手机电池壳用的合金板带材及其制造方法
专利汇可以提供手机电池壳用的合金板带材及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且手机 电池 壳用的 合金 板带材及其制造方法，它涉及一种手机电池壳用的合金板带材及其制造方法，为了解决现有手机电池用合金板带材的 冲压 性能差，生产工艺复杂易造成成品合金 质量 缺陷 的问题。本 发明 的手机电池壳用的合金板带材Mn占总成分的重量百分比为1.10％～1.30％，Mg占总成分的重量百分比为0.02％～0.05％。本发明的手机电池壳用的合金板带材的制造方法由步骤熔炼、 铸造 、均匀化、铣面、 热轧 、 冷轧 和精整来完成。本发明的手机电池壳用的合金板带材表面质量好、厚度 精度 高、冲压性能优异，且板材的各种性能稳定，强度高，具有较高的塑性和良好的深冲成型性，其制造方法比传统的方法简单，能够有效地减少成品合金的质量缺陷。，下面是手机电池壳用的合金板带材及其制造方法专利的具体信息内容。
1、手机电池壳用的合金板带材，其特征在于它由Si、Fe、Cu、Mn、Zn、 Al、Mg和Ti制成，所述的Si占总成分的重量百分比为≤0.04％，Fe占总成分 的重量百分比为0.40％～0.60％，Cu占总成分的重量百分比为0.07％～0.15％， Mn占总成分的重量百分比为1.10％～1.30％，Mg占总成分的重量百分比为 0.02％～0.05％，Zn占总成分的重量百分比为≤0.08％，Ti占总成分的重量百分 比为0.02％～0.03％，剩余部分为Al和杂质。
2、手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在于它由下列步骤完成
A、熔炼，熔炼时采用煤气反射炉熔化，然后转入电阻反射炉内按Si占总成 分的重量百分比为≤0.04％、Fe占总成分的重量百分比为0.40％～0.60％、Cu占总 成分的重量百分比为0.07％～0.15％、Mn占总成分的重量百分比为1.10％～1.30％、 Mg占总成分的重量百分比为0.02％～0.05％、Zn占总成分的重量百分比为≤0.08％、 Ti占总成分的重量百分比为0.02％～0.03％、剩余部分为Al和杂质的成分要求调整 化学成分，同时加Al-Ti-B丝细化剂细化晶粒，并进行精炼、除气、扒渣后将熔体 转入静置炉静置；
B、铸造，静置后，采用陶瓷过滤的方法进行熔体净化处理，同时控制铸造 温度，并在线加Al-Ti-B丝细化剂；
C、均匀化，铸造出的铸锭进行均匀化退火；
D、铣面，热轧前对铸锭进行铣面处理；
E、热轧，控制热轧加热温度和热轧终了温度，生产前对乳液的浓度、憎水 粘度、酸值、乳粒尺寸、金属离子含量等参数进行合理调整；
F、冷轧，通过自动控制系统的合理运用，严格控制冷轧厚度精度和冷轧板 形，成品道次采用轧辊进行轧制；
G、精整，完成。
3、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤F中插入退火过程。
4、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤A的熔炼温度为700℃～740℃。
5、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤C的均火温度为610℃～630℃。
6、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤E的热轧加热温度为480℃～520℃，热轧终了温度≥380℃。
7、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤F的轧辊表面粗糙度为0.16μm～0.32μm。
8、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤F的坯料厚度9.0mm。
9、根据权利要求2所述的手机电池壳用的合金板带材的制造方法，其特征在 于步骤F的冷轧轧制油采用DF100低硫低芳烃基础油并添加重量百分比为5％～ 8％的12醇。
技术领域
背景技术
手机电池壳对材料的综合性能要求极高。首先，手机电池壳是通过冲压加工 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。众所周知，冲压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，材料的性能是冲压成功与否最为重要的基础条 件之一，因此所有材料必须具有良好的深冲性能，并且各项力学性能必须稳定在 一个严格的范围内。其次，为了对内部电池结构起到有效的保护作用，手机电池 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，手机电池壳用材料必须具有良好的抗 腐蚀性和化学稳定性。第四，手机作为一种时尚的通讯工具，其电池也必须具有 良好的外观品质，因此对原材料的表面质量也有很高的要求。然而现有的手机电 池用合金板的上述性能均存在不足。
