CN1861389A

CN1861389A - 高精度镍复合钢带及其生产工艺

Info

Publication number: CN1861389A
Application number: CNA2006100859877A
Authority: CN
Inventors: 濮德兴
Original assignee: YONGXIN PRECISE STEEL BAND FACTORY WUXI CITY
Current assignee: Yongxin Precision Material (Wuxi) Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: CN100560354C

Abstract

本发明涉及一种高精度镍复合钢带及其生产工艺，具体地说是广泛用于高能充电电池及普通民用电池中的钢壳材料，属于电池钢壳基板材料技术领域。其主要采用冷轧钢带单面或双面分别经酸冼、冷轧、切边、脱脂、热处理、平整、拉矫、电镀镍层，再经扩散退火、平整、分剪为成品。钢带厚度为：0.10～0.50mm，宽度为：100～550mm。镀镍层厚度为：0.5～8μ。本发明制造工艺简单，可降低生产成本，产品的后处理也较简单；采用四辊轧机进行冷轧，经合理的镀镍层工艺，从而达到深拉伸、深冲压成型要求的钢带机械性能，并经拉伸冲压成电池壳后，镍层均匀一致，耐腐蚀性能极高，适合于工业化生产使用，解决了国内外高能电池、汽车、计算机等高性能材料的急需。

Description

高精度镍复合钢带及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种高精度镍复合钢带及其生产工艺。具体地说是广泛用于高能充电电池及普通民用电池中的钢壳材料，属于电池钢壳基板材料技术领域。

背景技术

电池形状可分为圆筒形、平板形及钮扣形等各种异形电池，其中圆筒形在使用中用得最多。圆筒形电池又可分为高能充电电池及普通民用电池。制造这些电池都需要最基本的材料：电池壳。电池壳是由镀镍钢带制造而成。电池壳的加工过程通常是先用深冲钢板拉伸冲压成钢壳，然后在钢壳上电镀一层镍，这种方法的缺点是镍层不均匀，圆筒内底部很难镀上足够的镍层，而且这种镍层较为疏松，耐腐蚀性能低，严重影响电池的使用性能。例如高能电池用钢壳底脚部位和焊口部位无法镀镍而露铁造成自放电或无法充电而报废。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种低碳钢热轧钢带为原料，采用四辊轧机进行冷轧，探寻最佳的轧制、脱脂、电镀镍、热处理、平整等工艺，从而达到深拉伸、深冲压成型要求的钢带机械性能；经拉伸冲压成电池壳后，镍层均匀一致，耐腐蚀性能极高的高精度镍复合钢带及其生产工艺。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明采用冷轧钢带由内向外盘卷成卷状结构的卷料，特征是在连续生产线上将冷轧钢带单面或双面分别电镀镍，钢带厚度为：0.10～0.50mm，宽度为：100～550mm。镀镍层厚度为：0.5～8μ。(两面镍层可以等厚，也可以不同厚度)

本发明主要采用以下工艺步骤：

1、先对热轧钢带卷原料厚度为1.8～3.2mm进行酸洗处理，并对酸液进行加热，加热温度为：70℃～80℃左右，酸洗速度为：10～20米/分钟；

2、将上述酸洗处理过的钢带采用四辊轧机进行轧程，润滑冷却剂用乳化液，经9～11道次冷轧，厚度为：0.15～0.50mm；四辊轧机速度为：200～400米/分钟；

3、对上述冷轧钢带进行切边、脱脂、松卷处理，脱脂速度：70～80米/分钟；

4、将脱脂处理过的冷轧钢带进行热处理，采用氮氢保护气体25％N2+75％H2，使钢带表面不被氧化，用氮气及抽真空进行洗炉，将炉内空气完全排尽，然后以每小时45～55℃的速度升温，升到400～500℃时，保温3～5小时，然后继续升到580～690℃，保温11～16小时后断电降温至520～580℃揭加热罩，风冷至320～380℃，水冷至70～80℃出炉；

5、经热处理后的冷轧钢带进行平整，平整辊采用(毛化辊)，粗糙度为：0.6～0.8μm，凸度为：0.05～0.07mm，经平整后再经拉伸弯曲矫直，在拉矫中张力为：280～320Mpa，速度为：80～100米/分钟；

