手机电池壳用铝合金带材及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及合金带材及其制造方法。
背景技术
随着通讯传媒产业的飞速发展，手机的体积逐渐减小，而功能不断增多，导致电池用电量越来越大，使用时间越来越短，为了提高电池壳的容量、增大续航时间，采用减薄壳体壁厚、提高壳体材料的强度和硬度是最佳途径。现有的应用于手机电池壳用的3003-H14铝合金带材，室温下其抗拉强度为150MPa、断后伸长率为3％～8％，制耳率4％～5％，材料减薄后难以满足手机电池壳的非对称盒式大比例变薄拉伸冲制成型要求；现有的制造方法制备的合金晶粒粗大且组织不均匀。
【发明内容】
本发明是为了解决现有的应用于手机电池壳用的3003-H14铝合金带材抗拉强度低、断后伸长率高、制耳率高，材料减薄后，难以满足手机电池壳的非对称盒式大比例变薄拉伸冲制成型要求，现有的制造方法制备的合金晶粒粗大且组织不均匀的问题，而提供手机电池壳用铝合金带材及其制造方法。
本发明的手机电池壳用铝合金带材按质量百分比由0.1％～0.4％的Si、0.4％～0.6％的Fe、0.07～0.15％的Cu、1.10％～1.3％的Mn、0.2％～0.5％的Mg、0.01％～0.08％的Zn、0.02％～0.03％的Ti和96.94％～98.10％的Al制成。
手机电池壳用铝合金带材的制造方法按以下步骤进行：一、按铝合金带材中元素的质量百分比Si：0.1％～0.4％、Fe：0.4％～0.6％、Cu：0.07％～0.15％、Mn：1.1％～1.3％、Mg：0.2％～0.5％、Zn：0.01％～0.08％、Ti：0.02％～0.03％和Al：96.94％～98.10％分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝锌中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在700℃～740℃条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置15min～30min，得到熔炼好的铝合金熔液；二、将经步骤一得到的铝合金熔液经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；三、将经步骤二制得的铝合金铸锭放置在均火炉中，经11h将铝合金铸锭加热至610℃～630℃并保温7h，进行均匀化退火处理；四、将经步骤三处理的铝合金铸锭利用热轧机上热轧成带材半成品；五、将经步骤四制得的带材半成品利用冷轧机冷轧成带材成品。
所述的步骤一中的除气、扒渣和铸造方法均为常规技术。
所述步骤四中的热轧方法是：先将铝合金铸锭加热到480℃～520℃后，利用热轧机进行开坯轧制，轧制过程中的温度控制在380℃～520℃，当铝合金铸锭的厚度为7mm～9mm时进行卷曲，得到带材半成品。
所述的步骤五中的冷轧机为市售的四辊冷轧机，其轧辊表面粗糙度Ra为0.16μm～0.32μm。
所述的步骤五中的冷轧方法是：先将带材半成品在每道次加工率为38～42％的条件下冷轧成厚度为1.2mm的带材，然后将带材经11h加热至420℃～430℃并保温1h进行中间退火，最后将经中间退火处理并降至室温的带材一次冷轧成带材成品。
所述的铝合金带材中单一杂质的允许范围为≤0.03％，全部杂质的范围为≤0.15％，此范围内的杂质对铝合金带材的性能没有影响。
本发明的铝合金带材抗拉强度为190MPa～210MPa、断后伸长率为2.0％～4.0％、制耳率3％～4％，能满足手机电池壳的非对称盒式大比例变薄拉伸冲制成型要求。本发明的手机电池壳用铝合金带材的制备方法通过严格控制合金中各元素的百分比，并经均匀化处理，使铝合金带材成品晶粒组织均匀、不存在粗大且不均匀的第二相粒子，使铝合金的强度、塑性和深冲性能增强。
【附图说明】
图1是具体实施方式十三制造的手机电池壳用铝合金带材的200倍组织显微图。
【具体实施方式】
具体实施方式一：本实施方式的手机电池壳用铝合金带材按质量百分比由0.1％～0.4％的Si、0.4％～0.6％的Fe、0.07％～0.15％的Cu、1.10％～1.30％的Mn、0.2％～0.5％的Mg、0.01％～0.08％的Zn、0.02％～0.03％地Ti和96.94％～98.10％的Al制成。
本实施方式的手机电池壳用铝合金带材的抗拉强度为190MPa～210MPa、断后伸长率2.0％～4.0％、制耳率3％～4％，能满足手机电池壳的非对称盒式大比例变薄拉伸冲制成型要求。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：手机电池壳用铝合金带材按质量百分比由0.2％～0.3％的Si、0.45％～0.55％的Fe、0.09％～0.14％的Cu、1.15％～1.25％的Mn、0.25％～0.45％的Mg、0.02％～0.07％的Zn、0.022％～0.028％的Ti和97.212％～97.818％的Al制成。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：手机电池壳用铝合金带材按质量百分比由0.25％的Si、0.50％的Fe、0.12％的Cu、1.20％的Mn、0.35％的Mg、0.05％的Zn、0.025％的Ti和97.505％的Al制成。
本实施方式的手机电池壳用铝合金带材的抗拉强度为200MPa、断后伸长率2.3％、制耳率3.1％，能满足手机电池壳的非对称盒式大比例变薄拉伸冲制成型要求。
