KR20150111373A - Aluminum alloy sheet for battery case having good moldability and weldability - Google Patents

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KR20150111373A
KR20150111373A KR1020157025504A KR20157025504A KR20150111373A KR 20150111373 A KR20150111373 A KR 20150111373A KR 1020157025504 A KR1020157025504 A KR 1020157025504A KR 20157025504 A KR20157025504 A KR 20157025504A KR 20150111373 A KR20150111373 A KR 20150111373A
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겐타 스즈키
히사시 호리
게이지 가나모리
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니폰게이긴조쿠가부시키가이샤
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Abstract

대형 리튬 이온 전지 용기에 적용 가능한 고강도를 갖고 있으며, 게다가 성형성에도 우수하고, 또한 레이저 용접성에도 우수한, Al-Fe계 알루미늄 합금판. Fe:0.3 내지 1.5 질량%, Mn:0.3 내지 1.0 질량%, Ti:0.002 내지 0.20 질량%를 함유하고, Mn/Fe의 질량비가 0.2 내지 1.0이며, 잔량부 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 불가피적 불순물로서의 Si, Cu, Mg가 각각 Si:0.30 질량% 미만, Cu:0.20 질량% 미만, Mg:0.20 질량% 미만인 화학 조성과, 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 미만인 금속 조직을 갖고, 연신된 값이 5% 이상, 또한 인장 강도가 90MPa 이상의 냉연 상태의 재인 알루미늄 합금판. 또는 단순히 연신된 값이 20% 이상인 냉연 어닐링재인 알루미늄 합금판. 주조시의 주괴 균열이나, 레이저 용접시의 비드 균열을 방지하기 위해서, Zr:0.05 내지 0.20 질량%를 더 함유해도 된다.Al-Fe-based aluminum alloy plate which has a high strength applicable to a large-sized lithium ion battery container, excellent in moldability, and also excellent in laser weldability. Wherein the steel sheet contains 0.3 to 1.5% by mass of Fe, 0.3 to 1.0% by mass of Mn, and 0.002 to 0.20% by mass of Ti, the mass ratio of Mn / Fe is 0.2 to 1.0 and the balance Al and inevitable impurities, Si, Cu and Mg as the impurities are respectively composed of less than 0.30 mass% of Si, less than 0.20 mass% of Cu and less than 0.20 mass% of Mg, and less than 0.5 mass / An aluminum alloy plate having a metal structure, a cold rolled steel sheet having a drawn value of 5% or more and a tensile strength of 90 MPa or more. Or a cold rolled annealing material having a simply stretched value of 20% or more. 0.05 to 0.20 mass% of Zr may be further added to prevent ingot cracking during casting or bead cracking during laser welding.

Figure pat00006
Figure pat00006

Description

성형성 및 용접성이 우수한 전지 케이스용 알루미늄 합금판{ALUMINUM ALLOY SHEET FOR BATTERY CASE HAVING GOOD MOLDABILITY AND WELDABILITY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an aluminum alloy plate for a battery case,

본 발명은, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지용 용기에 사용되는, 성형성 및 레이저 용접성이 우수한 알루미늄 합금판에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy plate excellent in formability and laser weldability, which is used in a container for a secondary battery such as a lithium ion battery.

Al-Mn계의 3000계 합금은, 강도, 성형성 및 레이저 용접성이 비교적 우수하기 때문에, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지용 용기를 제조할 때의 소재로서 사용되도록 되어 있다. 원하는 형상으로 성형한 후에 레이저 용접에 의해 봉지 밀봉하여 2차 전지용 용기로 사용하는 것이다. 상기 3000계 합금과 함께 기존의 3000계 합금을 베이스로 하고, 또한 강도 및 성형성을 높인 2차 전지 용기용 알루미늄 합금판에 관한 개발도 이루어져 왔다.Al-Mn based 3000 series alloys are relatively excellent in strength, formability, and laser weldability, and therefore, they are used as materials for manufacturing secondary battery containers such as lithium ion batteries. Molded into a desired shape, sealed by sealing with laser welding, and used as a container for a secondary battery. There has been developed an aluminum alloy plate for a secondary battery container in which the 3000 alloy and the 3000 alloy are used as a base and the strength and moldability are improved.

예를 들어 특허 제4001007호 공보에서는, 알루미늄 합금판의 조성으로서, Si:0.10 내지 0.60 질량%, Fe:0.20 내지 0.60 질량%, Cu:0.10 내지 0.70 질량%, Mn:0.60 내지 1.50 질량%, Mg:0.20 내지 1.20 질량%, Zr:0.12를 초과 0.20 질량% 미만, Ti:0.05 내지 0.25 질량%, B:0.0010 내지 0.02 질량%를 함유하고, 잔량부 Al과 불가피적 불순물로 이루어지고, 원통 용기 딥드로잉 성형법으로 압연 방향에 대한 45°이어링이 4 내지 7%인 것을 특징으로 하는 직사각형 단면 전지 용기용 알루미늄 합금판이 기재되어 있다.For example, in Japanese Patent No. 4001007, the aluminum alloy sheet has a composition of 0.10 to 0.60 mass% of Si, 0.20 to 0.60 mass% of Fe, 0.10 to 0.70 mass% of Cu, 0.60 to 1.50 mass% of Mn, : 0.20 to 1.20 mass%, Zr: more than 0.12 to less than 0.20 mass%, Ti: 0.05 to 0.25 mass%, and B: 0.0010 to 0.02 mass%, the balance Al and inevitable impurities, And an aluminum alloy sheet for a rectangular cross-sectional battery container characterized in that a 45 ° earring with respect to the rolling direction is 4 to 7% by a drawing forming method.

한편, 최근에는, 전지 케이스로서 충분한 강도와 드로잉-아이어닝 가공성, 크리프 특성을 갖고, 레이저 용접성이 우수하여, 충방전 사이클 시의 케이스 두께 증가를 억제할 수 있는 각형 리튬 이온 전지 케이스용 알루미늄 합금판도 개발되어 있다. 일본 특허 출원 공개 제2010-126804호 공보에서는, Mn:0.8 질량% 이상, 1.8 질량% 이하, Mg:0.6 질량%를 초과 1.2 질량% 이하, Cu:0.5 질량%를 초과 1.5 질량% 이하를 함유하고, 불순물로서의 Fe를 0.5 질량% 이하, Si를 0.3 질량% 이하로 규제하고, 잔량부 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, {001} <100> 방위의 방위 밀도 C와 {123} <634> 방위의 방위 밀도 S의 비(C/S)가 0.65 이상 1.5 이하이고, 또한 최종 냉간 압연 후의 인장 강도가 250MPa 이상 330MPa 이하, 연신이 1% 이상인 각형 전지 용기용 알루미늄 합금판이 기재되어 있다.On the other hand, recently, an aluminum alloy plate for a rectangular type lithium ion battery case having sufficient strength, drawing-ironing workability and creep characteristics as a battery case and excellent in laser weldability and capable of suppressing an increase in case thickness during a charge- . Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-126804 discloses a steel sheet comprising at least 0.8% by mass of Mn, at most 1.8% by mass, at most 0.6% by mass and at most 1.2% by mass of Mg, and at most 1.5% by mass of Cu, , A Fe content as an impurity of 0.5% by mass or less and Si content of 0.3% by mass or less, a balance Al and inevitable impurities, a bearing density C of {001} (C / S) of the orientation density S of the orientation is 0.65 or more and 1.5 or less, and the tensile strength after final cold rolling is 250 MPa or more and 330 MPa or less and the elongation is 1% or more.

그러나, 3000계 합금을 베이스로 하여 그 조성을 개량한 알루미늄 합금판에서는, 용접 용입 깊이가 부족한 적도 있고, 경우에 따라서는 이상 비드가 발생하여, 레이저 용접성에 문제가 있는 것이 알려져 있다.However, it has been known that an aluminum alloy plate whose composition is improved by using a 3000-based alloy as a base has a problem of insufficient weld penetration depth, and in some cases, an abnormal bead is generated, thereby causing a problem in laser weldability.

따라서, 1000계를 베이스로 한 레이저 용접성이 우수한 2차 전지 용기용 알루미늄 합금판도 개발되어 있다. 일본 특허 출원 공개 제2009-127075호 공보에서는, A1000계 알루미늄재를 펄스 레이저 용접에 의해, 이상부의 발생이 방지되어, 균일하게 양호한 용접부를 형성할 수 있는 펄스 레이저 용접용 알루미늄 합금재 및 전지 케이스가 기재되어 있다. 이에 따르면, 종래, 주조 과정에 있어서의 결정립의 조대화를 억제하기 위해서 첨가되어 있었던 Ti가 용접부에 악영향을 주고 있으며, 펄스 레이저 용접에 의해 A1000계 알루미늄을 용접했을 때의 이상부의 형성을 방지하기 위해서는, 순알루미늄 중에 포함되는 Ti를 0.01 질량% 미만으로 규제하면 좋다는 것이다.Therefore, an aluminum alloy plate for a secondary battery container excellent in laser weldability based on a 1000-system has also been developed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-127075 discloses a pulsed laser welding method in which an aluminum alloy material for pulsed laser welding capable of forming an excellent welded portion by preventing occurrence of an abnormal portion by pulsed laser welding, . According to this, in order to prevent the formation of an abnormal portion when the A1000 system aluminum is welded by the pulse laser welding, Ti added to suppress coarsening of crystal grains during the casting process adversely affects the welded portion , And that the content of Ti contained in pure aluminum is limited to less than 0.01% by mass.

또한, 3000계 합금을 기초로 고강도, 성형성, 용접성을 개량한 알루미늄 합금으로서, 일본 특허 출원 공개 제2003-7260호 공보에는, Mn:0.3 내지 1.5 질량%, Fe:1.0초과 내지 1.8 질량%, 잔량부 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 2차 전지 케이스용 알루미늄 합금판이 제안되어 있다. 또한 Cu:0.1 내지 0.8 질량% 및/또는 Mg:0.10초과 내지 1.0 질량%, 및/또는, Cr:0.05 내지 0.2 질량% 및/또는 Zr:0.05 내지 0.2 질량%를 함유해도 된다. 그러나, 용접성에 대해서는 상세한 검토가 이루어져 있지 않다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-7260 discloses an aluminum alloy having improved strength, formability and weldability based on a 3000-based alloy. The aluminum alloy contains 0.3 to 1.5 mass% of Mn, more than 1.0 and 1.8 mass% of Fe, An aluminum alloy plate for a secondary battery case comprising a remaining amount Al and inevitable impurities has been proposed. And may further contain 0.1 to 0.8% by mass of Cu and / or more than 0.10 to 1.0% by mass of Cu and 0.05 to 0.2% by mass and / or Zr: 0.05 to 0.2% by mass of Cr. However, the weldability has not been examined in detail.

