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CN118979164B - 一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法 - Google Patents

一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法

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CN118979164B CN202411049671.7A CN202411049671A CN118979164B CN 118979164 B CN118979164 B CN 118979164B CN 202411049671 A CN202411049671 A CN 202411049671A CN 118979164 B CN118979164 B CN 118979164B
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Abstract

一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，它属于铝合金加工领域。它解决了现有铝合金带材冲压成型易开裂及抗爆破性能差的问题。方法：一、制备方铸锭坯料；二、加热及轧制为0.2mm的薄板；三、退火及分切后获得50～60mm宽度的带材。本发明中制备的新型合金，在轧制后退火，达到了电池防护产品对新型合金带材的塑性成型性能的需求，制备的铝合金带材在工业生产中塑性、组织优良。带材经退火热处理后获得了更加均匀的再结晶组织，晶粒尺寸控制理想，使得合金带材具有较好的塑性成型能力，有利于电池防护产品的加工成形和防护性能提高，冲压成型不易开裂，抗爆破性能强，满足新型电池对铝合金带材的高成型性能和防护要求。

Description

一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法
技术领域
本发明属于铝合金加工领域，具体涉及一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法。
背景技术
铝合金电池防护片是一种抗强超声波冲击，且能有效防止电池爆炸的铝合金薄片。其主要应用在动力电池和储能电池上，尤其是在新能源汽车上。随着我国新能源动力机车的高速发展，对安全隐患及防护等要求十分苛严，进而对材料的抗爆破性能、成型性能要求越来越高。而现有常用电池防护用铝合金带材还存在塑性不高，导致的冲压成型易开裂及抗爆破性能差的问题，不能满足新型新能源机动车对高性能及防护的使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，以解决现有铝合金带材冲压成型易开裂及抗爆破性能差的问题。
一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，它按以下步骤进行：
一、坯料制备：
坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.0％～1.6％、Mn：0.2％～0.6％、Ti：0.01％～0.1％、V：0.03％～0.15％和余量Al，然后按坯料成分进行原料称取后进行熔炼，再采用半连续铸造方法制备方铸锭坯料；
二、加热及轧制：
将上述方铸锭坯料放入电阻加热炉中进行加热，然后在两辊热轧机上进行室温轧制，得到厚度为0.2mm的薄板；
三、退火及分切：
上述厚度为0.2mm的薄板置于气垫式加热炉中，于400℃下加热60-90s，得到退火态薄板，经清洗后进行分切，获得50～60mm宽度的带材，即完成新型电池防护用铝合金带材的制造。
进一步的，步骤一中坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.5％、Mn：0.3％、Ti：0.05％、V：0.1％和余量Al。
进一步的，步骤一中方铸锭坯料的尺寸：厚度500mm、宽度1200mm。
进一步的，步骤二中所述加热：于600℃下加热5h～20h，然后以10～50℃/h速度降温至450℃～500℃，再加热5h～20h。
进一步的，步骤二中所述室温轧制：室温下，在两辊热轧机上经过10～20个道次，轧至5mm厚度，卷曲后继续在两辊冷轧机上进行室温轧制，再经过2～5个道次轧至0.2mm厚度。
进一步的，步骤三中所述气垫式加热炉的运行速度为20～30m/s。
进一步的，步骤三中所述分切采用精剪机。
本发明的有益效果：
1、本发明在原有8系铝合金的基础上，通过优化主元素和微量元素含量，并添加了提升超塑性的V元素而形成的新型合金，并在轧制之后进行退火处理，利用细晶强化、亚结构组织强化及形变强化等手段，达到了电池防护产品对新型合金带材的塑性成型性能的需求，制备的铝合金带材在工业生产中塑性、组织优良。
2、本发明采用V、Ti元素的晶粒细化、塑性提升，利于成型等特性，同时采用轧制加工变形和退火处理，使得合金带材组织晶粒控制细小，塑性得到较大提高。带材经退火热处理后获得了更加均匀的再结晶组织，晶粒尺寸控制理想，使得合金带材具有较好的塑性成型能力，有利于电池防护产品的加工成形和防护性能提高，冲压成型不易开裂，抗爆破性能强，满足新型电池对铝合金带材的高成型性能和防护要求。
3、通过GB/T16865《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》试验的O状态厚度为0.2mm带材的抗拉强度在106～112MPa、屈服强度在57～71MPa、断后伸长率在45～53％，较8014铝合金带材塑性提高了22.5％；室温下冲压爆破值为5.0～5.5MPa，较8014铝合金带材提高了17％以上。
本发明适用于制造电池防护用铝合金带材。
附图说明
图1为实施例中制备所得带材的再结晶组织图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，它按以下步骤进行：
一、坯料制备：
坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.0％～1.6％、Mn：0.2％～0.6％、Ti：0.01％～0.1％、V：0.03％～0.15％和余量Al，然后按坯料成分进行原料称取后进行熔炼，再采用半连续铸造方法制备方铸锭坯料；
二、加热及轧制：
将上述方铸锭坯料放入电阻加热炉中进行加热，然后在两辊热轧机上进行室温轧制，得到厚度为0.2mm的薄板；
三、退火及分切：
上述厚度为0.2mm的薄板置于气垫式加热炉中，于400℃下加热60-90s，得到退火态薄板，经清洗后进行分切，获得50～60mm宽度的带材，即完成新型电池防护用铝合金带材的制造。
本实施方式步骤一中坯料成分中会存在一些不可避免的杂质元素，杂质小于0.001％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.5％、Mn：0.3％、Ti：0.05％、V：0.1％和余量Al。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.4％、Mn：0.4％、Ti：0.05％、V：0.12％和余量Al。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中方铸锭坯料的尺寸：厚度500mm、宽度1200mm。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤二中所述加热：于600℃下加热5h～20h，然后以10～50℃/h速度降温至450℃～500℃，再加热5h～20h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是，步骤二中所述加热：于600℃下加热10h，然后以20℃/h速度降温至480℃，再加热10h。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤二中所述室温轧制：室温下，在两辊热轧机上经过10～20个道次，轧至5mm厚度，卷曲后继续在两辊冷轧机上进行室温轧制，再经过2～5个道次轧至0.2mm厚度。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是，步骤二中所述室温轧制：室温下，在两辊热轧机上经过15个道次，轧至5mm厚度，卷曲后继续在两辊冷轧机上进行室温轧制，再经过4个道次轧至0.2mm厚度。其它步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤三中所述气垫式加热炉的运行速度为20～30m/s。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤三中所述分切采用精剪机。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例：
一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，它按以下步骤进行：
一、坯料制备：
坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.5％、Mn：0.3％、Ti：0.05％、V：0.1％和余量Al，然后按坯料成分进行原料称取后进行熔炼，再采用半连续铸造方法制备方铸锭坯料；
二、加热及轧制：
将上述方铸锭坯料放入电阻加热炉中进行加热，然后在两辊热轧机上进行室温轧制，得到厚度为0.2mm的薄板；
三、退火及分切：
上述厚度为0.2mm的薄板置于气垫式加热炉中，于400℃下加热70s，得到退火态薄板，经清洗后进行分切，获得55mm宽度的带材，即完成新型电池防护用铝合金带材的制造。
本实施例步骤一中坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.5％、Mn：0.3％、Ti：0.05％、V：0.1％和余量Al。
本实施例步骤一中方铸锭坯料的尺寸：厚度500mm、宽度1200mm。
本实施例步骤二中所述加热：于600℃下加热10h，然后以20℃/h速度降温至480℃，再加热10h。
本实施例步骤二中所述室温轧制：室温下，在两辊热轧机上经过15个道次，轧至5mm厚度，卷曲后继续在两辊冷轧机上进行室温轧制，再经过4个道次轧至0.2mm厚度。
本实施例步骤三中所述气垫式加热炉的运行速度为25m/s。
本实施例步骤三中所述分切采用精剪机。
本实施例中制备的55mm宽度的带材，为O状态、0.2mm厚度带材；通过GB/T16865《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》对其进行检测，抗拉强度为110MPa、屈服强度为62MPa、断后伸长率为49％，较8014铝合金带材室温塑性提高了22.5％；带材组织中再结晶晶粒控制尺寸较为细小(如图1所示)；冲压爆破值较8014铝合金带材提高了17％以上。
表1 0.2mm厚度带材性能对比表
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 (5)

