[发明专利]一种手机电池外壳用铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金，特别是涉及一种手机电池外壳用铝合金及其制备方法。

背景技术

铝合金不但具有质量轻、强度高、延展性好等特点，同时兼具抗蚀性强、易加工成型等优良性能。因此，铝合金在航空航天、汽车、轮船以及电子产品等领域得到了广泛的应用，成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料，并且在国防军工现代化、交通工具轻量化和国民经济高速持续发展中占有重要的地位。特别是在当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环境、安全等问题的严峻挑战，因此，加速发展铝工业和铝合金材料加工技术具有重大的战略意义。

手机电池性能除了与电芯性能有影响外，手机电池外壳材料对其也有很大影响，特别是对手机电池壳充放次数即使用寿命有很大影响。因此，改善外壳屏蔽性能、防水、防泄漏以及提高散热性在延长电池使用寿命中占有重要地位。手机电池外壳过去多采用塑料PV或PVC制成，也有的电池壳是用钢板深冲而成的。但是随着科技的发展和技术的进步，人们发现3003铝合金作为铝锰系合金的典型代表，它不但具有良好的抗蚀性能和适宜的强度，同时具有相对其它轻金属材料更高的散热性能，因此，可以把3003作为手机电磁外壳的原材料。3003铝合金不但具有较高的抗拉强度和较轻的比重，同时还具有较强的抗电磁干扰性能和较好的回收再生性能，这是塑料和钢铁不可与之相比的。到目前为止，3003铝合金已成为原装进口电池和国产高级电池最常见的外壳用材料。

3003铝合金在制备成电池外壳时，需经过冲压加工等程序，步骤复杂，过程繁琐。在冲压过程中，铝板的冲截落料和冲杯在同一工位冲机上的同一冲程中完成，因此要求板材具有良好的深冲性以及严格的板厚公差。另外由于手机电池外壳在加工过程中需经多次挤压，材料变形量较大，对材料塑性有较高的要求。普通的3003合金在冲压过程中，在材料顶部容易产生制耳，当制耳严重时，将导致送料轨道不畅，生产连续性会遭到破坏，甚至会损坏设备，另外，切去的制耳部分会导致废铝增加，浪费大量材料。为了进一步促使电池的小型化、轻量化及低成本化，要求电池外壳实现薄壁化。普通3003合金在做成薄壁时，会产生容易变形、耐压性降低、膨胀性增加等问题，同时在加工过程中材料表面易产生粗糙的桔皮现象，影响产品的外观。因此，本发明针对上述问题特点，以3003合金为基础，并对其进行改进，意在提供一种韧性优良，耐冲压性强且废品率低的手机电池外壳用铝合金。

发明内容

本发明的目的在于克服3003铝合金的不足，提供一种组织良好、性能优异且易于加工的手机电池外壳用铝合金及其制备方法。 

一种手机电池外壳用铝合金，其组分及重量百分数为：Mn：1.0-1.5%, Fe：0.7%，Si：0.6%，Cu：0.05-0.20%，Zn：0.1%， Ti：0.006-0.03%， C：0.0004-0.002%， RE：0.002-0.01%，余量为Al。

一种手机电池外壳用铝合金的制备方法，包括如下步骤：

第一步，坩埚加热至600℃，加入预处理且预热的3003铝合金；

第二步，将Al-Ti-C-RE中间合金在200℃预热20-25min；

第三步，将坩埚温度升至750℃，将添加量占3003铝合金总重量0.2%-1.0%的Al-Ti-C-RE中间合金，添加至熔融态3003铝合金中， 并在750℃下保温3-5min，均匀搅拌；

第四步，将坩埚温度降至715℃，静置5-30min；

第五步，用氩气精炼熔液，通气时间约为2.5min，通气后静置5min，然后除去表面的氧化物，浇注到金属模具中。

进一步，所述中间合金Al-Ti-C-RE的化学成分及质量百分数为：Al ：95.8%，Ti： 3%，C： 0.2%，RE： 1%。

进一步，所述第一步中，加入坩埚前3003铝合金先在200℃温度下预热30min。

进一步，所述第五步中，浇注前金属模具内除锈后预热至150℃，在金属模具内腔涂上防氧化易脱模的涂料，再在200℃下预热20min。

进一步，所述防氧化易脱模的涂料用Al(OH)₃、偏硅酸钠和水配制，其配比为：3:1:200。

本发明的有益效果为：

1、细化剂采用Al-Ti-C-RE中间合金代替原有的Al-Ti-B细化剂，避免了合金中Mn元素对原有细化剂中TiB₂粒子的毒化作用。Al-Ti-C-RE不仅对3003铝合金具有很好的细化变质效果，而且成本低、操作简易，不污染环境。