확실히, 1000계에서는 용접성이 안정되고(이상 비드 수가 적음), 성형성이 우수하기는 하나 강도가 낮다고 하는 문제가 있다. 따라서, 리튬 이온 전지의 대형화가 진행되는 중에, 고강도 특성도 요구되는 경우가 예상되며, 1000계의 알루미늄재를 그대로 적용하는 것에는 문제가 있다.Surely, the 1000 system has a problem that the weldability is stable (the number of beads is more than that), the formability is excellent but the strength is low. Therefore, while the lithium ion battery is being made larger, high-strength characteristics are also expected to be required, and there is a problem in applying 1000-series aluminum material as it is.

전술한 바와 같이, 3000계의 합금판에서는 강도나 깊은 용입 깊이가 얻어지기는 하나, 1000계의 합금판에 비교하여 성형성이 떨어지고, 이상 비드 수가 많은 경향이 있다. 또한, 1000계의 합금판에서는, 성형성이 우수하고, 이상 비드 수는 저하하지만, 강도 부족이 우려된다.As described above, although the 3000 series alloy plate has strength and a deep penetration depth, it has a lower moldability than the 1000 series alloy plate and tends to have a larger number of abnormal beads. Further, in the case of the alloy sheet of 1000 series, the moldability is excellent and the number of abnormal beads is decreased, but there is a fear of insufficient strength.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 안출된 것이며, 대형 리튬 이온 전지 용기에 적용 가능한 고강도를 갖고 있으며, 게다가 성형성에도 우수하고, 또한 레이저 용접성에도 우수한 Al-Fe계 알루미늄 합금판을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.An object of the present invention is to provide an Al-Fe-based aluminum alloy plate that has high strength that can be applied to a large-sized lithium ion battery container, is excellent in moldability, and is also excellent in laser weldability .

본 발명의 성형성 및 용접성이 우수한 전지 케이스용 알루미늄 합금판은, 그 목적을 달성하기 위해서, Fe:0.3 내지 1.5 질량%, Mn:0.3 내지 1.0 질량%, Ti:0.002 내지 0.20 질량%를 함유하고, Mn/Fe의 질량비가 0.2 내지 1.0이며, 잔량부 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 불가피적 불순물로서의 Si, Cu 및 Mg가 Si:0.30 질량% 미만, Cu:0.20 질량% 미만, Mg:0.20 질량% 미만인 화학 조성과, 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 미만인 금속 조직을 갖는 것을 특징으로 한다.The aluminum alloy sheet for a battery case having excellent moldability and weldability of the present invention contains 0.3 to 1.5% by mass of Fe, 0.3 to 1.0% by mass of Mn and 0.002 to 0.20% by mass of Ti, Cu, and Mg as inevitable impurities are contained in an amount of less than 0.30 mass% of Si, less than 0.20 mass% of Cu, less than 0.20 mass% of Si, 0.20 mass% of Mg, and a balance of Al and inevitable impurities. % And a number of second phase particles having a circle-equivalent diameter of 5 m or more and less than 500 pieces / mm &lt; 2 &gt;.

냉연 상태의 재인 경우, 5% 이상의 연신값, 또한 90MPa 이상의 인장 강도를 보이는 것으로 한다. 또한, 냉연 어닐링재로 했을 경우, 20% 이상의 연신값을 보이는 것으로 한다.In the case of a cold-rolled ash, a stretching value of 5% or more and a tensile strength of 90 MPa or more are to be exhibited. Further, in the case of a cold-rolled annealing material, it is assumed that an elongation value of 20% or more is exhibited.

주조시의 주괴 균열이나, 레이저 용접시의 비드 균열을 방지하기 위해서, 또한, Zr:0.05 내지 0.20 질량% 함유하는 것이어도 된다.In order to prevent ingot cracking during casting and bead cracking during laser welding, Zr: 0.05 to 0.20 mass% may also be contained.

본 발명의 알루미늄 합금판은, 높은 강도를 갖는 동시에 성형성에도 우수하고, 게다가 우수한 레이저 용접성을 구비하고 있으므로, 밀폐 성능이 우수함과 동시에 부풀기의 억제가 가능한 2차 전지용 용기를 저비용으로 제조할 수 있다.Since the aluminum alloy plate of the present invention has high strength and excellent moldability and also has excellent laser weldability, it is possible to manufacture a container for a secondary battery which is excellent in sealing performance and can suppress inflating have.

특히 냉연 상태의 재인 경우에는 90MPa 이상의 인장 강도를 갖고, 냉연 어닐링재로 했을 경우에는 연신값이 20% 이상으로 되어 우수한 성형성을 발현한다.In particular, when the material is a cold-rolled material, it has a tensile strength of 90 MPa or more. When the material is a cold-rolled annealing material, the drawn value is 20% or more.

도 1은, 이상 비드 수의 측정/평가 방법을 설명하는 개념도이며, (A) 용접 비드의 상면도 및 (B) 비드 길이 방향을 따른 비드 폭의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는, 용입 깊이의 측정/평가 방법을 설명하는 개념도이며, (A) 용접 비드의 상면도 및 (B) 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a method for measuring / evaluating abnormal bead counts, and is a graph showing a change in bead width along (A) a top view of a weld bead and (B) a bead length direction.
Fig. 2 is a conceptual diagram for explaining a method of measuring / evaluating the penetration depth. Fig. 2 (A) is a top view and (B) sectional view of a weld bead.

2차 전지는, 용기에 전극체를 넣은 후에, 용접 등에 의해 덮개를 덮어 밀봉함으로써 제조되어 있다. 이러한 2차 전지를 휴대 전화 등에 사용하면, 충전할 때, 용기 내부의 온도가 상승하여, 용기 내부의 압력이 증가하는 경우가 있다. 이로 인해, 용기를 구성하고 있는 재료의 강도가 낮으면 제조된 용기에 큰 부풀기가 발생한다고 하는 문제가 있다. 따라서, 사용하는 재료로서 높은 강도를 갖는 것이 요구된다.The secondary battery is manufactured by inserting an electrode body into a container, sealing it with a lid by welding or the like. When such a secondary battery is used in a cellular phone or the like, the temperature inside the container rises during charging, and the pressure inside the container may increase. Therefore, when the strength of the material constituting the container is low, there is a problem that large swelling is generated in the container produced. Therefore, it is required to have high strength as a material to be used.

또한, 용기를 구성하는 방법으로서 프레스법이 사용되는 것이 일반적이기 때문에, 사용하는 재료 자체가 우수한 프레스 성형성을 갖는 것이 요구된다.Further, since the press method is generally used as a method for constructing the container, it is required that the material itself used has excellent press formability.

게다가, 덮개를 덮어 밀봉하는 방법으로서 용접법이 사용되므로, 용접성이 우수한 것도 요구된다. 그리고, 2차 전지용 용기 등을 제조 시의 용접법으로서 레이저 용접법이 사용되는 경우가 많다.In addition, since the welding method is used as a method of covering and sealing the lid, it is also required to have excellent weldability. In many cases, a laser welding method is used as a welding method at the time of manufacturing a secondary battery container or the like.

그런데, 레이저 용접성에 관해서는, (1) 용접 비드 폭의 안정성, 용입 깊이의 안정성이나 (2) 용접 비드 폭에 대하여 보다 깊은 용입 깊이를 얻는 것을 과제로서 들 수 있다.However, regarding the laser weldability, it is a problem to obtain a deeper penetration depth with respect to (1) stability of weld bead width, stability of penetration depth, and (2) weld bead width.

일반적으로는, 용접 비드 폭이 넓어지면 용입 깊이도 깊어지는 경향이 있다. 이 때문에 국소적으로 이상 비드부에서는 용접 비드 폭이 넓고, 용입 깊이가 깊어지고, 심할 경우에는 용융부의 관통 등이 발생해버려 전지의 성능이나 신뢰성의 저하를 초래하게 된다.Generally, if the width of the weld bead is widened, the penetration depth tends to be deepened. Therefore, the width of the weld bead is locally widened at the ideal bead portion, the penetration depth is deepened, and if it is too large, penetration of the molten portion occurs, resulting in degradation of the performance and reliability of the battery.

또 한편, 용입 깊이를 조사하기 위해서는 많은 단면을 관찰할 필요가 있어 수고를 필요로 한다. 단, 전술한 바와 같이 동일 합금 내에서는 용접 비드 폭과 용입 깊이에는 상관이 있기 때문에, 용접 비드 폭을 측정하여 이상(조대) 비드를 검출함으로써, 문제가 되는 이상한 용입 깊이의 비드의 비율을 간이적으로 조사할 수 있다.On the other hand, in order to investigate the penetration depth, it is necessary to observe a large number of cross sections and labor is required. However, since the weld bead width and the weld depth are correlated in the same alloy as described above, the weld bead width is measured and the abnormal (coarse) bead is detected, so that the ratio of the bead having an abnormal penetration depth, which is a problem, .

본 발명자들은, 고강도로 프레스 성형성이 우수함과 동시에, 용접부에 발생한 이상 비드 수나 용접부에 있어서의 용입 깊이의 조사를 통해서 레이저 용접성에도 우수한 알루미늄 합금판을 얻기 위해 예의 검토를 거듭하여, 본 발명에 도달했다.The inventors of the present invention have conducted intensive investigations to obtain an aluminum alloy plate excellent in laser weldability through investigation of the number of abnormal beads occurring in the welded portion and the depth of penetration in the welded portion while achieving excellent press formability at high strength, did.

이하에 그 내용을 설명한다.The contents will be described below.

우선, 본 발명의 2차 전지 용기용 알루미늄 합금판에 포함되는 각 원소의 작용, 적절한 함유량 등에 대해서 설명한다.First, the function, proper content, and the like of each element contained in the aluminum alloy sheet for a secondary battery container of the present invention will be described.

FeFe :0.3 내지 1.5 질량%: 0.3 to 1.5 mass%

Fe는, 알루미늄 합금판의 강도를 증가시키고, 레이저 용접에 있어서의 용입 깊이를 확보하기 위해서, 필수적인 원소이다. Fe 함유량이 0.3 질량% 미만이면, 알루미늄 합금판의 강도가 저하됨과 동시에, 레이저 용접시에 있어서의 용입 깊이가 감소하기 때문에, 바람직하지 않다. Fe의 함유량이 1.5 질량%를 초과하면, 주괴 주조시에 Al-(Fe·Mn)-Si계, Al6Fe 등의 조대한 금속간 화합물이 정출되어, 최종판에 있어서의 성형성이 저하되는 동시에, 이들 금속간 화합물은 레이저 용접시에 Al 매트릭스에 비해 증발하기 쉽고, 이상 비드 수가 증가하여 용접성이 저하되기 때문에, 바람직하지 않다.Fe is an indispensable element for increasing the strength of the aluminum alloy plate and ensuring the depth of penetration in laser welding. If the Fe content is less than 0.3% by mass, the strength of the aluminum alloy sheet is lowered, and the penetration depth at the time of laser welding is reduced, which is not preferable. When the content of Fe exceeds 1.5 mass%, this action intermetallic compounds such as Al- (Fe · Mn) -Si-based, Al 6 Fe is crystallized at the time of ingot casting, at the same time that the moldability of the final degradation , These intermetallic compounds tend to evaporate more easily than the Al matrix during laser welding, and the number of abnormal beads increases, which deteriorates the weldability.

