0     3.0
比较例2     1.6     0.8     0.4     0.30     0.10     0.0     3.0
比较例3     1.1     0.4     0.4     0.30     0.10     0.0     3.0
比较例4     1.1     1.2     0.4     0.30     0.10     0.0     3.0
比较例5     1.1     0.8     0.1     0.30     0.10     0.0     3.0
比较例6     1.1     0.8     0.8     0.30     0.10     0.0     3.0
比较例7     1.1     0.8     0.4     0.03     0.10     0.0     0.3
比较例8     1.1     0.8     0.4     0.60     0.10     0.0     6.0
比较例9     1.1     0.8     0.4     0.30     0.03     0.0     10
比较例10     1.1     0.8     0.4     0.30     0.80     0.0     0.4
比较例11     1.1     0.8     0.4     0.30     0.10     0.2     3.0
(注)对于Zn的质量％，0.0是指超过0.0而低于0.05，0.2是指超过0.20而低于0.25。
                                                                表2
强度 成形性 激光焊接性(焊接裂纹性) 应力松弛性(弯曲量ε)(mm) 耐压性
抗拉强度(N/mm2) 屈服强度(N/mm2) 延伸率(％)
实施例1     253     249     2.7     ◎     ◎     1.8     ◎
实施例2     247     241     2.3     ◎     ◎     2.3     ◎
实施例3     258     255     2.3     ○     ○     1.8     ◎
比较例1     242     237     3.1     ◎     ○     2.3     ×
比较例2     262     260     1.3     ×     ○     2.0     -
比较例3     229     226     2.6     ◎     ◎     3.2     ×
比较例4     273     270     1.2     ×     ×     1.7     -
比较例5     228     224     3.3     ◎     ◎     2.6     ×
比较例6     282     276     1.1     ×     ×     1.6     -
比较例7     243     239     2.7     ○     ◎     2.7     ×
比较例8     263     261     1.3     ×     ×     1.9     -
比较例9     254     250     1.4     ×     ○     1.7     -
比较例10     254     251     0.9     ×     ◎     2.7     -
比较例11     252     248     2.6     ○     ×     1.9     -
如表1和表2所示，由于实施例1～3的铝合金板的任一个组成都在本发明控制的范围内，所以显示良好的强度、成形性、激光焊接性(焊接裂纹性)、应力松弛性和耐压性。另外，由于实施例2、实施例3的Si/Fe比在控制的范围之外，所以与实施例1(控制的范围内)相比，各特性稍稍降低。
另一方面，由于比较例1的Mn含量低于本发明控制范围的下限值，所以铝合金板的强度不足，耐压性差。另外，由于比较例2的Mn含量超过本发明控制范围的上限值，所以成形性差。
由于比较例3的Cu含量低于本发明控制范围的下限值，所以强度、应力松弛性、耐压性差。另外，由于比较例4的Cu含量超过本发明控制范围的上限值，所以成形性、激光焊接性(焊接裂纹性)差。
由于比较例5的Mg含量低于本发明控制范围的下限值，所以强度、应力松弛性、耐压性差。另外，由于比较例6的Mg含量超过本发明控制范围的上限值，所以成形性、激光焊接性(焊接裂纹性)差。
由于比较例7的Si含量低于本发明控制范围的下限值，所以强度、应力松弛性、耐压性差。另外，由于比较例8的Si含量超过本发明控制范围的上限值，所以成形性、激光焊接性(焊接裂纹性)差。
由于比较例9的Fe含量低于本发明控制范围的下限值、Si/Fe比超过本发明控制的范围的上限值，所以成形性差，激光焊接性(焊接裂纹性)稍差。由于比较例10的Fe含量超过本发明控制范围的上限值，所以成形性、应力松弛性差。
由于比较例11的Zn含量超过本发明控制范围的上限值，因激光焊接时Zn飞散，污染周围环境，所以激光焊接性(焊接裂纹性)差。
以下作为实施例4、5使用表3所示组成的铝合金，与实施例1～3同样制作铝合金板。而且，使用实施例4、5的铝合金板和上述实施例1～3的铝合金板按照以下那样进行激光焊接性(焊接部强度)的评价。其结果示于表4。
(激光焊接性(焊接部强度))
对上述铝合金板照射脉冲激光，形成直径500μm的单点焊点，由维氏硬度计测定单点焊点的内部硬度(焊点硬度)。另外，每个单点的照射能是4J。
                                                         表3
                                     组成(质量％) Si/Fe比
Mn Cu Mg Si Fe Zn