6、经拉伸矫直后进行电镀镍：

(1)、化学除油：将经拉伸矫直后的钢带进行化学除油，并进行喷淋冲洗；取除油粉为：60～70克/升配制成除油粉溶液，并对除油粉溶液加热，温度为：70～85℃；除油速度为：80～100米/分钟；

(2)、电解脱脂：经喷淋冲洗过的钢带进行电解脱脂，并进行刷洗；电解脱脂溶液用氢氧化钠、水配制，氢氧化钠为：2～4重量％，其余为水；并对电解溶液加热，温度为：70～85℃；电流：3000A；电解脱脂速度为：80～100米/分钟；

(3)、酸洗：经电解脱脂、刷洗过的钢带进行酸洗和刷洗。酸洗溶液用盐酸、水配制，盐酸为：3～9重量％，其余为水；酸洗速度为：80～100米/分钟；工作温度室温即可，不须加热；

(4)、经酸洗、刷洗过的钢带进行电镀镍，镀镍层电镀液的配方组成：以克/升计为：氨基磺酸镍为：300～450、氯化钠为：20～25、硼酸为：25～32，PH：4～5.5；电镀液温度为：40～55℃，电流密度为：5～25安培/分米2；镀镍层厚度为：0.5～8μ；

(5)、经电镀镍后进行喷淋冲洗；

(6)、钢带经喷淋冲洗后进行烘干处理，烘干温度为：120～140℃；经烘干后的镀镍钢带进行静电涂油，涂油量为2～6mg/m2；

7、钢带经镀镍层后进入扩散退火处理，扩散退火处理使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，然后以每小时45～55℃的速度升温，升至590～610℃时，保温10～12小时后断电，冷却至520～580℃吊加热罩，随炉冷却至320～380℃进行水冷至70～80℃出炉；

8、经扩散退火处理后的镀镍钢带进行平整、裁剪为成品。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明制造工艺简单，可降低生产成本，产品的后处理也较简单；采用四辊轧机进行冷轧，经先进的电镀镍工艺，从而达到深拉伸、深冲压成型要求的钢带机械性能，并经拉伸冲压成电池壳后，镍层均匀一致，耐腐蚀性能极高，适合于工业化生产，解决了国内外高能电池、汽车、计算机等高性能材料的急需。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

实施例一：

本发明选用热轧带坯卷料，厚度为：1.8～3.2mm，长度根据客户需要而定。经冷轧后冷轧钢带厚度为：0.15～0.5mm，宽度为：100～550mm。

本发明采用以下工艺步骤：

1、对热轧带坯卷原料先进行酸洗处理，酸洗介质采用盐酸水溶液浓度不低于15％，并用蒸汽对酸液加热，温度为：70℃左右，视钢带表面洁净程度控制酸洗速度，一般为15米/分钟，这样可将钢带表面的氧化皮被最大限度地洗掉；

2、根据用户对成品钢带物理性能的要求和最终成品的厚度来选择轧程数和热轧带的厚度。轧制在四辊轧机上进行，由于要将热轧带的厚度从1.8～3.2mm厚轧至0.15～0.5mm厚，总压下率达90％以上，为保证将来成品钢带表面的清洁度和尽量减少对轧制工艺润滑冷却剂的污染，因此，轧程采用乳化液，乳化液的体积浓度选择为：4-6％，PH值为：7～8，配制乳化液的油用QUAK ROLL II号。四辊轧机速度为：200米/分钟，然后进行脱脂；

3、为了保证钢带表面的洁净和在退火时不会粘结，对冷轧钢带要进行切边、脱脂、松卷处理，脱脂是在一条连续线上进行，经金属表面清洁剂溶液槽→水冲槽→NaOH碱槽及电介脱脂→清水冲洗→刷洗→烘干→重卷。清洗剂溶液的体积浓度为：7～8％，NaOH溶液为：35～45％，溶液温度为：65℃～75℃，烘干温度为：100℃，脱脂速度为：70米/分钟；

4、经大压下率后的冷轧钢带要进行热处理以恢复其可加工性能，为保证钢带表面不被氧化保持光亮，我们使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，氮氢保护气体的来源为用液态氨在800℃左右时进行分解，使用Ni作催化剂。为保证在退火后得到良好的加工性能，在装炉后用氮气及抽真空进行洗炉，将炉内空气完全排尽，然后以每小时45℃的速度升温，升到400℃时保温3小时，然后继续升到600℃保温11小时后断电降温至520℃揭加热罩，风冷至320℃，水冷至70℃出炉；