따라서, Fe 함유량은, 0.3 내지 1.5 질량%의 범위로 한다. 보다 바람직한 Fe 함유량은, 0.5 내지 1.5 질량%의 범위이다. 더욱 바람직한 Fe 함유량은, 0.7 내지 1.5 질량%의 범위이다.Therefore, the Fe content is in the range of 0.3 to 1.5% by mass. A more preferable Fe content is in the range of 0.5 to 1.5% by mass. A more preferable content of Fe is 0.7 to 1.5% by mass.

MnMn :0.3 내지 1.0 질량%: 0.3 to 1.0 mass%

Mn은, 알루미늄 합금판의 강도를 증가시키고, 레이저 용접에 있어서의 용입 깊이를 확보하기 위해서, 필수적인 원소이다. Mn 함유량이 0.3 질량% 미만이면, 알루미늄 합금판의 강도가 저하되는 동시에, 레이저 용접시에 있어서의 용입 깊이가 감소하기 때문에, 바람직하지 않다. Mn의 함유량이 1.0 질량%를 초과하면, 주괴 주조시에 Al-(Fe·Mn)-Si계, Al6Mn 등의 조대한 금속간 화합물이 정출되어, 최종판에 있어서의 성형성이 저하되는 동시에, 이들 금속간 화합물은 레이저 용접시에 Al 매트릭스에 비해 증발하기 쉽고, 이상 비드 수가 증가하여 용접성이 저하되기 때문에, 바람직하지 않다.Mn is an indispensable element in order to increase the strength of the aluminum alloy sheet and ensure the depth of penetration in laser welding. If the Mn content is less than 0.3% by mass, the strength of the aluminum alloy sheet is lowered, and the depth of penetration at the time of laser welding is reduced, which is not preferable. When the content of Mn exceeds 1.0%, this action of intermetallic compounds such as Al- (Fe · Mn) -Si-based, Al 6 Mn during casting ingot is extruded at the same time that the moldability of the final degradation , These intermetallic compounds tend to evaporate more easily than the Al matrix during laser welding, and the number of abnormal beads increases, which deteriorates the weldability.

따라서, Mn 함유량은, 0.3 내지 1.0 질량%의 범위로 한다. 보다 바람직한 Mn 함유량은, 0.3 내지 0.8 질량%의 범위이다. 더욱 바람직한 Mn 함유량은, 0.4 내지 0.7 질량%의 범위이다.Therefore, the Mn content is set in the range of 0.3 to 1.0 mass%. A more preferable Mn content is in the range of 0.3 to 0.8% by mass. More preferably, the Mn content is in the range of 0.4 to 0.7 mass%.

TiTi :0.002 내지 0.20 질량%: 0.002 to 0.20 mass%

Ti는 주괴 주조시에 결정립 미세화제로서 작용하여, 주조 균열을 방지할 수 있다. Ti acts as a grain refining agent at the time of ingot casting, and can prevent casting cracks.

물론, Ti는 단독으로 첨가해도 되지만, B와 공존함으로써 더욱 강력한 결정립의 미세화 효과를 기대할 수 있으므로, Al-5% Ti-1% B 등의 로드 하드너에서의 첨가이어도 된다.Of course, Ti may be added singly, but because it can coexist with B, a finer effect of crystal grains can be anticipated. Therefore, it may be added in a rod hardener such as Al-5% Ti-1% B.

Ti 함유량이, 0.002 질량% 미만이면, 주괴 주조시의 미세화 효과가 불충분하기 때문에, 주조 균열을 초래할 우려가 있어, 바람직하지 않다. Ti 함유량이, 0.20 질량%를 초과하면, 주괴 주조시에 TiAl3 등의 조대한 금속간 화합물이 정출 되어, 최종판에 있어서의 성형성을 저하시키기 때문에, 바람직하지 않다.If the Ti content is less than 0.002 mass%, the effect of making the ingot in casting insufficient is insufficient, which may cause casting cracks, which is not preferable. When the Ti content is more than 0.20 mass%, a coarse intermetallic compound such as TiAl 3 is crystallized at the time of ingot casting to lower the formability in the final plate, which is not preferable.

따라서, Ti 함유량은, 0.002 내지 0.20 질량%의 범위로 한다. 보다 바람직한 Ti 함유량은, 0.002 내지 0.15 질량%의 범위이다. 더욱 바람직한 Ti 함유량은, 0.005 내지 0.10 질량%의 범위이다.Therefore, the Ti content is set in the range of 0.002 to 0.20 mass%. The more preferable Ti content is in the range of 0.002 to 0.15 mass%. The Ti content is more preferably in the range of 0.005 to 0.10 mass%.

ZrZr :0.05 내지 0.20 질량%: 0.05 to 0.20 mass%

Zr는 Ti와 마찬가지로 주괴 주조시에 결정립 미세화제로서 작용하여, 주조 균열을 방지할 수 있다. 또 Ti와 Zr를 공존시키면, 급냉 응고를 수반하는 용접 비드부의 응고시의 균열 발생을 방지하여, 펄스 레이저 용접의 고속도화를 가능하게 한다. Ti, Zr 및 B를 공존시키면, 급냉 응고를 수반하는 용접 비드부의 응고시의 균열 발생을 방지하는 효과가 더욱 현저해진다. 이로 인해, 필요에 따라 함유시킨다.Like Zr, Zr acts as a grain refining agent at the time of ingot casting, and casting cracks can be prevented. Coexistence of Ti and Zr also prevents the generation of cracks at the time of solidification of the weld bead portion accompanied by quenching and solidification, thereby enabling high speed pulsed laser welding. When Ti, Zr and B are coexisted, the effect of preventing cracking during solidification of the weld bead portion accompanied by quenching and solidification becomes more significant. For this reason, it is contained if necessary.

Zr 함유량이 0.20 질량%를 초과하면, 주괴 주조시에 ZrAl3 등의 조대한 금속간 화합물이 정출되어, 최종판에 있어서의 성형성을 저하시키기 때문에, 바람직하지 않다. Zr 함유량이 0.05 질량%에 충족하지 않으면 충분한 효과는 얻어지지 않는다. 따라서, 바람직한 Zr 함유량은 0.05 내지 0.20 질량%이다. 보다 바람직한 Zr 함유량은, 0.07 내지 0.20 질량%의 범위이다. 더욱 바람직한 Zr 함유량은, 0.07 내지 0.18 질량%의 범위이다.When the Zr content exceeds 0.20 mass%, ZrAl 3 Or the like is crystallized to lower the moldability in the final plate, which is not preferable. If the Zr content is less than 0.05 mass%, sufficient effect can not be obtained. Therefore, the preferable Zr content is 0.05 to 0.20 mass%. A more preferable Zr content is in the range of 0.07 to 0.20 mass%. More preferably, the Zr content is in the range of 0.07 to 0.18 mass%.

B:0.0005 내지 0.10 질량%B: 0.0005 to 0.10 mass%

B도 Ti, Zr과 마찬가지로 주괴 주조시에 결정립 미세화제로서 작용하여, 주조 균열을 방지할 수 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다.B, like Ti and Zr, acts as a crystal grain refining agent at the time of ingot casting and can prevent casting cracks, so that B may be added as needed.

B 함유량이 0.10 질량%를 초과하면, TiB2가 안정화된 금속간 화합물이 되어, 결정립 미세화 효과가 감쇠되는 동시에, DI 성형 후의 외관 표면 거칠음이 일어날 우려가 있기 때문에, 바람직하지 않다. B 함유량이 0.0005 질량%에 충족하지 않으면 충분한 결정립 미세화 효과는 얻어지지 않는다. 따라서, 바람직한 B 함유량은 0.0005 내지 0.10 질량%이다. 보다 바람직한 B 함유량은, 0.001 내지 0.05 질량%의 범위이다. 더욱 바람직한 B 함유량은, 0.001 내지 0.01 질량%의 범위이다.If the B content exceeds 0.10% by mass, TiB 2 becomes a stabilized intermetallic compound, attenuating the grain refinement effect and, at the same time, raising the roughness of the outer surface after DI molding, which is not preferable. If the B content is less than 0.0005 mass%, sufficient grain refinement effect can not be obtained. Therefore, the preferred B content is 0.0005 to 0.10 mass%. The B content is more preferably in the range of 0.001 to 0.05 mass%. The B content is more preferably in the range of 0.001 to 0.01 mass%.

불가피적Inevitable 불순물로서의  Impurity SiSi 함유량:0.30 질량% 미만  Content: less than 0.30 mass%

불가피적 불순물로서의 Si의 함유량은, 0.30 질량% 미만으로 제한하는 것이 바람직하다. Si 함유량이 0.30 질량% 이상이면 주괴 주조시에 Al-(Fe·Mn)-Si 등의 조대한 금속간 화합물을 정출하여, 성형성이 저하된다. 보다 바람직한 Si 함유량은, 0.25 질량% 미만이다. 더욱 바람직한 Si 함유량은, 0.20 질량% 미만이다.The content of Si as an inevitable impurity is preferably limited to less than 0.30 mass%. When the Si content is 0.30 mass% or more, a coarse intermetallic compound such as Al- (Fe.Mn) -Si is crystallized at the time of ingot casting and the formability is lowered. The more preferable Si content is less than 0.25 mass%. More preferably, the Si content is less than 0.20 mass%.

본 발명에 있어서, Si 함유량은, 0.20 질량% 미만이면, 성형성 및 용접성 등의 특성에 대해서 저하하는 경우는 없다.In the present invention, when the Si content is less than 0.20 mass%, the properties such as moldability and weldability do not deteriorate.

불가피적Inevitable 불순물로서의  Impurity CuCu :0.2 질량% 미만 : Less than 0.2% by mass

불가피적 불순물로서의 Cu는 0.2 질량% 미만 함유하고 있어도 된다. 본 발명에 있어서, Cu 함유량이 0.2 질량% 미만이면, 성형성 및 용접성 등의 특성에 대해서 저하하는 경우는 없다.Cu as an unavoidable impurity may be contained in an amount of less than 0.2 mass%. In the present invention, when the Cu content is less than 0.2% by mass, the properties such as moldability and weldability do not deteriorate.

