[发明专利]一种铝合金电池外壳板及其生产方法

说明书

本发明公开了一种铝合金电池外壳板，以重量百分比计算，所述铝合金电池外壳板的化学成分如下：Si硅0.20～0.25%，Fe铁0.50～60%，Cu铜0.06～0.10%，Mn锰1.05～1.15%，Mg镁＜0.05%，Zn锌＜0.015%，Ti钛0.025～0.035%，单个杂质≤0.03%，杂质总量≤0.15%，余量为Al铝。采用熔炼→铸锭→铣面→均匀化加热→热连轧→冷轧→中间退火→二次冷轧→精整等工艺步骤，关注每个工序参数对材料力学性能、各向异性、织构分布、晶粒组织、表面质量、厚度公差的影响，选择合适的均匀化加热制度，对铸锭进行充分的均匀化退火，消除成分偏析对成品性能的不利影响，生产出冲压性能优异、表面质量好、且板材的各种性能和厚度精度都相当稳定的电池壳用铝板产品。

技术领域

本发明属于铝压延加工技术领域，特别是涉及一种铝合金电池外壳板及其生产方法。

背景技术

近年来随着“双碳”目标的持续推进，节能、环保、绿色出行的理念已深入人心。但是，作为新能源交通的动力装置－—动力电池，受加工制造技术的影响，却难以无限制的变小，为了适应新能源交通的发展趋势，研发轻便小巧、续航里程持久的动力电池已成为新能源交通的重点课题之一。在这种背景下，动力电池用材料的研究越来越受到新能源交通电池厂家的重视。近年来，铝合金板带材以其优良的综合机械加工性能、良好的抗蚀性和比重轻等特点正逐步取代了原有的动力电池壳用材料——钢材，铝合金电池外壳板材的市场前景非常广阔。

铝合金电池外壳对材料的综合性能要求极高，首先，铝合金电池壳是通过冲压拉伸加工成形的，其变形量大、冲制工序多、冲制工艺复杂、模具设计精密并且属于非对称盒型冲压。冲压拉伸过程能否顺利进行与材料性能、冲压模具设计和冲压工艺参数等因素有关。其中，材料的性能是冲压拉伸成功与否最为重要的基础条件之一，因此所用材料必须具有良好深冲性能，并且各项力学性能必须稳定在一个严格的范围内。第二，为了对内部电池结构起到有效的保护作用，铝合金电池壳在保证必要的塑性的前提下，还必须有足够的强度和硬度。第三，为了适应各种不同的使用环境，保证电池的使用寿命，铝合金电池壳用材料必须具有良好的抗蚀性和化学稳定性。本发明的目的就是通过试验研究确定铝合金电池外壳板的合理生产工艺，研制出性能优良的适用于电池外壳生产的铝合金板产品。

本发明采用先进的热连轧方式生产铝合金电池壳板流程短、能耗及成本低。为保证热轧铝合金电池壳板的机械性能、深冲拉伸加工工艺性能，制定整套的工艺控制方法，制定合适的化学成分标准、熔铸制度、铸锭均匀化制度、热轧终轧温度、冷轧中间退火制度、退火后加工率控制、厚度公差控制、表面质量控制等方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种铝合金电池外壳板及其生产方法，通过制定合适的化学成分标准、熔铸制度、铸锭均匀化制度、热轧终轧温度、冷轧中间退火制度、退火后加工率控制、厚度公差控制，保证铝板的力学性能、制耳率符合铝合金电池壳深冲拉伸成型的需求，生产出力学性能、深冲性能、厚度公差、表面质量均满足要求的铝合金电池壳板。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种铝合金电池外壳板，主要原材料为3003铝合金，具体化学组分以重量百分比计算，所述铝合金电池外壳板的化学成分如下：Si硅0.20～0.25%，Fe铁0.50～60%，Cu铜0.06～0.10%，Mn锰1.05～1.15%，Mg镁＜0.05%，Zn锌＜0.015%，Ti钛0.025～0.035%，单个杂质≤0.03%，杂质总量≤0.15%，余量为Al铝。

所述的铝合金电池外壳板的生产方法，其具体步骤如下：

A、熔铸：

将原材料采用天然气反射炉进行熔化，熔炼温度700～740℃，熔炼后熔体进行精炼、除气、除渣，然后转入保温炉中，按权利要求1要求对熔体成分进行精确调整，成分检验合格后进行铸造前静置；

B、铸锭：在线使用Al-5Ti-0.2B铝钛硼丝进行晶粒细化，铸造时采用管式过滤的方法进行熔体净化处理，从而提高熔体质量；