[發(fā)明專利]一種防爆用鋁合金及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811222053.2
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109280815A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤偉任;徐春;白清領(lǐng);周冰;龐靈歡;徐海波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海中天鋁線有限公司;上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué);江蘇中天科技股份有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/04;C22C1/02;C22C1/03
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王婧

本發(fā)明涉及一種防爆用鋁合金及其制備方法，一種防爆用鋁合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分組成：Fe 0.8～1.4％、Mn 0.4～0.6％，Si 0.04～0.14％，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明提供的鋁合金板材具有良好延伸率的同時，也具有較高的抗拉強度和屈服強度，鋁合金塑性加工性能提高，易加工成型。所發(fā)明的防爆用鋁合金不僅可以用于電池外殼和防爆蓋板，也可以應(yīng)用到可以制作電容器的外殼和防爆蓋板，以及易爆環(huán)境下使用的儀器儀表和移動設(shè)備的外殼等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防爆用鋁合金及其制備方法。

背景技術(shù)

近些年來，各種高容量化的堿性電池、鋰電池等廣泛應(yīng)用于電動自行車、電動汽車、電動工具、手提電腦、手機、攝像機和數(shù)碼相機等移動式電器電子設(shè)備。但這種高容量電池密閉在一個封閉容器中引發(fā)的爆炸事故頻頻發(fā)生，這是因為電池使用不當(dāng)，如碰撞、過充、短路、過熱等，其內(nèi)部會產(chǎn)生異常氣體，使得起電池內(nèi)部壓力過大而出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。為了防止高容量電池爆炸，通常電池外包裝采用鋁合金材料制作外殼和防爆蓋板，其原因鋁合金導(dǎo)熱性好，在使用過程中即使與其他物體碰撞時，其變形熱量能夠大部分迅速地被附件吸收而散去，熱磨削下的微粒所具有的熱量較低，不會引起易爆環(huán)境下二次爆炸，具有很好的安全防爆性能。其次在電池過充、短路、過熱時導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體而引起電池內(nèi)部壓力驟然增高情況下，當(dāng)壓力超過防爆蓋板上的防爆膜能夠承受的預(yù)定壓力時，防爆膜撕裂，電池泄壓，從而避免爆炸。目前，高容量電池外殼和防爆蓋板最常用的材料是3xxx系鋁合金。但3xxx系鋁合金制作防爆蓋板存在材料強度過大，不能滿足規(guī)定壓力下泄壓防爆。因此目前電池的防爆蓋板通常采用1xxx系鋁合金箔制作防爆膜，焊接在防爆蓋板泄壓孔中。但焊接存在密封性能較差，且箔材太薄存在蓋板加工、運輸、使用中的破損等問題，由此導(dǎo)致整個電池報廢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對目前電池防爆蓋板用3xxx系合金強度不夠理想的問題，開發(fā)一種生產(chǎn)成本較低，強度性能滿足防爆泄壓要求、具有良好沖壓性能的防爆用新型鋁合金，從而避免和防止電池安全事故發(fā)生。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種防爆用鋁合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分組成：Fe 0.8～1.4％、Mn 0.4～0.6％，Si 0.04～0.14％，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述的不可避免的雜質(zhì)單項含量小于0.002％，總和不超過0.015％。

上述的防爆用鋁合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采用鑄造方式制備合金鑄錠，在制造過程中控制成分的重量百分比含量為：Fe 0.8～1.4％、Mn 0.4～0.6％，Si 0.04～0.14％，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)；

步驟2：均勻化：將合金鑄錠以15～40℃/h升溫到450～550℃，保溫4～10h冷卻；

步驟3：熱軋變形：將均勻化后鑄錠在400～550℃加熱爐中進行5～60min預(yù)熱處理，開軋溫度400～550℃，終軋溫度不低于350℃，道次壓下量30～60％；

步驟4：冷軋變形：將熱軋后板材冷卻后進行冷軋，總變形量20～90％，道次壓下量10～30％；

步驟5：退火熱處理：將冷軋后板材在450～570℃加熱爐內(nèi)保溫1～2h，然后空冷，得到具有良好成形性的防爆用鋁合金板材。

優(yōu)選地，所述的步驟1中的合金鑄錠的制備方法包括：將工業(yè)純鋁、Al-20wt％Si或Si、Al-20wt％Fe或Fe，以及Al-10wt％Mn或Mn在電阻爐中進行熔煉，熔煉過程中取樣分析成分，如果成分測量值低于設(shè)計值，添加能夠提高該成分含量的中間合金或純金屬，如果成分測量值高于設(shè)計值，添加金屬純鋁進行稀釋，直到合金鑄錠各成分含量符合設(shè)定值；之后直接將熔體澆鑄到四周水冷的鋼模內(nèi)得到合金鑄錠。