一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺，包括：S1、按照6101铝合金化学组成配料、熔炼、精炼、过滤、水平连铸得到盘圆杆坯；S2、采用拉拔扒皮的方法以去除铝合金盘圆杆坯表层的铸造缺陷，扒皮深度为0.2

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺


[0001]本专利技术属于金属塑性加工
，具体涉及一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的快速发展，轻量化与降低制造成本已成为新能源汽车生产企业共同的目标，这也为配套的车辆用电缆带来新机遇。电动车因为电池续航问题，成为束缚其发展的技术壁垒，而若采用铝合金芯电缆，则能大大减少车辆自重，有助于提高续航里程，新能源车辆用铝合金芯电缆，能适用于各类车辆的电气系统连接，特别适合用于汽车内电池及电机的高压连接。
[0003]铜导体的密度是铝导体的3.3倍。但是铝的导电率只有铜的61％，即在传输电流相同的情况下，铝导体的截面必须要比铜导体大约66％。所以，从导体重量方面来说，要使两种导体具有相同的载流量，所需铜导体的重量大约是铝导体的2倍。另外，铜的重量单价是铝的3.5倍。因此，等效铜导体的成本是铝导体的7倍。由此可看出，从有效利用能量来说，轻量化铝合金导体是极为有效的，既降低新能源汽车的重量又降低成本，这种优势在新能源汽车领域是可以预见的。
[0004]6101铝
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镁
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硅系合金具有中等强度、并具有良好的弯曲成形性能与导电性能，被广泛用作高性能的铝合金导体材料。如电力电工用6101铝合金挤压导电母排已广泛应用于电力供电设备(如配电柜等)，以替代铜排。但是在不同的应用领域，对铝合金导体的性能要求还是有很大差异。参见表1，为610l现行铝合金挤压母排常用状态及对应的性能要求(B/T32184
‑
2015高电导率铝合金挤压扁棒及板)。
[0005]表1 6101铝合金挤压扁棒及板性能标准
[0006][0007]目前，6101铝合金导电母排采用半连续铸造
‑
热挤压工艺生产(见图2)，其主要工艺流程为：半连续铸造
→
均匀化处理
→
加热
→
热挤压
→
风冷(即在线固溶或离线固溶)
→
自动牵引
→
锯切
→
拉伸矫直
→
热处理(时效处理)。这种工艺方法的最大技术问题是：长度有限(通常定尺为6米)且产品组织和性能沿长度方向存在着差异(该工艺生产的产品长度或重量受到挤压锭重量和挤压比的限制，通常难以做到单根超过50米长。另外，常规挤压由于挤压锭与挤压筒之间的较大摩擦作用，造成严重的不均匀变形，且随着挤压过程的进行，摩擦长度减小，造成挤压力逐渐减小，而摩擦和变形产生的热量又使随后挤压温度不断升高，
这些都造成了产品组织和性能沿长度方向不均匀)，这将严重地影响到最终导电排的强度与沿长度方向导电性能的均匀性。此外，铸锭生产过程中由于冷却的原因，造成铸锭晶粒组织粗大且存在内外差别(凝固偏析等)较大、更加明显的铸造缺陷如夹渣、缩松、气孔等，这些现象的产生一定程度降低了挤压材的强度与导电性能。图2所示现有工艺需要采用锯切去掉边材，不利于提高成材率。
[0008]不同于电力供电设备所用的610l铝合金挤压母排，现代汽车零部件制造越来越朝着规模化、高智能化和流水线标准化方向发展。作为新能源汽车供电导体材料，除了力学与导电性能要求更加提高外，还要求更高的尺寸精度和表面质量来满足包覆和浸涂绝缘材料的要求。因此，新能源汽车领域急需要开发生产大卷重(单卷重不小于300Kg)的高品质供电用铝合金导体材料和生产工艺，以降低车辆自重，缓解车辆续航差的问题；另一方面，可以部分解决传统的电力电工材料中过渡依赖铜资源的状况，降低车辆制造成本。