实施例4     1.1     0.6     0.4     0.30     0.10     0.0     3.0
实施例5     1.1     0.6     0.6     0.30     0.10     0.0     3.0
(注)对于Zn的质量％，0.0是指超过0.0而低于0.05。
                                            表4
    激光焊接性(焊接部强度)(MHv)
    实施例1     73
    实施例2     71
    实施例3     74
    实施例4     67
    实施例5     69
如表4所示，实施例1～5的焊点硬度高，在实际焊接矩形盒和盖部时都可以得到良好的激光焊接性(焊接部强度)。另外，由于实施例1～3比实施例4、5的Cu含量多(参照表1、3)，焊点硬度约高7％，显示了更良好的激光焊接性(焊接部强度)。
另外，对实施例4、5与实施例1～3同样进行由铝合金板的强度和由矩形盒的激光焊接性(焊接裂纹性)的评价，其结果示于表5。如表5所示，实施例4、5显示良好的强度、激光焊接性(焊接裂纹性)。
                                                      表5
强度 激光焊接性(焊接裂纹性)
抗拉强度(N/mm2) 屈服强度(N/mm2) 延伸率(％)
实施例4     247     242     2.9     ○
实施例5     252     247     2.6     ○
然后，实施具有实施例1的组成、其余由铝及不可避免的杂质构成的铝合金铸锭的均质化处理(600℃)，进行热轧和冷轧，制作轧制板(热轧终了温度350℃)。其后，作为中间退火对轧制板实施500℃下20秒的连续退火，以30％的最终冷轧压下率进行冷轧，制作板厚0.5mm的铝合金板，另外，作为最终退火在60～180℃下实施0.3～6小时的热处理。
用这样制作的铝合金板与上述同样进行强度、成形性、激光焊接性(焊接裂纹性)、应力松弛性和耐压性(耐膨胀性)的评价。其结果示于表6。
在实施例7、8、9中，可以得到特别优良的耐压性。
                                                                表6
最终冷轧压下率(％) 最终退火 强度 成形性 盒成形后的硬度(MHv) 激光焊接性(焊接裂纹性) 应力松弛性(弯曲量ε)(mm) 耐压性
抗拉强度(N/mm2) 屈服强度(N/mm2) 延伸率(％)
实施例1     30   -     253     249     2.7     ◎     96     ◎     1.8   ◎
实施例6     30   100℃×2h     265     245     3.1     ◎     98     ◎     1.7   ◎
实施例7     30   140℃×2h     298     253     7.2     ◎     102     ◎     1.6   ◎
实施例8     30   180℃×2h     292     251     9.6     ◎     101     ◎     1.8   ◎
实施例9     30   140℃×6h     302     255     7.6     ○     101     ◎     1.7   ◎
实施例10     30   60℃×2h     252     248     2.8     ◎     96     ◎     1.8   ◎
实施例11     30   140℃×0.3h     254     250     2.9     ◎     96     ◎     1.8   ◎

Claims (7)

1.一种铝合金板，其特征在于，含有Mn：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下，Cu：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下，Mg：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下，Si：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下，Fe：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下，限制Zn：0.10质量％或其以下。
2.根据权利要求1所述的铝合金板，其特征在于，Cu的含量在0.7质量％或其以上、1.0质量％或其以下。
3.根据权利要求1所述的铝合金板，其特征在于，Si的含量与Fe的含量的比(Si/Fe)是0.2～6.0。
4.权利要求1所述的铝合金板用作铝合金制电池盒的用途。
5.一种铝合金板的制造方法，是制造权利要求1所述的铝合金板的方法，其特征在于，由以下工序构成：
使含有Mn：0.9质量％或其以上、1.5质量％或其以下，Cu：超过0.5质量％、1.0质量％或其以下，Mg：0.2质量％或其以上、0.6质量％或其以下，Si：0.05质量％或其以上、0.50质量％或其以下，Fe：0.05质量％或其以上、0.60质量％或其以下，并且限制Zn：0.10质量％或其以下的铝合金熔化、铸造而制作铸锭的第1工序；
对上述铸锭实施均质化热处理的第2工序；
热轧和冷轧均质化热处理后的上述铸锭而制作轧制板的第3工序；
对上述轧制板实施中间退火的第4工序；和
对中间退火后的上述轧制板实施冷轧而制作铝合金板的第5工序。
6.根据权利要求5所述的铝合金板的制造方法，其特征在于，在上述的第5工序中，对冷轧后的上述轧制板实施80～200℃、0.5～8小时的最终退火。
7.一种铝合金制电池盒，其特征在于，由权利要求1所述的铝合金板构成。
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