铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法技术

本发明专利技术涉及一种铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法，属于铝加工领域。该方法的步骤为：配料‑熔炼‑除气除渣‑静置‑在线除气过滤‑铸造；铸造合金成分是根据8021铝合金的化学成分冶炼铝合金熔体，然后除气除渣后，在线监测氢含量合格后，铸造成金属板锭。本发明专利技术采用铸造法生产的锂电池用8021铝合金，该铸造方法简单方便，通过该方法制得8021铝合金具有良好冶金性能、热加工组织性能及高强度高韧性。

Production of 8021 aluminum alloy for lithium battery by casting

【技术实现步骤摘要】
铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法
本专利技术属于铝材加工领域，具体涉及一种铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法。
技术介绍
铝合金是锂电池的关键材料之一，8021锂电池用铝合金具有塑性高、耐蚀性好、导电性和导热性好，良好的成形性以及一定的强度等特点，被广泛应用在电子行业中。但现有的锂电池用8021铝合金及其制作方法具有以下问题：现有铝塑膜用软包箔坯料制作工艺复杂、冷冲压成型性差、耐穿刺性和稳定性差，导致其成品性能不佳，易开裂、刺穿；因此亟需提供一种耐折、耐冲压、密封性好的锂电池用8021铝合金及其制备方法。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种铸造法生产锂电池用8021铝合金及其制备方法，通过该方法可制得铝合金具有高的屈服强度、高断裂韧度以及高的抗应力腐蚀能力。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种锂电池用8021铝合金，所述铝合金中各元素的质量百分比如下：Fe＝1.5～2.0％，Si＜0.25％，Cu＜0.1％，Mn＜0.1％，Mg＜0.05％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti＜0.05％，其余为Al。本专利技术还提供铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法，包括以下步骤：在熔炼炉中加入铝锭进行熔炼，铝水化平后按成分比例加入权利要求1所述的其他元素，搅拌熔炼后进行精炼；精炼后扒除表面浮渣；继续熔炼并进行颗粒精炼，再进行熔炼，倒炉前再次颗粒精炼；将铝液导入静置炉中再进行精炼；精炼完成后静置，除去浮渣，将经过静置炉精炼后的铝液进行在线除气过滤后进行铸造。进一步的，所述方法包括：在熔炼炉按权利要求1所述成分加入原料，原料在900～920℃炉温条件下进行熔炼，熔炼3～5小时后铝水化平且铝液温度达到680～710℃时，进行打渣精炼，精炼后扒除表面浮渣；再熔炼1～2小时，铝液温度达到720～730℃后进行颗粒精炼，颗粒精炼完成后继续熔炼0.5～1小时，倒炉前再次颗粒精炼，即完成熔炼炉内的熔炼操作；将铝液导入静置炉中再进行精炼，精炼完成后静置12～16min，扒去浮渣，即完成静置炉内的熔炼，静置炉精炼频次为3～3.5小时/次；静置炉内熔炼过程中炉内的温度为730～745℃。进一步的，所述铸造包括以下步骤：铝液经静置炉进入在线除气装置，石墨转子通氩气，除气流量为25～40L/min，转子转速为380～450rpm，除气箱内通氮气保护；在线除气除渣后导入二级过滤箱，过滤箱使用40ppi+60ppi过滤板过滤，除去铝熔体内的夹杂物；过滤后的铝水通过流槽导入前箱，流槽全程覆盖，铝水到达前箱时温度为690～710℃；最终铸造成规格为360*400*5600mm的铝合金板锭。进一步的，倒炉前升温至730～750℃。进一步的，在前溜槽位置检测铝熔体氢含量及渣含量，氢含量控制在0.12mL/(100g*Al)以下。进一步的，氮气压力为0.3～0.4Mpa。进一步的，除气箱入口加入AL-Ti-B晶粒细化剂。进一步的，铸造过程的冷却水流量为55～60m3/h。进一步的，铸造速度为45～55mm/min。有益效果：本专利技术的铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法简单方便，通过该方法制得的铝合金具有高的屈服强度、高断裂韧度以及高的抗应力腐蚀能力，具有良好的热加工性，可应用于锂电池及医疗用品包装等高端领域，市场前景广阔。本专利技术在8021锂电池铝合金制备过程中，通过使用AL-Ti-C晶粒细化剂、高速铸造及大冷却水流量等铸造工艺的控制，有效消除了铸板坯成分偏析，化学成分均匀，板坯晶粒度1级，最终使铝合金产品的塑性得到很好的提升。本专利技术方法的步骤为：配料-熔炼-除气除渣-静置-在线除气过滤-铸造；铸造合金成分是根据8021铝合金的化学成分冶炼铝合金熔体，然后除气除渣后，在线监测氢含量合格后，铸造成金属板锭。本专利技术采用铸造法生产的锂电池用8021铝合金，该铸造方法简单方便，通过该方法制得8021铝合金具有良好冶金性能、热加工组织性能及高强度高韧性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。实施例1一种锂电池用8021铝合金，所述铝合金中各元素的质量百分比如下：Fe＝1.68％，Si0.21％，Cu0.05％，Mn0.05％，Mg0.01％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti0.042％，其余为Al。上述锂电池用8021铝合金的制备方法，包括以下步骤：在熔炼炉中按上述成分进行配料计算，共价入的铝锭及中间合金总量为25t，所有原料在900℃炉温条件下进行熔炼，熔炼4.5小时后铝水化平且铝液温度达到692℃时，进行打渣精炼，精炼后扒除表面浮渣；再熔炼1.8小时即铝液温度达到724℃后进行第1次颗粒精炼，精炼完成后继续熔炼0.8小时，升温至743℃，倒炉前再进行最后一次颗粒精炼，即完成熔炼炉内的熔炼操作；将铝液导入静置炉中再进行20min颗粒精炼，精炼完成后静置14min，除去浮渣，即完成静置炉内的熔炼，且静置炉精炼频次为3小时/次；静置炉内熔炼过程中炉内的温度为733～737℃。进一步的，所述铸造工序包括以下步骤：铝液经静置炉进入在线除气装置，石墨转子通氩气，除气流量为28L/min，转子转速为410rpm，除气箱内通氮气保护氮气压力为0.3Mpa，在除气箱入口加入AL-Ti-C晶粒细化剂，且除气箱入口温度为723℃；在线除气除渣后导入二级过滤箱，过滤箱使用40ppi+60ppi过滤板过滤，除去铝熔体内的夹杂物；过滤后的铝水通过流槽导入结晶器，铝水到达结晶器时温度为698℃。将上述处理过的铝水进行铸造，即完成本专利技术铝合金的铸造；其中，上述铸造过程的冷却水流量为58.2m3/h。铸造速度为48mm/min。最终所得8021软包箔材料成品的抗拉强度为123Mpa，延伸率达到22％，杯凸值为7.5mm，针孔率0个/m2。实施例2一种锂电池用8021铝合金，所述铝合金中各元素的质量百分比如下：Fe＝1.75％，Si0.23％，Cu0.04％，Mn0.03％，Mg0.01％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti0.042％，其余为Al。上述锂电池用8021铝合金的制备方法，包括以下步骤：在熔炼炉中按上述成分进行配料计算，共价入的铝锭及中间合金总量为24.3t，所有原料在900℃炉温条件下进行熔炼，熔炼4.2小时后铝水化平且铝液温度达到695℃时，进行打渣精炼，精炼后扒除表面浮渣；再熔炼1.5小时即铝液温度达到728℃后进行第1次颗粒精炼，精炼完成后继续熔炼0.5小时，升温至744℃，倒炉前再进行最后一次颗粒精炼，即完成熔炼炉内的熔炼操作；将铝液导入静置炉中再进行20min颗粒精炼，精炼完成后静置12min，除去浮渣，即完成静置炉内的熔炼，且静置炉精炼频次为3.2小时/次；静置炉内熔炼过程中炉内的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池用8021铝合金，其特征在于，所述铝合金中各元素的质量百分比如下：Fe＝1.5～2.0％，Si＜0.25％，Cu＜0.15％，Mn＜0.1％，Mg＜0.05％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti＜0.05％，其余为Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用8021铝合金，其特征在于，所述铝合金中各元素的质量百分比如下：Fe＝1.5～2.0％，Si＜0.25％，Cu＜0.15％，Mn＜0.1％，Mg＜0.05％，Cr＜0.05％，Zn＜0.05％，Ti＜0.05％，其余为Al。


