[发明专利]一种防爆用铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种防爆用铝合金及其制备方法，一种防爆用铝合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Fe 0.8～1.4％、Mn 0.4～0.6％，Si 0.04～0.14％，余量为Al和不可避免的杂质。本发明提供的铝合金板材具有良好延伸率的同时，也具有较高的抗拉强度和屈服强度，铝合金塑性加工性能提高，易加工成型。所发明的防爆用铝合金不仅可以用于电池外壳和防爆盖板，也可以应用到可以制作电容器的外壳和防爆盖板，以及易爆环境下使用的仪器仪表和移动设备的外壳等。

技术领域

本发明涉及一种防爆用铝合金及其制备方法。

背景技术

近些年来，各种高容量化的碱性电池、锂电池等广泛应用于电动自行车、电动汽车、电动工具、手提电脑、手机、摄像机和数码相机等移动式电器电子设备。但这种高容量电池密闭在一个封闭容器中引发的爆炸事故频频发生，这是因为电池使用不当，如碰撞、过充、短路、过热等，其内部会产生异常气体，使得起电池内部压力过大而出现爆炸的现象。为了防止高容量电池爆炸，通常电池外包装采用铝合金材料制作外壳和防爆盖板，其原因铝合金导热性好，在使用过程中即使与其他物体碰撞时，其变形热量能够大部分迅速地被附件吸收而散去，热磨削下的微粒所具有的热量较低，不会引起易爆环境下二次爆炸，具有很好的安全防爆性能。其次在电池过充、短路、过热时导致内部产生大量气体而引起电池内部压力骤然增高情况下，当压力超过防爆盖板上的防爆膜能够承受的预定压力时，防爆膜撕裂，电池泄压，从而避免爆炸。目前，高容量电池外壳和防爆盖板最常用的材料是3xxx系铝合金。但3xxx系铝合金制作防爆盖板存在材料强度过大，不能满足规定压力下泄压防爆。因此目前电池的防爆盖板通常采用1xxx系铝合金箔制作防爆膜，焊接在防爆盖板泄压孔中。但焊接存在密封性能较差，且箔材太薄存在盖板加工、运输、使用中的破损等问题，由此导致整个电池报废。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，针对目前电池防爆盖板用3xxx系合金强度不够理想的问题，开发一种生产成本较低，强度性能满足防爆泄压要求、具有良好冲压性能的防爆用新型铝合金，从而避免和防止电池安全事故发生。

为了实现上述目的，本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种防爆用铝合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Fe 0.8～1.4％、Mn 0.4～0.6％，Si 0.04～0.14％，余量为Al和不可避免的杂质。

优选地，所述的不可避免的杂质单项含量小于0.002％，总和不超过0.015％。

上述的防爆用铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采用铸造方式制备合金铸锭，在制造过程中控制成分的重量百分比含量为：Fe 0.8～1.4％、Mn 0.4～0.6％，Si 0.04～0.14％，余量为Al和不可避免的杂质；

步骤2：均匀化：将合金铸锭以15～40℃/h升温到450～550℃，保温4～10h冷却；

步骤3：热轧变形：将均匀化后铸锭在400～550℃加热炉中进行5～60min预热处理，开轧温度400～550℃，终轧温度不低于350℃，道次压下量30～60％；

步骤4：冷轧变形：将热轧后板材冷却后进行冷轧，总变形量20～90％，道次压下量10～30％；

步骤5：退火热处理：将冷轧后板材在450～570℃加热炉内保温1～2h，然后空冷，得到具有良好成形性的防爆用铝合金板材。

优选地，所述的步骤1中的合金铸锭的制备方法包括：将工业纯铝、Al-20wt％Si或Si、Al-20wt％Fe或Fe，以及Al-10wt％Mn或Mn在电阻炉中进行熔炼，熔炼过程中取样分析成分，如果成分测量值低于设计值，添加能够提高该成分含量的中间合金或纯金属，如果成分测量值高于设计值，添加金属纯铝进行稀释，直到合金铸锭各成分含量符合设定值；之后直接将熔体浇铸到四周水冷的钢模内得到合金铸锭。