CN101922032A - 覆镍多孔钢带的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多孔覆镍钢带的制备工艺，在多孔钢带基材上先沉积5～10μm厚镍镀层，之后对钢带进行低温除应力处理，最后多孔覆镍钢带置于热处理炉中进行高温晶化处理。采用本工艺所制备的覆镍多孔钢带，因为在晶化处理前经过了低温除应力工序，从而有效提升穿孔钢带镀镍层耐蚀性能与机械性能，改善了电池拉浆性能。

Description

覆镍多孔钢带的制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属带材的制备方法，特别涉及覆镍多孔钢带的制备方法。
背景技术
为了满足镍氢电池的小型化、轻质化以及高性能化，从电池的集流体着手进行改进是一个十分有效的方向。多孔钢带以强度高、韧性好和制作成本低等优点而广泛应用于电池的极板材料。专利“冲孔镀镍钢带”(专利号：CN200420109432.8)中公开了在多孔钢带上进行镀镍的方法，但该专利制得镀镍钢带在厚镀镍层的工艺中，会因为很强的氢应力导致材料的延伸率与抗拉强度不够，难以达到一些电池客户的要求。
发明内容
本发明旨在提供一种机械性能较好、能有效改善作为电池集流体的拉浆性能的覆镍多孔钢带的制备方法。
通过以下方案实现本发明。
采用厚度为0.025～0.08mm、孔径为0.5～1.5mm的多孔钢带作为基材，在其表面沉积厚度为5.0～10.0μm的镍镀层，在沉积镍的工序后，先进行低温预热处理，再进行高温重结晶处理；低温预处理条件为，在保护气氛或真空环境下，温度为300～500℃，处理时间为3～5小时；高温重结晶处理条件为，在保护气氛或真空环境下，温度为600～750℃，处理时间为6～10小时。
为使基材的电沉积效果更好，镀覆金属层与基材层结合更紧密，在所述沉积镍层步骤之前，先对钢带基材进行除油，然后活化。
为适应生产，节约成本，所述保护气氛采用由还原气体氢气和保护气体氮气组成的混合气氛，其中氢气与氮气的体积比为(1～5)∶1。
为获得性能更优良的钢带材料，所述保护气氛中氢气与氮气的体积比优选3∶1。
与现有技术相比，本发明的优点体现于：
1、在材料经过沉积镍的工序后，采用低温预热处理工艺，不仅能有效增强镀层与基体之间的结合力，还能有效地去除材料结构中的氢应力。
2、对经过低温预热处理后的材料进行镀层晶体重结晶处理，使镀层与基体相互渗透与融合，进一步细化了整体镀层的晶粒组织，有效地改善了镀层的耐腐蚀性能，同时提升了材料的机械性能。
附图说明
图1：实施例1与现有工艺制备的覆镍钢带的低应力抗拉力对比图
图2：实施例1与现有工艺制备的覆镍钢带延伸率对比图
图3A：采用本发明制备的覆镍多孔钢带的镀层结晶形态
图3B：采用现有方法制备的覆镍多孔钢带的镀层结晶形态
具体实施方式
实施例1
采用厚度为0.025mm，孔径为1.0mm的多孔钢带作为基材，在经过电化学除油以及酸洗活化后，进入电沉积镍工序，镀镍溶液采用常用的瓦特体系，镀镍层厚度为5μm，对镀镍后的材料进行清洗并烘干后，进入热处理炉中进行低温预热处理，处理条件为：采用氢气∶氮气为3∶1的混合保护气氛，在350℃的条件下保温6小时，得到除应力后的低温预处理覆镍多孔钢带，再将此材料进行高温重结晶热处理，热处理条件为：采用氢气∶氮气为3∶1的混合保护气氛，在600℃的条件下保温10小时，得到覆镍多孔钢带材料。
分别将采用本实施例方法制得的覆镍多孔钢带及现有方法所制备的覆镍多孔钢带进行的检测，镀层厚度、基材规格均相同，其对比检测结果分别如图1、图2所示。从图中可以看出，在相同基体与镀层厚度的条件下，采用本实施例方法所制备的多孔覆镍钢带的抗拉力与延伸率均比现有工艺制备的材料提升15％，因此在制成电池极片后，拉浆开裂不良率低于95％。