发明内容
本发明的手机电池壳用的合金板带材由Si、Fe、Cu、Mn、Zn、Al、Mg和 Ti制成，所述的Si占总成分的重量百分比为≤0.04％，Fe占总成分的重量百分 比为0.40％～0.60％，Cu占总成分的重量百分比为0.07％～0.15％，Mn占总成 分的重量百分比为1.10％～1.30％，Mg占总成分的重量百分比为0.02％～0.05％， Zn占总成分的重量百分比为≤0.08％，Ti占总成分的重量百分比为0.02％～ 0.03％，剩余部分为Al和杂质。
本发明的手机电池壳用的合金板带材的制造方法由下列步骤完成
A、熔炼，熔炼时采用煤气反射炉熔化，然后转入电阻反射炉内按Si占总成 分的重量百分比为≤0.04％、Fe占总成分的重量百分比为0.40％～0.60％、Cu占总 成分的重量百分比为0.07％～0.15％、Mn占总成分的重量百分比为1.10％～1.30％、 Mg占总成分的重量百分比为0.02％～0.05％、Zn占总成分的重量百分比为≤0.08％、 Ti占总成分的重量百分比为0.02％～0.03％、剩余部分为Al和杂质的成分要求调整 化学成分，同时加Al-Ti-B丝细化剂细化晶粒，并进行精炼、除气、扒渣后将熔体 转入静置炉静置；
B、铸造，静置后，采用陶瓷过滤的方法进行熔体净化处理，同时控制铸造 温度，并在线加Al-Ti-B丝细化剂；
C、均匀化，铸造出的铸锭进行均匀化退火；
D、铣面，热轧前对铸锭进行铣面处理；
E、热轧，控制热轧加热温度和热轧终了温度，生产前对乳液的浓度、憎水 粘度、酸值、乳粒尺寸、金属离子含量等参数进行合理调整；
F、冷轧，通过自动控制系统的合理运用，严格控制冷轧厚度精度和冷轧板 形，成品道次采用轧辊进行轧制；
G、精整，完成。
本发明的手机电池壳用的合金板带材表面质量好、厚度精度高、冲压性能 优异，而且板材的各种性能稳定，其具有抗腐蚀性好，强度高，具有较高的塑 性和良好的深冲成型性。本发明的手机电池壳用的合金板带材的制造方法比传 统的方法简单，且能够有效地减少成品合金的质量缺陷。
具体实施方式
Mn含量对于合金的组织和性能有显著的影响，Mn具有一定的固溶强化作 用，可以阻止铝及铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并通过MnAl6弥散 质点阻碍再结晶晶粒长大，能显著细化再结晶晶粒，Mn含量在0.8％时板带材 的延伸率达到最大值，并且在1.82％(Mn的极限溶解度)范围内材料的强度随 Mn含量的增加而增加。但是Mn含量超过1.6％时，将会出现粗大脆硬的MnAl6 相，对产品的延展性带来灾难性的影响，因此将Mn含量确定在该合金化学成 分的中限，即1.1％～1.3％之间。
合金中Fe是一种有益的合金元素，因为Mn极易产生晶内偏析，又能显著 提高再结晶温度，冷变形后的合金板、带材，在退火过程中，低锰区域先再结 晶和晶粒长大，而高锰区域还未再结晶，使板材晶粒大小极不均匀，而铁能溶 入MnAl6中，形成(FeMn)Al6，减少Mn的偏析，使退火板材得到细晶粒组 织。但(FeMn)Al6过多时，会降低合金的塑性，因此我们将Fe含量控制在 0.40％～0.60％范围内。
Si会增加合金的热裂倾向，并可形成(FeMn)3SiAl12相，降低Mn在铝中 的溶解度，并使合金塑性降低。因此控制Si含量≤0.04％。
Mg能提高Al-Mn合金的强度，细化再结晶组织，但会降低退火半成品的 表面光泽，为了保证手机电池壳表面的光亮度对Mg含量进行了严格控制，要 求在0.02％～0.05％。
Cu含量的增加将显著降低材料的抗腐蚀性，但是少量的Cu可以使材料的 点腐蚀变成均匀腐蚀，因而是有利的。Cu含量控制在0.07％～0.15％。
Zn会降低合金的抗蚀性，因此对Zn含量控制在≤0.08％。
具体实施方式二：下面具体说明本实施方式，本实施方式由下列步骤完成
A、熔炼，熔炼时采用煤气反射炉熔化，然后转入电阻反射炉内按Si占总成 分的重量百分比为≤0.04％、Fe占总成分的重量百分比为0.40％～0.60％、Cu占总 成分的重量百分比为0.07％～0.15％、Mn占总成分的重量百分比为1.10％～1.30％、 Mg占总成分的重量百分比为0.02％～0.05％、Zn占总成分的重量百分比为≤0.08％、 Ti占总成分的重量百分比为0.02％～0.03％、剩余部分为Al和杂质的成分要求调整 化学成分，同时加Al-Ti-B丝细化剂细化晶粒，并进行精炼、除气、扒渣后将熔体 转入静置炉静置；