불가피적Inevitable 불순물로서의  Impurity MgMg :0.2 질량% 미만 : Less than 0.2% by mass

불가피적 불순물로서의 Mg는 0.2 질량% 미만 함유하고 있어도 된다. 본 발명에 있어서, Mg 함유량이 0.2 질량% 미만이면, 성형성 및 용접성 등의 특성에 대해서 저하하는 경우는 없다.Mg as an unavoidable impurity may be contained in an amount of less than 0.2 mass%. In the present invention, when the Mg content is less than 0.2 mass%, the properties such as moldability and weldability do not deteriorate.

그 밖의 Other 불가피적Inevitable 불순물 impurities

불가피적 불순물은 원료 지금(地金), 되꺽임재 등으로부터 불가피하게 혼입하는 것으로, 그들의 허용할 수 있는 함유량은, 예를 들어, Zn의 0.25 질량% 미만, Ni의 0.20 질량% 미만, Ga 및 V의 0.05 질량% 미만, Pb, Bi, Sn, Na, Ca, Sr에 대해서는, 각각 0.02 질량% 미만, 기타 각 0.05 질량% 미만이며, 이 범위에서 관리외 원소를 함유해도 본 발명의 효과를 방해하는 것이 아니다.Inevitable impurities are inevitably incorporated from raw materials, rebar, etc., and their allowable content is, for example, less than 0.25% by mass of Zn, less than 0.20% by mass of Ni, And less than 0.05% by mass, respectively, for Pb, Bi, Sn, Na, Ca, and Sr in the range of less than 0.05% It is not.

MnMn // FeFe 의 질량비:0.2 내지 1.0Mass ratio: 0.2 to 1.0

본 발명의 범위 내의 Fe, Mn 함유량의 범위 내에 있어서 Mn/Fe 비가 0.2 미만이면, 레이저 용접시의 용입 깊이가 감소하기 때문에, 바람직하지 않다. 본 발명의 범위 내의 Fe, Mn 함유량의 범위 내에 있어서 Mn/Fe 비가 1.0을 초과하면, 이상 비드 수가 증가하기 때문에, 바람직하지 않다.If the Mn / Fe ratio is less than 0.2 within the range of the contents of Fe and Mn within the range of the present invention, the depth of penetration during laser welding decreases, which is not preferable. If the Mn / Fe ratio is in excess of 1.0 within the range of Fe and Mn within the range of the present invention, the number of abnormal beads increases, which is not preferable.

그런데, Mn/Fe의 질량비는, 주괴 주조시에 정출하는 금속간 화합물의 종류와 양에 영향을 미친다. 예를 들어, Mn/Fe 질량비가 증가하면, Al6Mn계의 금속간 화합 물의 수가 증가하는 것도 주지이다.However, the mass ratio of Mn / Fe affects the kind and amount of the intermetallic compound to be crystallized at the time of ingot casting. For example, when the Mn / Fe mass ratio is increased, it is also known that the number of intermetallic compounds of the Al 6 Mn system increases.

한편, 이들 Al6Mn 등의 금속간 화합물은, 레이저 용접시에 Al-Fe-Si, Al6Fe, Al3Fe 등의 금속간 화합물에 비해 증발하기 쉬워 불안정하다. 이로 인해, Mn/Fe 비가 1.0을 초과하면, 레이저 용접시의 이상 비드 수가 증가하여 용접성이 저하한다고 생각된다.On the other hand, intermetallic compounds such as Al 6 Mn thereof is unstable readily evaporated as compared to the intermetallic compound such as Al-Fe-Si, Al 6 Fe, Al 3 Fe at the time of laser welding. Therefore, when the Mn / Fe ratio exceeds 1.0, it is considered that the number of abnormal beads at the time of laser welding increases and weldability decreases.

또한, Mn은 Al 매트릭스에 고용시킴으로써 재료의 열 저항을 증가시키기 때문에, 레이저 용접시에 있어서의 용입 깊이를 확보하는데 있어서, Fe 보다도 중요한 원소이다.Further, Mn is an element more important than Fe in securing the depth of penetration in laser welding because it increases the thermal resistance of the material by solid-melting in the Al matrix.

이로 인해, Mn/Fe 비가 0.2 미만이면, 레이저 용접시에 있어서의 용입 깊이가 부족하다고 생각된다.Therefore, if the Mn / Fe ratio is less than 0.2, it is considered that the penetration depth at the time of laser welding is insufficient.

인장 강도 및 Tensile strength and 연신값Elongation value

냉연 상태의 재: Cold rolled ash: 연신된Stretched 값이 5% 이상, 또한 인장 강도가 90 Value of 5% or more, and a tensile strength of 90 MPaMPa 이상  More than

냉연 Cold rolling 어닐링재Annealing material : : 연신된Stretched 값이 20% 이상  More than 20% value

그런데, Al-Fe계 알루미늄 합금판을 대형 리튬 이온 전지 용기 등에 적용하는 데 있어서는, 고강도로 우수한 레이저 용접성을 가질뿐만아니라, 성형성에도 우수한 것이 필요하다. 재료의 강도는 인장 시험을 행했을 때의 인장 강도이고, 또 성형성은 인장 시험시의 연신된 값으로 알 수 있다.However, when an Al-Fe-based aluminum alloy plate is applied to a large lithium ion battery container or the like, it is necessary to not only have high strength, excellent laser weldability, but also excellent moldability. The strength of the material is the tensile strength at the time of performing the tensile test, and the formability can be known by the stretched value at the time of the tensile test.

상세한 것은 후기의 실시예의 기재에서 하고, 대형 리튬 이온 전지 용기 등에 적용하는 본 발명의 Al-Fe계 알루미늄 합금판으로서는, 냉연 상태의 재에 있어서는 연신된 값이 5% 이상, 또한 인장 강도가 90MPa 이상 되는 특성을 갖는 것이, 냉연 어닐링재에 있어서는 연신된 값이 20% 이상 되는 특성을 갖는 것이 적합하다.The Al-Fe-based aluminum alloy sheet of the present invention, which is applied to a large-sized lithium ion battery container or the like, has a stretched value of not less than 5% and a tensile strength of not less than 90 MPa It is preferable that the cold-rolled annealing material has a characteristic that the drawn value is 20% or more.

금속 조직에 있어서의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 미 The number of the second phase particles having a circle-equivalent diameter of at least 5 mu m in the metal structure is less than 500 pieces /

상기와 같은 특성은, 상기 특정의 화학 조성을 갖는 Al-Fe계 알루미늄 합금판의 금속 조직을 세밀하게 조정함으로써 발현된다.Such characteristics are expressed by finely adjusting the metal structure of the Al-Fe-based aluminum alloy sheet having the specified chemical composition.

구체적으로는, 금속 조직에 있어서의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수를 500개/㎟ 미만으로 하면 된다.Concretely, the number of the second phase particles having a circle-equivalent diameter of 5 탆 or more in the metal structure may be less than 500 pieces / mm 2.

냉연 상태의 재이어도 냉연 어닐링재이어도, 금속 조직에 차이는 없다. 상기와 같은 금속 조직을 갖고 있으면, 냉연 상태의 재에 있어서는 5% 이상 연신된 값, 또한 90MPa 이상의 인장 강도를 보이고, 냉연 어닐링재에 있어서는 20% 이상의 연신된 값을 보인다.There is no difference in the metal structure between the cold rolled annealed sheet and the cold rolled annealed sheet. In the cold-rolled ash, if the metal structure as described above is present, it shows a stretched value of 5% or more, a tensile strength of 90 MPa or more, and a cold rolled annealing material of 20% or more.

다음에, 상기와 같은 2차 전지 용기용 알루미늄 합금판을 제조하는 방법에 대해서 간단하게 소개한다.Next, a method of manufacturing the aluminum alloy plate for a secondary battery container as described above will be briefly described.

용해·용제Solvent · Solvent

용해로에 원료를 투입하여, 소정의 용해 온도에 도달하면, 플럭스를 적절하게 투입하여 교반을 행하고, 또한 필요에 따라 랜스 등을 사용하여 노 내 탈가스를 행한 후, 진정 보유 지지하여 용탕의 표면으로부터 찌꺼기를 분리한다.After the raw material is introduced into the melting furnace and reaches a predetermined melting temperature, the flux is appropriately charged and agitated. After degassing in a furnace using a lance or the like as required, Remove the residue.

이 용해·용제에서는, 소정의 합금 성분으로 하기 위해서, 모합금 등 재차 원료 투입도 중요하지만, 상기 플럭스 및 찌꺼기가 알루미늄 합금 용탕 중으로부터 탕면에 부상 분리할 때까지, 진정 시간을 충분히 취하는 것이 상당히 중요하다. 진정 시간은, 통상 30분 이상 취하는 것이 바람직하다.In this dissolving / solvent, it is important to take a sufficient amount of time until the flux and debris float from the molten aluminum alloy to the hot water surface, though the raw material such as the parent alloy is also important in order to obtain a predetermined alloy component. Do. The soaking time is preferably 30 minutes or longer.

용해로에서 용제된 알루미늄 합금 용탕은, 경우에 따라 보유 지지로에 일단 이탕 후, 주조를 행하는 경우도 있지만, 직접 용해로로부터 출탕하여, 주조하는 경우도 있다. 보다 바람직한 진정 시간은 45분 이상이다.In some cases, the molten aluminum alloy dissolved in the melting furnace may be once cast into the holding furnace after the molten iron is once cast, but may be cast directly from the melting furnace. A more preferred sedative time is 45 minutes or more.

필요에 따라, 인라인 탈가스, 필터를 통과시켜도 된다.If necessary, it may be passed through an inline degassing filter.

인라인 탈가스는, 회전 로터로부터 알루미늄 용탕 중에 불활성 가스 등을 불어 넣고, 용탕 중의 수소 가스를 불활성 가스의 거품 중에 확산시켜 제거하는 타입의 것이 주류이다.In-line degassing is a type in which an inert gas or the like is blown into the molten aluminum from a rotating rotor, and hydrogen gas in the molten metal is diffused into the foam of the inert gas and removed.

불활성 가스로서 질소 가스를 사용하는 경우에는, 이슬점을 예를 들어 -60℃ 이하로 관리하는 것이 중요하다. 주괴의 수소 가스량은, 0.20cc/100g 이하로 저감시키는 것이 바람직하다.When nitrogen gas is used as the inert gas, it is important to control the dew point to, for example, -60 占 폚 or less. The amount of hydrogen gas of the ingot is preferably reduced to 0.20 cc / 100 g or less.

주괴의 수소 가스량이 많을 경우에는, 주괴의 최종 응고부에 포로시티가 발생하기 때문에, 열간 압연 공정에 있어서의 1 패스당의 압하율을 예를 들어 7% 이상으로 규제하여 포로시티를 찌부러뜨려 놓을 필요가 있다.When the amount of hydrogen gas in the ingot is large, porosity is generated in the final solidified portion of the ingot. Therefore, the rolling reduction per pass in the hot rolling step should be restricted to 7% or more, for example, .

