热处理工艺参数对6101铝板带力学性能与电导率的影响
2021-07-15阙石生黄瑞银李学云郑宏智张希园
铝加工 2021年3期
阙石生,黄瑞银,李学云,郑宏智,张希园
(中铝瑞闽股份有限公司,福州 350015)
0 前言
铜和铝是两种最主要的导电金属材料。铜面临着资源匮乏及价格高等不利因素,铝作为地球上最丰富的有色金属,具有质量轻、耐腐蚀、成形性好、成本低等优点,已逐渐在电力导线、储能电站、新能源汽车等领域得以应用,且大有以铝代铜的趋势[1]。
6101铝合金是一种低合金化Al-Mg-Si系热处理可强化合金,具有中等强度、良好的导电性及成形性,成为近些年来在导电材料的研究热门对象[2-4]。特别是随着新能源电动汽车及快充技术的快速发展,6101铝板越来越被特斯拉等电动汽车企业广泛地采用,不仅要求其具有较高的强度、优异的导电率,还对合金的折弯加工等性能提出了较高要求[5]。铝合金的强度与导电性能、折弯性能不易兼得,故而在确保电导率的前提下不降低过多的材料性能已成为材料生产工艺控制的难点和重点[7]。一般要求材料的抗拉强度达185~225 MPa,屈服强度150~210 MPa,电导率≥56%IACS,90°折弯半径为厚度的1倍。目前主要从以下两方面进行控制[2-6]:(1)低合金及微合金化:采用低Fe、Cu、Zn等杂质高纯铝水,降低Cr、Mn、Ti、V等影响电导率有害元素的含量,适量增加B元素,促使与Cr、Ti、V等形成硼化物在晶界析出聚集,或添加稀土元素形成弥散的析出强化相;(2)时效工艺优化:通过单级或双极时效工艺开发,促进Mg2Si强化相的析出,减少晶格畸变及对导电电子的散射。但这些控制措施在一定程度上面临着增加成本、牺牲强度、忽略了后续折弯加工要求等问题。……
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