技术实现思路

[0009](一)要解决的技术问题
[0010]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺，可生产得到力学和导电性能协同提高和均匀一致的产品，用于新能源汽车导体材料以降低车辆自重，缓解车辆续航差的问题，并部分解决传统的电力电工材料过渡依赖铜资源的状况，降低车辆制造成本。
[0011](二)技术方案
[0012]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0013]第一方面，本专利技术提供一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺，包括如下步骤：
[0014]S1、水平连铸得到铝合金盘圆杆坯：
[0015]按照6101铝合金化学组成配料、熔炼、精炼、过滤、水平连铸，得到铝合金盘圆杆坯；
[0016]S2、拉拔扒皮：
[0017]采用拉拔扒皮的方法，以去除铝合金盘圆杆坯表层的铸造缺陷，其扒皮深度为0.2
‑
0.5mm；
[0018]S3、低温直冷连续挤压：
[0019]控制挤压轮槽温度在280
‑
350℃，将冷却水引到挤压模具出口端面，对模具及挤压产品进行直接冷却；
[0020]S4、张力牵引、收排成卷；
[0021]S5、低温长时间退火：
[0022]将收排成卷的初产品在200
‑
280℃下退火保温8
‑
16h。
[0023]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，铝合金盘圆杆坯的直径为16.2mm
‑
16.7mm，优选为16.5mm。
[0024]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，水平连铸的铸造温度690
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700℃，水平连铸速度600
‑
700mm/min。温度和速度太高铸造不成型，温度太低或速度太快容易产生断裂。
[0025]优选地，水平连铸冷却速度为280
‑
350℃/s，更优选为300
‑
350℃/s。
[0026]根据本专利技术的较佳实施例，S3中，控制挤压轮槽温度在300
‑
320℃。
[0027]本专利技术采用中温挤压，若挤压温度过高会产生动态再结晶，降低产品强度和表面质量；而若挤压温度过低会造成连续挤压困难，挤压不出来。根据本专利技术的较佳实施例，S4中，将经低温直冷连续挤压的产品通过挤压生产线上的双收排线机成卷。收卷时采用带张力牵引以确保收排线整齐和产品尺寸稳定。
[0028]根据本专利技术的较佳实施例，S5中，低温长时间退火的条件为：220
‑
260℃下退火保温10
‑
16h。
[0029](三)有益效果
[0030]本专利技术的工艺，主要是通过水平连铸获得具有极高固溶度的细晶铝合金盘圆杆，然后通过拉拔扒皮去除杆坯表层的铸造缺陷，减少其对挤压合金产品导电性能的不利影响；通过低温直冷连续挤压的处理以形成具有高位错密度的回复纤维状亚结构的挤压组织，同时结合低温长时间退火处理提高合金时效强化、亚晶强化和挤压效应强化(织构)效果，确保力学和导电性能协同提高和均匀一致。此外，低温直冷连续挤压还有利于确保挤压产品尺寸精度和改善其表面质量。本专利技术尤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车供电用高品质6101铝合金卷带材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、水平连铸得到铝合金盘圆杆坯：按照6101铝合金化学组成配料、熔炼、精炼、过滤、水平连铸，得到铝合金盘圆杆坯；S2、拉拔扒皮：采用拉拔扒皮的方法，以去除铝合金盘圆杆坯表层的铸造缺陷，其扒皮深度为0.2
‑
0.5mm；S3、低温直冷连续挤压：控制挤压轮槽温度在280
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350℃，将冷却水引到挤压模具出口端面，对模具及挤压产品进行直接冷却；S4、张力牵引、收排成卷；S5、低温长时间退火：将收排成卷的初产品在200
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280℃下退火保温8
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16h。2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇刚，赵国栋，文勇，胡澍，付前伟，
申请(专利权)人：湖南乾龙新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：