또한, 주괴에 과포화로 고용하고 있는 수소 가스는, 열간 압연 공정 전의 균질화 처리의 조건에도 따르지만, 최종판의 성형 후의 레이저 용접시에 석출하여, 비드에 다수의 블로우 홀을 발생시키는 경우도 있다. 이로 인해, 보다 바람직한 주괴의 수소 가스량은, 0.15cc/100g 이하이다.The hydrogen gas dissolved in supersaturated gas in the ingot is also subjected to the conditions of the homogenization treatment before the hot rolling step, but the hydrogen gas may precipitate at the time of laser welding after forming the final plate to generate a large number of blow holes in the bead. Therefore, the amount of the hydrogen gas of the ingot is more preferably 0.15 cc / 100 g or less.

주조casting

주괴는, 반연속 주조(DC 주조)에 의해 제조한다. 통상의 반연속 주조의 경우에는, 주괴의 두께가 일반적으로는 400 내지 600mm 정도이기 때문에, 주괴 중앙부에 있어서의 응고 냉각 속도가 1℃/sec 정도이다. 이로 인해, 특히 Fe, Mn의 함유량이 높은 알루미늄 합금 용탕을 반연속 주조하는 경우에는, 주괴 중앙부에는 Al-(Fe·Mn)-Si 등의 비교적 거친 금속간 화합물이 알루미늄 합금 용탕으로부터 정출(晶出)하는 경향이 있다.The ingot is manufactured by semi-continuous casting (DC casting). In the case of ordinary semi-continuous casting, since the thickness of the ingot is generally about 400 to 600 mm, the solidification cooling rate at the center of the ingot is about 1 캜 / sec. Therefore, in the case of semi-continuous casting of an aluminum alloy melt having a high content of Fe and Mn, a relatively rough intermetallic compound such as Al- (Fe.Mn) -Si is formed in the center of the ingot from the molten aluminum alloy ).

반연속 주조에 있어서의 주조 속도는 주괴의 폭, 두께에도 의하지만, 통상은 생산성도 고려하여, 50 내지 70mm/min이다. 그러나, 인라인 탈가스를 행할 경우, 탈가스 처리조 내에 있어서의 실질적인 용탕의 체류 시간을 고려하면, 불활성 가스의 유량 등 탈가스 조건에도 의하지만, 알루미늄 용탕의 유량(단위 시간당의 용탕 공급량)이 작을수록 조 내에서의 탈가스 효율이 향상되어, 주괴의 수소 가스량을 저감시키는 것이 가능하다. 주조의 붓는 회수 등에도 의하지만, 주괴의 수소 가스량을 저감시키기 위해서, 주조 속도를 30 내지 50mm/min로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 주조 속도는, 30 내지 40mm/min이다. 물론, 주조 속도가 30mm/min 미만이면, 생산성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 주조 속도가 느린 쪽이, 주괴에 있어서의 섬프(고상/액상의 계면)의 경사가 완만하게 되어, 주조 균열을 방지할 수 있는 것은 물론이다.The casting speed in semi-continuous casting depends on the width and thickness of the ingot, but is usually 50 to 70 mm / min in consideration of productivity. However, considering the retention time of the molten metal in the degassing treatment tank, the flow rate of the molten aluminum (the molten metal supply amount per unit time) is small even if the degassing conditions such as the flow rate of the inert gas are performed The efficiency of degassing in the containing tank is improved, and the amount of hydrogen gas in the ingot can be reduced. It is preferable to regulate the casting speed to 30 to 50 mm / min in order to reduce the amount of hydrogen gas of the ingot. A more preferable casting speed is 30 to 40 mm / min. Of course, if the casting speed is less than 30 mm / min, the productivity is lowered, which is not preferable. In addition, it is a matter of course that the slower the casting speed, the lower the inclination of the sump (solid / liquid interface) in the ingot becomes, and the casting crack can be prevented.

균질화Homogenization 처리:420 내지 600℃×1시간 이상 Treatment: 420 to 600 占 폚 占 1 hour or more

반연속 주조법에 의해 주조해서 얻은 주괴에 균질화 처리를 실시한다.The ingot obtained by casting by the semi-continuous casting method is homogenized.

균질화 처리는, 압연을 용이하게 하기 위해서 주괴를 고온으로 유지하여, 주조 편석, 주괴 내부의 잔류 응력의 해소를 행하는 처리이다. 본 발명에 있어서, 유지 온도 420 내지 600℃로 1시간 이상 유지하는 것이 필요하다. 이 경우, 주조시에 정출한 금속간 화합물을 구성하는 천이 원소 등을 매트릭스에 어는 정도 고용시키기 위한 처리이기도 하다. 이 유지 온도가 지나치게 낮거나, 혹은 유지 온도가 짧은 경우에는, 상기 천이 원소 등의 고용이 진행되지 않아, 재결정립이 거칠어져, DI 성형 후의 외관 표면이 깨끗하게 마무리되지 않을 우려가 있다. 또한, 유지 온도가 지나치게 높으면, 주괴의 마이크로적인 최종 응고부인 CuMgAl2 등의 공정 부분이 용융하는, 소위 버닝을 일으킬 우려가 있다. 보다 바람직한 균질화 처리 온도는, 420 내지 590℃이다.The homogenization treatment is a process for maintaining the ingot at a high temperature to facilitate the rolling, thereby eliminating the residual stress in the casting segregation and the ingot. In the present invention, it is necessary to maintain at a holding temperature of 420 to 600 占 폚 for 1 hour or more. In this case, it is also a process for solving transition elements or the like constituting the intermetallic compound crystallized during casting to a degree as large as the matrix. If the holding temperature is excessively low or the holding temperature is short, the employment of the transition elements and the like does not proceed and the recrystallized grains are roughened, so that the outer surface of the DI molded body may not be finished cleanly. If the holding temperature is too high, CuMgAl 2 So-called &quot; burning &quot; occurs. The more preferable homogenization treatment temperature is 420 to 590 캜.

열간 압연 공정Hot rolling process

소정 시간 고온으로 유지된 주괴는, 균질화 처리 후 그대로 크레인에서 매달아져, 열간 압연기에 반입되고, 열간 압연기의 기종에도 의하지만, 통상 수회의 압연 패스에 의해 열간 압연되어 소정의 두께, 예를 들어 4 내지 8mm 정도의 열연판으로서 롤에 권취된다.The ingot held at a high temperature for a predetermined time is suspended from a crane as it is after the homogenizing treatment and is carried into a hot rolling mill. Depending on the model of the hot rolling mill, the ingot is usually hot rolled by several rolling passes, To about 8 mm.

냉간 압연 공정Cold rolling process

열간 압연판을 권취한 롤은, 냉연기에 통과되어, 통상 수 패스의 냉간 압연이 실시된다. 이때, 냉간 압연에 의해 도입되는 소성 변형에 의해 가공 경화가 일어나기 때문에, 필요에 따라, 중간 어닐링 처리가 행해진다. 보통 중간 어닐링은 연화 처리이기도 하므로, 재료에도 의하지만 배치로에 냉연 롤을 삽입하여, 300 내지 450℃의 온도에서, 1시간 이상 유지를 행해도 된다. 유지 온도가 300℃ 보다도 낮으면, 연화가 촉진되지 않고, 유지 온도가 450℃를 초과하면, 처리 비용의 증대를 초래한다. 또한, 중간 어닐링은, 연속 어닐링로에 의해 예를 들어 450℃ 내지 550℃의 온도에서 15초 이내 유지하고, 그 후 급속하게 냉각하면, 용체화 처리를 겸할 수도 있다. 유지 온도가 450℃ 보다도 낮으면, 연화가 촉진되지 않고, 유지 온도가 550℃를 초과하면, 버닝을 일으킬 우려가 있다.The roll on which the hot-rolled sheet is wound is passed through a cold-rolling machine, and usually subjected to cold rolling in several passes. At this time, since work hardening is caused by plastic deformation introduced by cold rolling, an intermediate annealing process is performed if necessary. Since the intermediate annealing is usually a softening treatment, the cold rolling roll may be inserted into the batch furnace depending on the material, and the annealing may be performed at a temperature of 300 to 450 캜 for 1 hour or more. If the holding temperature is lower than 300 ° C, softening is not promoted, and if the holding temperature exceeds 450 ° C, the treatment cost is increased. Further, the intermediate annealing may be performed by a continuous annealing furnace, for example, at a temperature of 450 to 550 캜 for 15 seconds, and then rapidly cooled to double the solution treatment. If the holding temperature is lower than 450 占 폚, softening is not promoted, and if the holding temperature exceeds 550 占 폚, burning may occur.

최종 final 어닐링Annealing

본 발명에 있어서, 최종 냉간 압연 후에 행해지는 최종 어닐링은, 예를 들어 어닐링로에 의해 온도 400 내지 500℃에서 1시간 이상 유지하는 뱃치 처리이어도 되지만, 연속 어닐링로에 의해 예를 들어 500℃ 내지 550℃의 온도에서 15초 이내로 유지하고, 그 후 급속하게 냉각하면, 용체화 처리를 겸할 수도 있다.In the present invention, the final annealing performed after the final cold rolling may be a batch treatment which is carried out by, for example, an annealing furnace at a temperature of 400 to 500 DEG C for 1 hour or more, but may be carried out by a continuous annealing furnace, Lt; 0 &gt; C for 15 seconds or less, and then rapidly cooled, the solution treatment may also be performed.

어떻든간에, 본 발명에 있어서 최종 어닐링은 반드시 필수인 것은 아니나, 통상 DI 성형에 있어서의 성형성을 고려하면, 최종판을 가능한 한 연화시켜 두는 것이 바람직하다. 금형 성형 공정에 있어서의 성형성도 고려하면, 어닐링재, 혹은 용체화 처리재로 하여 두는 것이 바람직하다.Regardless, in the present invention, the final annealing is not necessarily indispensable, but it is preferable to soften the final plate as much as possible in consideration of the moldability in DI molding. In consideration of the moldability in the mold forming process, it is preferable to use an annealing material or a solution treatment material.

성형성보다도 기계적 강도를 우선하는 경우에는 냉연 상태의 재로 제공한다.When the mechanical strength is higher than the formability, it is provided as a cold rolled ash.

최종 final 냉연율Cold rolling rate

최종 어닐링을 실시하는 경우의 최종 냉연율은, 50 내지 90%의 범위인 것이 바람직하다. 최종 냉연율이 이 범위이면, 어닐링 후의 최종판에 있어서의 평균 재결정립을 20 내지 100㎛로 하여, 연신된 값을 20% 이상으로 할 수 있고, 성형 후의 외관 표면을 깨끗하게 마무리할 수 있다. 더욱 바람직한 최종 냉연율은, 60 내지 90%의 범위이다.The final cold rolling ratio in the case of performing the final annealing is preferably in the range of 50 to 90%. When the final cold rolling ratio is within this range, the average recrystallized grains in the final plate after annealing can be 20 to 100 占 퐉 and the stretched value can be 20% or more, and the outer appearance surface after molding can be finely finished. A more preferable final cold rolling ratio is in the range of 60 to 90%.