B、铸造，静置后，采用陶瓷过滤的方法进行熔体净化处理，从而提高熔体 重量，同时控制铸造温度，并在线加Al-Ti-B丝细化剂，防止出现粗大晶粒；
C、均匀化，铸造出的铸锭进行均匀化退火消除铸锭的化学成分不均和组织 不均，为最终产品的性能异向性提供保证；
D、铣面，热轧前对铸锭进行铣面处理，消除铸造过程中产生的冷隔、偏析 瘤等缺陷，保证产品的表面质量；
E、热轧，控制热轧加热温度和热轧终了温度，保证热轧毛料的组织，减小 合金在热轧时产生的裂边缺陷，使用美国好富顿公司的乳液，生产前对乳液的浓 度、憎水粘度、酸值、乳粒尺寸、金属离子含量等参数进行合理调整保证热轧过 程中轧辊和轧件之间处于理想的边界润滑条件，以得到良好的热轧表面质量，避 免热轧粘伤、啃辊等不良现象的发生；
F、冷轧，通过自动控制系统的合理运用，严格控制冷轧厚度精度和冷轧板 形，冷轧轧制油采用DF100低硫低芳烃基础油并添加12醇，对轧制油的粘度、馏 程、酸值、皂化值、机油含量等各项参数进行严格控制，保证冷轧过程的良好润 滑，以得到理想的冷轧表面重量，成品道次采用0.16μm～0.32μm工作辊进行轧制， 保证成品表面粗糙度指标合格；
G、精整，完成。
具体实施方式三：下面具体说明本实施方式，本实施方式在步骤F中插入退 火过程，其它步骤同具体实施方式二。
具体实施方式四：下面具体说明本实施方式，本实施方式步骤A的熔炼温 度为700℃～740℃，其它步骤同具体实施方式三。熔铸工序通过对熔炼温度以 及精炼、除气、除渣、过滤等过程的严格控制，氢含量严格控制在0.15ml/100g 以内，有效减少了疏松、气孔、金属或非金属夹渣等铸锭质量缺陷，铸锭质量 达到了预期的指标，满足了深冲制品对材料的严格要求。
具体实施方式五：下面具体说明本实施方式，本实施方式步骤C的均火温 度为610℃～630℃，其它步骤同具体实施方式四。合金中的主要合金化元素是 Mn，在半连续铸造过程中，由于冷却速度很快，而锰原子的扩散系数较小，大 部分锰以过饱和固溶体的形式存在于基体中，一部分以MnAl6化合物的形式与 基体在晶界形成连续网状的共晶体，另有少量的以粗大硬脆的初晶存在。未经 热处理的块状初晶在热轧加工阶段由于受很大轧制压力的作用能够被充分破 碎，沿变形方向呈条状分布。虽然在尺寸上有所减小，但少量MnAl6化合物质 点其棱角部位变得更加尖锐，冷加工与成品退火几乎不能改变这种形貌，使之 永远保留在材料的内部组织中。在制品深冲变形过程中，材料受外应力的作用 容易在尖锐部位萌生微细裂纹，而且合金在非平衡结晶条件下极易发生晶内偏 析，使Mn含量外高内低，使退火后的再结晶晶粒大小不一致，大大降低了晶 界结合强度。合金铸锭在550℃均匀化处理后，经高倍显微检测发现，MnAl6 相发生了部分溶解，尖锐的棱角变得圆滑。当均匀化温度超过635℃时，伴随 着第二项的复熔以及初晶的聚集长大，基体中的Mn元素的分布重新变得不均 匀，故将合金的均匀化温度定为610℃～630℃。
具体实施方式六：下面具体说明本实施方式，本实施方式步骤E的热轧加 热温度为480℃～520℃，热轧终了温度≥380℃，其它步骤同具体实施方式五。 热轧加热温度在480℃～520℃范围内时合金的塑性满足热轧要求，并能保证热 轧终了温度在380℃以上。通过偏光组织观察，组织形态稳定(热轧坯料与轧 辊接触的表面组织大部分为细小的再结晶组织，芯部由于变形量小，为少量的 再结晶组织，晶粒比较粗大)，且热轧坯料边部裂边倾向小，对后续的加工无 不良影响。当热轧终了温度低于360℃，热轧表面组织含有变形组织，且随着 温度的降低，变形组织含量增加，同时热轧后的裂边缺陷加重，因此热轧终了 温度应控制在380℃以上是必要的。
具体实施方式七：下面具体说明本实施方式，本实施方式步骤F的轧辊表 面粗糙度为0.16μm～0.32μm，其它步骤同具体实施方式六。轧辊表面粗糙度为 0.16μm～0.32μm时，在良好的润滑条件下，经检测，可以保证轧件表面粗糙控 制在0.20μm～0.35μm。
具体实施方式八：下面具体说明本实施方式，本实施方式步骤F的坯料厚度 9.0mm，其它步骤同具体实施方式七。
具体实施方式九：下面具体说明本实施方式，本实施方式步骤F的冷轧轧制 油采用DF100低硫低芳烃基础油并添加重量百分比为5％～8％的12醇，其它步骤 同具体实施方式八。
冷轧过程中，轧制油采用DF100低硫低芳烃基础油并添加重量百分比为 5％～8％的12醇，可以保证变形区内轧辊和轧件之间处于边界润滑条件，从而 得到良好的冷轧表面质量，同时保证产品退火后表面无油斑等不良缺陷。
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