2.根据权利要求1所述的铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在熔炼炉中加入铝锭进行熔炼，铝水化平后按成分比例加入权利要求1所述的其他元素，搅拌熔炼后进行精炼；精炼后扒除表面浮渣；继续熔炼并进行颗粒精炼，再进行熔炼，倒炉前再次颗粒精炼；将铝液导入静置炉中再进行精炼；精炼完成后静置，除去浮渣，将经过静置炉精炼后的铝液进行在线除气过滤后进行铸造。


3.根据权利要求2所述的铸造法生产锂电池用8021铝合金的方法，其特征在于，所述方法包括：
在熔炼炉按权利要求1所述成分加入原料，原料在900～920℃炉温条件下进行熔炼，熔炼3～5小时后铝水化平且铝液温度达到680～710℃时，进行打渣精炼，精炼后扒除表面浮渣；再熔炼1～2小时，铝液温度达到720～730℃后进行颗粒精炼，颗粒精炼完成后继续熔炼0.5～1小时，倒炉前再次颗粒精炼，即完成熔炼炉内的熔炼操作；
将铝液导入静置炉中再进行精炼，精炼完成后静置12～16min，扒去浮渣，即完成静置炉内的熔炼，静置炉精炼频次为3～3.5小时/次；静置炉内熔炼过程中炉内的温度为730～745℃。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：左源，符豪，于海泳，黄寿志，陈建华，王雪云，王毓伟，杨浩，
申请(专利权)人：江苏鼎胜新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32