한편, 최종 어닐링을 실시하지 않고 냉연 상태의 재로 할 때의 최종 냉연율은, 5 내지 40%의 범위로 하는 것이 바람직하다. DI 성형 시에 아이어닝 가공이 많아지는 경우에는, 어닐링재보다도 약간 단단한 최종판을 제공할 필요가 있다. 최종 냉연율이 5% 미만이면, 조성에도 의하지만 최종판에 있어서의 인장 강도를 90MPa 이상으로 하는 것이 곤란해지고, 최종 냉연율이 40%를 초과하면, 조성에도 의하지만 최종판에 있어서의 연신된 값을 5% 이상으로 하는 것은 곤란해진다.On the other hand, it is preferable that the final cold rolling ratio in the case of making a cold rolled material without final annealing is in the range of 5 to 40%. When the ironing process is increased during DI molding, it is necessary to provide a final plate slightly harder than the annealing material. If the final cold rolling rate is less than 5%, it becomes difficult to make the tensile strength of the final plate at 90 MPa or more depending on the composition, and if the final cold rolling rate exceeds 40%, the elongation at the final plate It is difficult to make the ratio to 5% or more.

최종 냉연율이 이 범위이면, 냉연 상태 최종판에 있어서의 연신된 값을 5%이상, 또한 인장 강도를 90MPa 이상으로 할 수 있다. 더욱 바람직한 최종 냉연율은, 10 내지 30%의 범위이다.When the final cold rolling ratio is within this range, the stretched value in the final plate in the cold state can be set to 5% or more, and the tensile strength can be set to 90 MPa or more. A more preferable final cold rolling ratio is in the range of 10 to 30%.

이상과 같은 통상의 공정을 거침으로써, 2차 전지 용기용 알루미늄 합금판을 얻을 수 있다.Through the above-described ordinary steps, an aluminum alloy plate for a secondary battery container can be obtained.

[실시예][Example]

최종판의 작성 Creation of final edition

소정의 각종 잉곳을 계량, 배합하여, 이형재를 도포한 #20 도가니에 6kg씩(합계 8개의 공시재)의 잉곳을 삽입 장전했다. 이들 도가니를 전기로 내에 삽입하고, 780℃에서 용해하여 찌꺼기를 제거하고, 그 후, 용탕 온도를 760℃로 유지하고, 계속해서 탈 찌꺼기용 플럭스 각 6g을 알루미늄박으로 둘러싸서 포스포라이저로 압입하여 첨가했다.A predetermined variety of ingots were weighed and compounded, and an ingot of 6 kg (total of 8 pieces) was loaded into a # 20 crucible coated with a release material. These crucibles were inserted into the electric furnace, and dissolved at 780 DEG C to remove the residues. Thereafter, the temperature of the molten metal was maintained at 760 DEG C, and then 6 g of the flux for the debris was enclosed by an aluminum foil, .

계속해서, 용탕 중에 랜스를 삽입하고, N2 가스를 유량 1.0L/min로 10분간 불어 들어와 탈가스 처리를 행했다. 그 후 30분 간의 진정을 행하여 용탕 표면에 부상한 찌꺼기를 교반봉으로 제거하고, 또한 스푼으로 성분 분석용 주형에서 디스크 샘플을 채취했다.Subsequently, a lance was inserted into the molten metal, and N 2 gas was blown in at a flow rate of 1.0 L / min for 10 minutes to carry out a degassing treatment. Thereafter, sedimentation for 30 minutes was carried out, and the residue floating on the surface of the molten metal was removed with a stirring bar, and a disc sample was taken from a mold for component analysis with a spoon.

계속해서, 지그를 사용하여 순차 도가니를 전기로 내로부터 취출하고, 예열해 둔 금형(250mm×200mm×30mm)에 알루미늄 용탕을 주조했다. 각 공시재의 디스크 샘플은, 발광 분광 분석에 의해, 조성 분석을 행했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.Subsequently, a sequential crucible was taken out of the electric furnace by using a jig, and aluminum melt was cast into a preheated metal mold (250 mm x 200 mm x 30 mm). The disc samples of the respective specimens were subjected to compositional analysis by emission spectroscopic analysis. The results are shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

공시재의 성분 조성               Composition of ingredients

Figure pat00001
Figure pat00001

주괴는, 압탕을 절단한 후, 양면을 2㎜씩 면삭하여, 두께 26㎜로 했다.The ingot was cut in a thickness of 2 mm on both sides after cutting the iron block, and the thickness was 26 mm.

이 주괴를 전기 가열로에 삽입하고, 100℃/hr의 승온 속도에서 430℃까지 가열하여, 430℃×1시간의 균질화 처리를 행하고, 계속해서 열간 압연기에서 6㎜ 두께로 될 때까지 열간 압연을 실시했다.The ingot was inserted into an electric heating furnace, heated at 430 ° C at a heating rate of 100 ° C / hr, homogenized at 430 ° C for 1 hour, hot rolled to a thickness of 6 mm in a hot rolling mill .

이 열간 압연판에 냉간 압연을 실시하여, 두께 1.25mm의 냉연판을 얻었다. 이 냉연판을 애닐러에 삽입하여, 390℃×1시간 유지의 중간 어닐링 처리 후, 애닐러로부터 어닐링판을 취출하여 공냉했다. 다음에 이 어닐링판에 냉간 압연을 실시하여, 두께 1.0mm의 냉연판을 얻었다. 이 경우의 최종 냉연율은 20%이었다.This hot-rolled sheet was subjected to cold-rolling to obtain a cold-rolled sheet having a thickness of 1.25 mm. The cold-rolled sheet was inserted into an annular furnace, and after the intermediate annealing process at 390 占 폚 for one hour, the annealed sheet was taken out from the annealer and air-cooled. Next, this annealing plate was cold-rolled to obtain a cold-rolled sheet having a thickness of 1.0 mm. The final cold rolling rate in this case was 20%.

냉연 어닐링판은, 상기 열간 압연판에 중간 어닐링을 행하지 않고 냉간 압연을 실시하여, 1mm의 냉연판을 얻었다. 이 경우의 최종 냉연율은 83.3%이었다. 최종 어닐링은, 냉연판을 애닐러에 삽입하여, 390℃×1시간 어닐링 처리 후, 애닐러로부터 냉연판을 취출하여 공냉했다.The cold-rolled annealed sheet was subjected to cold rolling without performing intermediate annealing on the hot rolled sheet to obtain a cold rolled sheet having a thickness of 1 mm. The final cold rolling rate in this case was 83.3%. In the final annealing, the cold-rolled sheet was inserted into an annealer, annealed at 390 ° C for one hour, taken out of the annealer, and air-cooled.

다음에, 이와 같이 하여 얻어진 최종판(각 공시재)에 대해서, 성형성, 레이저 용접성의 평가를 행했다.Next, evaluation of moldability and laser weldability was carried out on the final plate thus obtained (each of the blank materials).

성형성의 평가 Evaluation of formability

얻어진 최종판의 성형성 평가는, 인장 시험의 연신(%)에 의해 행했다.The formability of the resulting final plate was evaluated by stretching (%) of the tensile test.

구체적으로는, 인장 방향이 압연 방향과 평행해지도록 JIS5호 시험편을 채취하고, JISZ2241에 준해서 인장 시험을 행하여, 인장 강도(UTS), 0.2% 내력(YS), 연신(파단 연신)을 구했다.Specifically, a JIS No. 5 test piece was taken so that the tensile direction became parallel to the rolling direction, and a tensile strength test (UTS), a 0.2% proof stress (YS) and an elongation (fracture elongation) were obtained in accordance with JIS Z2241.

냉연 상태의 최종판에 있어서, 연신된 값이 5% 이상이었던 공시재를 성형성 양호(○)로 하고, 5%미만이었던 공시재를 성형성 불량(×)으로 했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.In the final plate in the cold rolled state, the sealant having a stretched value of 5% or more was regarded as good formability () and the sealant having less than 5% was regarded as poor moldability (). The evaluation results are shown in Table 2.

냉연 후에 어닐링을 실시한 최종판에 있어서, 연신된 값이 20% 이상이었던 공시재를 성형성 양호(○)로 하고, 20% 미만이었던 공시재를 성형성 불량(×)으로 했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.In the final plate subjected to the annealing after cold rolling, the specimen having a stretched value of 20% or more was regarded as good formability (), and the specimen having less than 20% was regarded as poor formability (). The evaluation results are shown in Table 3.

또한, 표 3에 있어서의 공시재 No.는, 표 1에 나타낸 각 공시재 No.에 10의 자리를 붙인 No.로 나타내고 있다.The disclosure item No. in Table 3 is indicated by the number with 10 in each disclosure item number shown in Table 1.

레이저 용접 조건Laser welding conditions

얻어진 최종판에 대해서, 펄스 레이저 조사를 행하여, 레이저 용접성의 평가를 행했다. LUMONICS사제 YAG 레이저 용접기 JK701을 사용하여, 주파수 37.5Hz, 용접 속도 450㎜/min, 펄스당의 에너지 6.0J, 실드 가스(질소) 유량 1.5(L/min)의 조건에서, 동 공시재의 2매의 판을 단부끼리 간극없이, 맞대서 당해 부분을 따라 전체 길이 120㎜ 길이의 펄스 레이저 용접을 행했다.The resulting final plate was subjected to pulse laser irradiation to evaluate the laser weldability. (2) plates (2) of the same plate material under the conditions of a frequency of 37.5 Hz, a welding speed of 450 mm / min, an energy of 6.0 J per pulse and a shield gas (nitrogen) flow rate of 1.5 (L / min) using a YAG laser welder JK701 manufactured by LUMONICS Was subjected to pulsed laser welding with a total length of 120 mm along the portion opposite to each other with no gap between the ends.

레이저 용접성의 평가 이상 Above evaluation of laser weldability 비드Bead 수의 측정/평가 Measurement / Evaluation of Numbers

다음에, 레이저 용접성의 평가로서, 용접부에 발생한 이상 비드 수를 측정했다. 우선, 상기 120㎜ 길이의 용접선 중, 중앙부의 60㎜ 길이의 용접선을 측정 영역으로서 정했다. 다음에, 도 1에 나타낸 바와 같이 60㎜ 길이의 용접선을 따라 형성된 각 펄스에 의한 둥근 용융 비드의 폭을 용접 방향으로 0.05mm의 간격으로 연속해서 측정하여, 10mm 길이(1구간)마다 「평균 용접 비드 폭」을 산출하고, 각 구간에 있어서의 「평균 용접 비드 폭」으로부터 비율로서 1.1 이상 괴리하는 비드 폭을 나타내는 개소의 수를 카운트했다. 이 카운트를 60㎜(6구간)분 합계하여, 그 공시재의 이상 비드 수로 했다.Next, as the evaluation of the laser weldability, the number of abnormal beads occurred in the welded portion was measured. First, among the weld lines of 120 mm in length, a weld line having a length of 60 mm at the center was defined as a measurement region. Next, as shown in Fig. 1, the widths of the round molten beads formed by the respective pulses formed along the welding line of 60 mm length were successively measured at intervals of 0.05 mm in the welding direction, and the average welding was carried out every 10 mm Bead width &quot; was calculated, and the number of points indicating the bead widths which were 1.1 or more apart as a ratio from the &quot; average weld bead width &quot; in each section was counted. This count was totaled by 60 mm (6 intervals), and the number of abnormal beads of the disclosed material was determined.

