[发明专利]超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法

说明书

本发明公开了一种超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法，其包括如下步骤：(1)生产管坯：采用挤压的方式获得管坯；(2)冷胀：沿一直线方向，将冷胀模从管坯的内腔中穿过，使管坯膨胀到设定的尺寸和形位公差，获得铝方管；冷胀模的材料为硬质合金钢；其中冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准。该制备方法不但能够有效地提高材料利用率，还能够有效地提高生产效率，最终达到大幅度降低成本的目的。

技术领域

本发明涉及一种超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法。

背景技术

目前，新能源汽车用锂电池的壳体，大部分采用铝质方管作为它的壳体，例如可以采用截面尺寸为100mm*50mm*0.5mm的铝质方管作为锂电池的壳体，但是由于铝质方管的壁厚较薄，且要求高精度，因此，无法采用常规的挤压方式进行生产，即使生产成功，其公差范围和形位公差也很难达到要求。

因此，目前的锂电池的方形铝壳仍采用传统的方法进行制备，具体步骤为：热挤压→冷拔→去头尾→再冷拔→再去头尾→再冷拔。但这种方法缺点较多，主要有：

1、加工过程长，工序多，加工成本极高。

2、由于方管不能用盘拉的工艺方式，只能用直拉的方式，而直拉的方式，其长度最长只能达到10米，因此，每一次冷拔前都要锯去头尾，并且在冷拔后由于长度加长，又需要分为两根方管进行再次冷拔，这导致材料的利用率极低，一般最多只能达到40-50％的成品率，导致锂电池用铝质方管的成本居高不下。

3、由于铝管在冷拔后，会产生冷作硬化现象，而如果铝管不能达到0.1毫米的垂直度、平面度和平行度，那么就只能报废，另外由于方管的壁厚极薄，无法采用整形的方式来提高上述指标，因此采用冷拔的方式来生产锂电池用铝质方管，具有极大的不确定性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种超高精度、超薄壁的铝方管的制备方法，其包括如下步骤：

(1)生产管坯：采用挤压的方式获得管坯；

(2)冷胀：沿一直线方向，将冷胀模从管坯的内腔中穿过，使管坯膨胀到设定的尺寸和形位公差，获得铝方管；冷胀模的材料为硬质合金钢；

其中冷胀模的工作面的尺寸公差和形位公差均高于铝方管的设定标准。

本申请中，设置了专门的冷胀模，对采用挤压方式所制成的管坯进行冷胀，在冷胀时，利用管坯的塑性能够一次性地获得尺寸公差和形位公差均符合设定标准的铝方管。在进行冷胀时，管坯外部处于自由状态，能够自由地伸长，在冷胀过程中，不但能够对管坯的尺寸公差和形位公差进行矫正，还可以对管坯进行扩径，对管坯的壁厚进行调整。利用本申请，能够利用现有技术中成熟的铝管挤压技术，获得管坯，再利用冷胀方法，获得铝方管。该制备方法不但能够有效地提高材料利用率，还能够有效地提高生产效率，最终达到大幅度降低成本的目的。

利用本申请能够使铝方管的尺寸公差的正负值均小于0.1mm，形位公差小于0.1mm。

进一步，在冷胀过程中，管坯及冷胀模的温度均为常温。在常温下，即可完成对管坯的冷胀，免去对管坯及冷胀模的温度调整，可以省去相应的调温费用。本申请中的常温是指10-35℃的温度。

进一步，冷胀模的移动速度为5-200mm/s。具体的移动速度可以根据管坯的不同规格或材质进行选择。

在上述移动速度下，在保证冷胀效率的同时，可以有效地避免冷胀过程中，管坯由于未完成塑性形变而产生回缩，在冷胀过程中，管坯同时具有塑性形变和弹性形变，移动速度过快，部分弹性形变未完全转化为塑性形变，使管坯产生回缩，影响铝方管的尺寸稳定性。

进一步，为避免冷胀幅度过大，使铝方管变脆，影响质量，经过冷胀后，管坯的内腔的截面的第一侧边A形成为铝方管的内腔的截面的第一侧边B，管坯的内腔的截面的第二侧边A形成为铝方管的内腔的截面的第二侧边B；