为考察出现上述不同性能的原因，将采用上述本实施例制得的覆镍多孔钢带和普通现有方法制得的覆镍多孔钢带分别在电子扫描镜下观察其镀层的结晶形态，如图3A和图3B，对比二图，可看到采用本发明方法制得的覆镍多孔钢带结晶体晶间结构致密，结晶晶粒小且均匀；而现有方法制得的覆多孔钢带镀层结晶晶粒大且不均匀、不致密。
实施例2
采用厚为0.04mm，孔径为1.2mm的多孔钢带作为基材，在经过电化学除油以及酸洗活化后，进入电沉积工序。镀镍溶液采用常用的瓦特体系，镀镍层厚度为6μm，对镀镍后的材料进行清洗并烘干后，进入热处理炉中进行低温预热处理，处理条件为：采用氢气∶氮气为4∶1的混合还原性混合气氛，在400℃的条件下保温5小时，得到除应力后的低温预处理覆镍多孔钢带。再将此材料进行高温重结晶热处理，热处理条件为：采用氢气∶氮气为2∶1的混合还原性混合气氛，在650℃的条件下保温8小时，得到覆镍多孔钢带。
在电子扫描镜下观察其镀层的结晶形态，也可发现有如图3A的结果，镀层致密，结晶晶粒小且均匀。
实施例3
采用厚为0.065mm，孔径为1.3mm的多孔钢带作为基材，在经过电化学除油以及酸洗活化后，进入电沉积工序。镀镍溶液采用常用的瓦特体系，镀镍层厚度为8μm，，对镀镍后的材料进行清洗并烘干后，进入热处理炉中进行低温预热处理，处理条件为：采用氢气∶氮气为1∶1的混合还原性混合气氛，在450℃的条件下保温4小时，得到除应力后的低温预处理覆镍多孔钢带。再将此材料进行高温重结晶热处理，热处理条件为：采用氢气∶氮气为3∶1的混合还原性混合气氛，在700℃的条件下保温7小时，得到覆镍多孔钢带。
在电子扫描镜下观察其镀层的结晶形态，也可发现有如图3A的结果，镀层致密，结晶晶粒小且均匀。
实施例4
采用厚为0.08mm，孔径为1.5mm的多孔钢带作为基材，在经过电化学除油以及酸洗活化后，进入电沉积工序。镀镍溶液采用常用的瓦特体系，镀镍层厚度为10μm，，对镀镍后的材料进行清洗并烘干后，进入热处理炉中进行低温预热处理，处理条件为：在真空炉内，于500℃的条件下保温4小时，得到除应力后的低温预处理覆镍多孔钢带。再将此材料进行高温重结晶热处理，热处理条件为：采用氢气∶氮气为3∶1的混合还原性混合气氛，在750℃的条件下保温6小时，得到最终覆镍多孔钢带。
在电子扫描镜下观察其镀层的结晶形态，也可发现有如图3A的结果，镀层致密，结晶晶粒小且均匀。

Claims (4)

1.一种覆镍多孔钢带的制备方法，采用厚度为0.025～0.08mm、孔径为0.5～1.5mm的多孔钢带作为基材，在其表面沉积厚度为5.0～10.0μm的镍镀层，其特征在于：在沉积镍的工序后，先进行低温预热处理，再进行高温重结晶处理；低温预处理条件为，在保护气氛或真空环境下，温度为300～500℃，处理时间为3～5小时；高温重结晶处理条件为，在保护气氛或真空环境下，温度为600～750℃，处理时间为6～10小时。
2.如权利要求1所述的覆镍多孔钢带的制备方法，其特征在于：在所述沉积镍层步骤之前，先对钢带基材进行除油，然后活化。
3.如权利要求1或2所述的覆镍多孔钢带的制备方法，其特征在于：所述保护气氛是由还原气体氢气和保护气体氮气组成的混合气氛，其中氢气与氮气的体积比为(1～5)∶1。
4.如权利要求3所述的覆镍多孔钢带的制备方法，其特征在于：所述保护气氛中氢气与氮气的体积比优选3∶1。
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