본 명세서에 있어서, 이상 비드 수가 10미만이었던 공시재를 이상 비드 수 평가 양호(○)로 하고, 이상 비드 수가 10이상이었던 공시재를 이상 비드 수 평가 불량(×)으로 했다. 평가 결과를, 냉연 상태의 재에 대해서는 표 2에, 냉연 어닐링판에 대해서는 표 3에 나타낸다.In the present specification, the disclosure material having an abnormal bead number of less than 10 was defined as the ideal bead number evaluation good (O), and the disclosure material having the abnormal bead number of 10 or more was defined as the abnormal bead number evaluation failure (X). The results of the evaluation are shown in Table 2 for cold rolled ash, and in Table 3 for cold annealed annealed sheet.

용입Penetration 깊이의 측정/평가 Measurement / evaluation of depth

다음에, 레이저 용접성의 평가로서, 용접부에 있어서의 용입 깊이를 측정했다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 용접 방향과 수직된 방향에 있어서의 판 단면을 잘라내고, 열가소성 수지에 매립 경면 연마하여, 용접부 수직 단면의 금속 조직 관찰을 행했다.Next, as the evaluation of the laser weldability, the penetration depth in the welded portion was measured. As shown in Fig. 2, the plate cross section in the direction perpendicular to the welding direction was cut out, and embedded in the thermoplastic resin, mirror polished to observe the metal structure of the vertical cross section of the welded portion.

주조시에 정출된 금속간 화합물은, 펄스 레이저 조사에 의한 가열에 의해 고온으로 가열되어, 알루미늄에 용해하고, 그 직후 용융 비드는 급냉되어, 상기 금속 간 화합물을 구성하는 Fe, Mn, Si 등의 원소는 Al 매트릭스에 과포화로 고용된 조직으로 된다.The intermetallic compound crystallized at the time of casting is heated to a high temperature by heating by pulsed laser irradiation and dissolved in aluminum, and immediately thereafter, the molten beads are quenched to form Fe, Mn, Si or the like The element becomes a structure that is solubilized in supersaturated Al matrix.

따라서, 용접부 수직 단면의 금속 조직 관찰에 의해, 당해 단면에 있어서 금속간 화합물의 관찰되지 않는 Al 매트릭스만의 영역이 용융 부분이며, 당해 영역의 최종판의 표면으로부터의 최대 깊이를 측정함으로써, 용입 깊이를 측정할 수 있다.Therefore, by observing the metal structure of the vertical cross-section of the welded portion, the region of only the Al matrix in which the intermetallic compound is not observed in the cross section is the molten portion, and by measuring the maximum depth from the surface of the final plate of the region, Can be measured.

1공시재에 대해서 5단면의 용입 깊이 측정을 행하고, 그 평균값을 그 공시재에 있어서의 용입 깊이(㎛)로 했다. 또한, 이 경우 전술한 이상 비드에 있어서의 단면은 측정 대상 외이다.The penetration depth of five sections was measured with respect to one specimen, and the average value of the penetration depths was determined as the penetration depth (mu m) in the specimen. In this case, the cross section of the abnormal bead described above is out of the measurement target.

본 명세서에 있어서, 용입 깊이 220㎛ 이상이었던 공시재를 용입 깊이 평가 양호(○)로 하고, 용입 깊이 220㎛ 미만이었던 공시재를 용입 깊이 평가 불량(×)으로 했다. 평가 결과를, 냉연 상태의 재에 대해서는 표 2에, 냉연 어닐링판에 대해서는 표 3에 나타낸다.In the present specification, a specimen having a penetration depth of 220 占 퐉 or more was defined as a penetration depth evaluation good (?), And a specimen having a penetration depth of less than 220 占 퐉 was evaluated as a penetration depth evaluation failure (占). The results of the evaluation are shown in Table 2 for cold rolled ash, and in Table 3 for cold annealed annealed sheet.

[표 2][Table 2]

공시재의 평가 결과(냉연 상태의 재)       Evaluation result of the disclosure material (ash in cold rolled state)

Figure pat00002
Figure pat00002

[표 3][Table 3]

공시재의 평가 결과(냉연 어닐링재)       Evaluation result of the disclosure material (cold annealing material)

Figure pat00003
Figure pat00003

각 공시재의 평가Evaluation of each disclosure material

냉연 상태의 재에 관한 평가 결과를 나타내는 표 2에 있어서의 제1 실시예 내지 제4 실시예는, 본 발명의 조성 범위 내의 냉연재이며, 레이저 용접성(이상 비드 수 평가, 용입 깊이 평가), 성형성도 모두 양호(○)이었다.Examples 1 to 4 in Table 2 showing the evaluation results of the cold rolled ash are cold-rolled materials within the composition range of the present invention, and the laser weldability (abnormal bead number evaluation, penetration depth evaluation) All the saints were good (○).

제1 비교예는, Mn 함유량이 1.27 질량%로 높고, Mn/Fe 비도 2.59로 본 발명의 범위 외이며, 용입 깊이 평가 양호(○)이었지만, 성형성 불량(×), 이상 비드 수 평가 불량(×)이었다.In Comparative Example 1, the Mn content was as high as 1.27 mass% and the Mn / Fe ratio was 2.59, which was out of the scope of the present invention and the penetration depth evaluation was good (O) ×).

제2 비교예는, Fe 함유량이 1.6 질량%로 높고, 본 발명의 범위 외이며, 용입 깊이 평가 양호(○)이었지만, 성형성 불량(×), 이상 비드 수 평가 불량(×)이었다.In the second comparative example, the Fe content was as high as 1.6 mass% and was out of the range of the present invention, and the penetration depth evaluation was good (O), but the formability defects (X) and abnormal bead number evaluation defects (X).

제3 비교예 내지 제5 비교예는, Fe, Mn 모두 낮고, 본 발명의 범위 외이며, 성형성 양호(○), 이상 비드 수 평가 양호(○)이었지만, 용입 깊이 평가 불량(×)이었다.In Comparative Examples 3 to 5, both of Fe and Mn were low and out of the scope of the present invention, and the formability was good (good) and the abnormal bead number was good (good), but the penetration depth evaluation was bad (poor).

제6 비교예는, Si 함유량이 0.5 질량%로 높고, 본 발명의 범위 외이며, 용입 깊이 평가 양호(○), 이상 비드 수 평가 양호(○)이었지만, 성형성 불량(×)이었다.In Comparative Example 6, the Si content was as high as 0.5 mass% and was out of the range of the present invention, and the penetration depth evaluation good (O) and the abnormal bead number evaluation good (O), but the poor formability (X).

냉연 어닐링재에 관한 평가 결과를 나타내는 표 3에 있어서의 제11 실시예 내지 제14 실시예는, 본 발명의 조성 범위 내의 어닐링재이며, 레이저 용접성(이상 비드 수 평가, 용입 깊이 평가), 성형성 모두 완전히 양호(○)이었다.The eleventh to fourteenth examples in Table 3 showing the evaluation results on the cold-rolled annealing material are annealing materials within the composition range of the present invention, and the laser weldability (abnormal bead number evaluation, penetration depth evaluation) All were completely good (O).

제11 비교예는, Mn 함유량이 1.27 질량%로 높고, Mn/Fe 비도 2.59로 본 발명의 범위 외이며, 용입 깊이 평가 양호(○), 성형성 양호(○)이었지만, 이상 비드 수 평가 불량(×)이었다.In Comparative Example 11, the Mn content was as high as 1.27 mass% and the Mn / Fe ratio was 2.59, which was out of the scope of the present invention, and the penetration depth evaluation was good (O) and the formability was good (O) ×).

제12 비교예는, Fe 함유량이 1.6 질량%로 높고, 본 발명의 범위 외이며, 용입 깊이 평가 양호(○)이었지만, 성형성 불량(×), 이상 비드 수 평가 불량(×)이었다.In Comparative Example 12, the Fe content was as high as 1.6% by mass, was out of the scope of the present invention, and the penetration depth evaluation was good (O), but the formability defects (X) and the abnormal bead number evaluation defects (X).

제13 비교예 내지 제15 비교예는, Fe, Mn 모두 낮고, 본 발명의 범위 외이며, 성형성 양호(○), 이상 비드 수 평가 양호(○)이었지만, 용입 깊이 평가 불량(×)이었다.In Comparative Examples 13 to 15, both of Fe and Mn were low and out of the scope of the present invention, and the formability was good (good) and the abnormal bead number was good (good), but the penetration depth evaluation was poor (bad).

제16 비교예는, Si 함유량이 0.5 질량%로 높고, 본 발명의 범위 외이며, 용입 깊이 평가 양호(○), 이상 비드 수 평가 양호(○)이었지만, 성형성 불량(×)이었다.In Comparative Example 16, the Si content was as high as 0.5% by mass and was out of the scope of the present invention, and the penetration depth evaluation good (O) and the abnormal bead number evaluation good (O), but the moldability was bad (X).

금속 조직에 있어서의 제2상 입자수의 측정Measurement of the number of second phase particles in a metal structure

얻어진 최종판의 압연 방향으로 평행한 종단면(LT 방향으로 수직된 단면)을 잘라내고, 열가소성 수지로 매립하여 경면 연마하여, 금속 조직 관찰을 행했다. 마이크로 금속 조직을 광학 현미경으로 사진 촬영하여(1시야당의 면적;0.0334㎟, 각 시료 10시야 촬영), 사진의 화상 해석을 행하여, 단위 면적당의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수를 측정했다. 화상 해석에 의한 측정 결과를, 냉연 상태의 재에 대해서는 표 4에, 냉연 어닐링판에 대해서는 표 5에 나타낸다.A longitudinal section (a section perpendicular to the LT direction) parallel to the rolling direction of the obtained final plate was cut out, embedded in a thermoplastic resin, mirror-polished, and observed for metal structure. The micro-metal structure was photographed with an optical microscope (area per 1 field of view: 0.0334 mm 2, 10 fields of view in each sample), and the image analysis of the photograph was conducted to measure the number of second phase particles having a circle- . The results of the image analysis are shown in Table 4 for the cold rolled material and in Table 5 for the cold annealed plate.