具体实施方式四：本实施方式的铝合金带材的制造方法按以下步骤进行：一、按铝合金带材中元素的质量百分比Si：0.1％～0.4％、Fe：0.4％～0.6％、Cu：0.07％～0.15％、Mn：1.1％～1.3％、Mg：0.2％～0.5％、Zn：0.01％～0.08％、Ti：0.02％～0.03％和Al：96.94％～98.10％分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝锌中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在700℃～740℃条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置15min～30min，得到熔炼好的铝合金熔液；二、将经步骤一得到的铝合金熔液经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；三、将经步骤二制得的铝合金铸锭放置在均火炉中，经11h将铝合金铸锭加热至610℃～630℃并保温7h，进行均匀化退火处理；四、将经步骤三处理的铝合金铸锭利用热轧机上热轧成带材半成品；五、将经步骤四制得的带材半成品利用冷轧机冷轧成带材成品。
本实施方式的制造方法得到的手机电池壳用铝合金带材的晶粒组织均匀、不存在粗大且不均匀的第二相粒子，使铝合金的强度、硬度和深冲性能增强。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：步骤一中按铝合金带材中元素的质量百分比Si：0.2％～0.3％、Fe：0.45％～0.55％、Cu：0.09％～0.14％、Mn：1.15％～1.25％、Mg：0.3％～0.4％、Zn：0.02％～0.07％、Ti：0.022％～0.028％和Al：97.262％～97.768％分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝锌中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是：步骤一中按铝合金带材中元素的质量百分比Si：0.25％、Fe：0.50％、Cu：0.12％、Mn：1.20％、Mg：0.35％、Zn：0.06％、Ti：0.025％和Al：97.495％分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝锌中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭。其它与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六不同的是：步骤一中的煤气反射炉的温度为710℃～735℃。其它与具体实施方式四至六相同。
本实施方式中的煤气反射炉和电阻反射炉为市售设备。
本实施方式中所述的步骤一中的熔炼、除气、扒渣和铸造方法均为常规技术。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至七不同的是：步骤四中的所述的热轧方法是：先将铝合金铸锭加热到480℃～520℃后，利用热轧机进行开坯轧制，轧制过程中的温度控制在380℃～520℃，当铝合金铸锭的厚度为7mm～9mm时进行卷曲，得到带材半成品。其它与具体实施方式四至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四至八不同的是：步骤四中的所述的热轧方法是：先将铝合金铸锭加热到500℃后，利用热轧机上进行开坯轧制，轧制过程中的温度控制在420℃～500℃。其它与具体实施方式四至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四至九不同的是：步骤五中的冷轧机为市售的四辊冷轧机，其轧辊表面粗糙度Ra为0.16μm～0.32μm。其它与具体实施方式四至九相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式四至十不同的是：步骤五中所述的冷轧方法是：先将带材半成品在每道次加工率为38％～42％的条件下冷轧成厚度为1.2mm的带材，然后将带材经11h加热至420℃～430℃并保温1h进行中间退火，最后将经中间退火处理并降至室温的带材一次冷轧成板材成品。其它与具体实施方式四至十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式四至十一不同的是：步骤五中所述的冷轧方法是中带材进行中间退火的温度为420℃。其它与具体实施方式四至十一相同。
具体实施方式十三：(参见图1)本实施方式的手机电池壳用铝合金带材的制造方法按以下步骤进行：一、按铝合金带材中元素的质量百分比Si：0.3％、Fe：0.5％、Cu：0.10％、Mn：1.3％、Mg：0.2％、Zn：0.05％、Ti：0.03％和Al：97.52％分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝锌中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在740℃条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝熔液转入电阻反射炉内，经除气、扒渣后转入静置炉，静置20min；二、将经步骤一得到的铝合金熔液经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；三、将经步骤二制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，加热11h使铝合金铸锭升温至620℃并保温7h，进行均匀化退火处理；四、将经步骤三处理的铝合金铸锭加热到510℃后，利用热轧机进行开坯轧制，轧制过程中的温度控制在400℃～510℃，当铝合金铸锭的厚度为7mm～9mm时进行卷曲，得到带材半成品；五、将经步骤四得到的带材经11h加热至425℃并保温1h进行中间退火，最后将经中间退火处理并降至室温的带材一次冷轧成带材成品。
本实施方式所得的手机电池壳用铝合金带材的晶粒组织均匀、不存在粗大且不均匀的第二相粒子，其抗拉强度为208MPa、断后伸长率3.5％、制耳率3.2％，能满足手机电池壳的非对称盒式大比例变薄拉伸冲制成型要求。