1.一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，其特征在于它按以下步骤进行：
一、坯料制备：
坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.0％～1.6％、Mn：0.2％～0.6％、Ti：0.01％～0.1％、V：0.03％～0.15％和余量Al，然后按坯料成分进行原料称取后进行熔炼，再采用半连续铸造方法制备方铸锭坯料；
二、加热及轧制：
将上述方铸锭坯料放入电阻加热炉中进行加热，然后在两辊热轧机上进行室温轧制，得到厚度为0.2mm的薄板；
三、退火及分切：
上述厚度为0.2mm的薄板置于气垫式加热炉中，于400℃下加热60-90s，得到退火态薄板，经清洗后进行分切，获得50～60mm宽度的带材，即完成新型电池防护用铝合金带材的制造；
其中步骤一中方铸锭坯料的尺寸：厚度500mm、宽度1200mm；
步骤二中所述加热：于600℃下加热5h～20h，然后以10～50℃/h速度降温至450℃～500℃，再加热5h～20h；
步骤二中所述室温轧制：室温下，在两辊热轧机上经过10～20个道次，轧至5mm厚度，卷曲后继续在两辊冷轧机上进行室温轧制，再经过2～5个道次轧至0.2mm厚度；
步骤三中所述气垫式加热炉的运行速度为20～30m/s；
步骤三中所述分切采用精剪机。
2.根据权利要求1所述的一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，其特征在于步骤一中坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.5％、Mn：0.3％、Ti：0.05％、V：0.1％和余量Al。
3.根据权利要求1所述的一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，其特征在于步骤一中坯料成分按照质量百分含量：Fe：1.4％、Mn：0.4％、Ti：0.05％、V：0.12％和余量Al。
4.根据权利要求1所述的一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，其特征在于步骤二中所述加热：于600℃下加热10h，然后以20℃/h速度降温至480℃，再加热10h。
5.根据权利要求1所述的一种新型电池防护用铝合金带材的制造方法，其特征在于步骤二中所述室温轧制：室温下，在两辊热轧机上经过15个道次，轧至5mm厚度，卷曲后继续在两辊冷轧机上进行室温轧制，再经过4个道次轧至0.2mm厚度。
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