[표 4][Table 4]

제2상 입자수(단위:개/㎟)(냉연 상태의 재)Number of second phase particles (unit: number / mm2) (cold rolled material)

Figure pat00004
Figure pat00004

[표 5][Table 5]

제2상 입자수(단위:개/㎟)(냉연 어닐링재)Number of second phase particles (unit: number / mm2) (cold annealing material)

Figure pat00005
Figure pat00005

냉연 상태의 재에 관한 평가 결과를 나타내는 표 4로부터, 금속 조직에 있어서의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 이상인 경우(제2 비교예, 제6 비교예), 인장 시험에 있어서, 비교적 거친 제2상 입자와 매트릭스의 계면에 있어서 박리가 발생하기 쉽기 때문에, 연신된 값이 5% 미만으로 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서, 연신된 값을 5% 이상으로 하기 위해서는, 금속 조직에 있어서의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수를 500개/㎟ 미만으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다.From Table 4 showing the evaluation results of the cold rolled ash, when the number of the second phase particles having a circle equivalent diameter of 5 mu m or more in the metal structure is 500 pieces / mm2 or more (Comparative Examples 2 and 6) , Peeling easily occurs at the interface between the relatively coarse grains of the second phase and the matrix, so that the stretched value is lowered to less than 5%. Therefore, in the present invention, it is understood that the number of the second-phase particles having a circle-equivalent diameter of at least 5 mu m in the metal structure needs to be less than 500 pieces / mm &lt; 2 &gt;

냉연 어닐링재에 관한 평가 결과를 나타내는 표 5로부터, 금속 조직에 있어서의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 이상인 경우(제12 비교예,제16 비교예), 인장 시험에 있어서, 비교적 거친 제2상 입자와 매트릭스의 계면에 있어서 박리가 발생하기 쉽기 때문에, 연신된 값이 20% 미만으로 낮아지는 것을 알 수 있다.From Table 5 showing the evaluation results of the cold-rolled annealing material, when the number of the second phase particles having a circle equivalent diameter of 5 占 퐉 or more in the metal structure was 500 pieces / mm2 or more (Comparative Examples 12 and 16) , It can be seen that the stretched value is lowered to less than 20% because peeling easily occurs at the interface between the relatively coarse grains of the second phase and the matrix.

따라서, 연신된 값을 20% 이상으로 하기 위해서는, 금속 조직에 있어서의 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수를 500개/㎟ 미만으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다.Therefore, it is understood that the number of the second phase particles having a circle equivalent diameter of 5 탆 or more in the metal structure needs to be less than 500 pieces / mm 2 in order to make the stretched value 20% or more.

본 발명에 따르면, 대형 리튬 이온 전지 용기에 적용 가능한 고강도를 갖고 있으며, 게다가 성형성에도 우수하고, 또한 레이저 용접성에도 우수한 Al-Fe계 알루미늄 합금판이 제공된다.
According to the present invention, there is provided an Al-Fe-based aluminum alloy plate which has a high strength applicable to a large-sized lithium ion battery container and which is also excellent in moldability and also excellent in laser weldability.

Claims (2)

Fe:0.3 내지 1.5 질량%, Mn:0.3 내지 1.0 질량%, Ti:0.002 내지 0.20 질량%, Zr:0.001 내지 0.05 질량%, B:0.0005 내지 0.10 질량%를 함유하고, Mn/Fe의 질량비가 0.2 내지 1.0이며, 잔량부 Al 및 불순물로 이루어지고, 불순물로서의 Si가 0.30 질량% 미만, Cu가 0.20 질량% 미만, Mg가 0.20 질량% 미만인 성분 조성과, 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 미만인 금속 조직을 갖고, 5% 이상 연신된 값, 또한 140MPa 이상의 인장 강도를 보이는 냉연재인 것을 특징으로 하는, 성형성 및 용접성이 우수한 전지 케이스용 알루미늄 합금판.0.3 to 1.5 mass% of Fe, 0.3 to 1.0 mass% of Mn, 0.002 to 0.20 mass% of Ti, 0.001 to 0.05 mass% of Zr and 0.0005 to 0.10 mass% of B, wherein the mass ratio of Mn / Fe is 0.2 And a second component having a particle size of 5 탆 or more and a circle-equivalent diameter of 5 탆 or more, wherein the first component has a composition of Si of less than 0.30 mass%, Cu of less than 0.20 mass%, and Mg of less than 0.20 mass% Wherein the cold-rolled steel sheet is a cold-rolled steel sheet having a metal structure of less than 500 / mm &lt; 2 &gt;, a stretched value of 5% or more, and a tensile strength of 140 MPa or more. Fe:0.3 내지 1.5 질량%, Mn:0.3 내지 1.0 질량%, Ti:0.002 내지 0.20 질량%, Zr:0.001 내지 0.05 질량%, B:0.0005 내지 0.10 질량%를 함유하고, Mn/Fe의 질량비가 0.2 내지 1.0이며, 잔량부 Al 및 불순물로 이루어지고, 불순물로서의 Si가 0.30 질량% 미만, Cu가 0.20 질량% 미만, Mg가 0.20 질량% 미만인 성분 조성과, 원 상당 직경 5㎛ 이상의 제2상 입자수가 500개/㎟ 미만인 금속 조직을 갖고, 20% 이상의 연신된 값을 보이는 냉연 어닐링재인 것을 특징으로 하는, 성형성 및 용접성이 우수한 전지 케이스용 알루미늄 합금판.
0.3 to 1.5 mass% of Fe, 0.3 to 1.0 mass% of Mn, 0.002 to 0.20 mass% of Ti, 0.001 to 0.05 mass% of Zr and 0.0005 to 0.10 mass% of B, wherein the mass ratio of Mn / Fe is 0.2 And a second component having a particle size of 5 탆 or more and a circle-equivalent diameter of 5 탆 or more, wherein the first component has a composition of Si of less than 0.30 mass%, Cu of less than 0.20 mass%, and Mg of less than 0.20 mass% An aluminum alloy plate for a battery case having excellent formability and weldability, characterized by being a cold-rolled annealing material having a metal texture of less than 500 / mm &lt; 2 &gt; and exhibiting an elongation of 20% or more.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5954099B2 (en) * 2012-10-12 2016-07-20 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery cases with excellent formability, heat dissipation and weldability
JP6033141B2 (en) 2013-03-25 2016-11-30 株式会社神戸製鋼所 Aluminum alloy plate for large rectangular battery case
JP5929855B2 (en) * 2013-08-02 2016-06-08 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy sheet for battery cases with excellent formability, heat dissipation and weldability
JP6355098B2 (en) * 2013-12-27 2018-07-11 三菱アルミニウム株式会社 High formability aluminum alloy sheet with excellent thermal conductivity and method for producing the same
JP6456654B2 (en) * 2014-10-21 2019-01-23 三菱アルミニウム株式会社 Aluminum flexible foil and method for producing the same
KR101629664B1 (en) * 2015-01-05 2016-06-21 (주)케이에이치바텍 Manufacturing method of metal case
CN105200270B (en) * 2015-09-21 2017-05-24 聊城万合工业制造有限公司 Aluminum alloy, flat micro-channel aluminum tubes, manufacturing method of flat micro-channel aluminum tubes and heat exchanger
CN105039797A (en) * 2015-09-22 2015-11-11 东北轻合金有限责任公司 Manufacturing method of aluminum alloy strip capable of being used for mobile phone battery shell sealing plate
JP6087413B1 (en) * 2015-11-05 2017-03-01 株式会社神戸製鋼所 Aluminum alloy plate for automobile bus bar with excellent laser weldability
JP6977717B2 (en) * 2016-04-12 2021-12-08 大日本印刷株式会社 Battery packaging materials, their manufacturing methods, and batteries
CN106521246B (en) * 2016-10-10 2018-01-02 上海华峰新材料研发科技有限公司 Material and its manufacture method for battery case aluminium alloy explosion-proof valve
JP6780664B2 (en) * 2017-12-05 2020-11-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for molding of integrated circular explosion-proof valve and its manufacturing method
CN108559878B (en) * 2018-03-08 2019-09-27 常州常发制冷科技有限公司 Battery case aluminum alloy strip and preparation method thereof
JP6614293B1 (en) * 2018-08-23 2019-12-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for integral explosion-proof valve molding and manufacturing method thereof
JP6614292B1 (en) * 2018-08-23 2019-12-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for integral explosion-proof valve molding and manufacturing method thereof
JP6780680B2 (en) * 2018-08-23 2020-11-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for integrated explosion-proof valve molding and its manufacturing method
JP6780679B2 (en) * 2018-08-23 2020-11-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for integrated explosion-proof valve molding and its manufacturing method
JP6614305B1 (en) 2018-09-21 2019-12-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for integral explosion-proof valve molding and manufacturing method thereof
JP6780685B2 (en) 2018-09-21 2020-11-04 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid for integrated explosion-proof valve molding and its manufacturing method
CN111263826A (en) 2018-10-01 2020-06-09 日本轻金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery cover for forming integrated explosion-proof valve and manufacturing method thereof
CN114752821A (en) * 2019-09-03 2022-07-15 南通恒金复合材料有限公司 Aluminum alloy strip for power battery shell and preparation method thereof
CN111074110B (en) * 2020-01-10 2021-08-03 广西百矿润泰铝业有限公司 Production method of aluminum and aluminum alloy plate strip for new energy power battery case
CN113957295A (en) * 2021-10-21 2022-01-21 华北铝业有限公司 Aluminum foil for 8006F air conditioner and preparation method thereof
CN114182120A (en) * 2021-12-13 2022-03-15 桂林理工大学 Wrought aluminum-iron alloy and preparation method thereof
CN114709550A (en) * 2022-03-31 2022-07-05 安徽力翔电池科技有限公司 High-strength microcrystal integrated safety aluminum shell structure

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4053181B2 (en) * 1999-05-27 2008-02-27 古河スカイ株式会社 Aluminum alloy case material for sealed prismatic battery and method of manufacturing aluminum alloy case for sealed prismatic battery
JP2003007260A (en) * 2001-06-19 2003-01-10 Mitsubishi Alum Co Ltd Aluminum alloy plate for secondary battery case
JP4281727B2 (en) * 2005-10-13 2009-06-17 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery cover
JP4936357B2 (en) * 2006-03-30 2012-05-23 住友軽金属工業株式会社 Aluminum alloy plate for battery case lid with excellent laser weldability
JP5004007B2 (en) * 2007-04-12 2012-08-22 日本軽金属株式会社 Aluminum alloy plate for battery lid and manufacturing method thereof
CN100491564C (en) * 2007-04-17 2009-05-27 东北轻合金有限责任公司 Alloy plate strip for hand phone battery case and manufacturing method thereof
JP5726430B2 (en) * 2010-03-30 2015-06-03 株式会社神戸製鋼所 Aluminum alloy plate for battery case body and battery case

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