5、经热处理后的冷轧钢带进行平整，平整辊采用(毛化辊)，粗糙度为：0.6μm；凸度为：0.07mm，经平整后再经拉伸弯曲矫直，在拉矫中张力为：280Mpa，速度为：80米/分钟；经拉矫处理后的钢带变为更加平直。

6、经拉伸矫直后进行电镀镍：

(1)、化学除油：将经拉伸矫直后的钢带进行化学除油，并进行喷淋冲洗；取除油粉为：60克/升配制成除油粉溶液，并对除油粉溶液加热，温度为：70℃；除油速度为：80米/分钟；

(2)、电解脱脂：经喷淋冲洗过的钢带进行电解脱脂，并进行刷洗；取3重量％氢氧化钠，其余为水制成电解溶液；并对电解溶液加热，温度为：70℃；电流：3000A；电解脱脂速度为：80米/分钟；

(3)、酸洗：经电解脱脂、刷洗过的钢带进行酸洗和刷洗，取3重量％盐酸，其余为水制成酸洗溶液；酸洗速度为：80米/分钟；

(4)、经酸洗、刷洗过的钢带进行在钢带上双面电镀镍，镀镍电镀液的配方组成：以克/升计为：氨基磺酸镍为：300、氯化钠为：20、硼酸为：28；镀镍层温度为：42℃，电流密度为：10安培/分米2；镀镍层厚度为：2.4μ；

(5)、经镀镍层后进行喷淋冲洗；

(6)、钢带经喷淋冲洗后进行烘干处理，烘干温度为：120℃；经烘干后的镀镍钢带采用DOS油进行静电涂油，涂油量为：2mg/m2；

7、钢带经镀镍层后进入扩散退火处理，扩散退火处理使用氮氢保护气体25％N2+75％H2然后以每小时45℃的速度升温，升至590℃时，保温10小时后断电，冷却至520℃吊加热罩，随炉冷却至320℃进行水冷至70℃出炉；

8、经扩散退火处理后的镀镍钢带进行平整、裁剪为成品。裁剪是根据用户要求的使用宽度进行分条包装后发往用户。

实施例二

本发明选用热轧带坯卷料，厚度为：1.8～3.2mm，长度根据客户需要而定。经冷轧后冷轧钢带厚度为：0.15～0.50mm，宽度为：100～550mm。

本发明采用以下工艺步骤：

1、对热轧带坯卷原料先进行酸洗处理，酸洗介质采用盐酸水溶液浓度不低于15％，并用蒸汽对酸液加热，温度为：75℃左右，视钢带表面洁净程度控制酸洗速度，一般为15米/分钟；

2、酸洗处理后进行冷轧，冷轧在四辊轧机上进行，将热轧带的厚度从1.8-3.2mm厚轧至0.15～0.50mm厚，总压下率达90％以上，轧程采用乳化液，乳化液的体积浓度选择为：4～6％，PH值为：7，配制乳化液的油用QUAK ROLL II号。四辊轧机速度为：300米/分钟；

3、对冷轧钢带要进行切边、脱脂、松卷处理，脱脂是在一条连续线上进行，脱脂速度为：75米/分钟；

4、为保证钢带表面不被氧化保持光亮，我们使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，为保证在退火后得到良好的加工性能，在装炉后用氮气及抽真空进行洗炉，将炉内空气完全排尽，然后以每小时50℃的速度升温，升到450℃时保温4小时，然后继续升到610℃保温12小时后断电降温至550℃揭加热罩，风冷至350℃，水冷至75℃出炉；

5、经热处理后的冷轧钢带进行平整，平整辊采用毛化辊，粗糙度为：0.7um，凸度为：0.07mm，经平整后再经拉伸弯曲矫直，在拉矫中张力为：300Mpa，速度为：90米/分钟；

6、经拉伸矫直后进行电镀镍：

(1)、化学除油：将经拉伸矫直后的钢带进行化学除油，并进行喷淋冲洗；取除油粉为：65克/升配制成除油粉溶液，并对除油粉溶液加热，温度为：75℃；除油速度为：90米/分钟；

(2)、电解脱脂：经喷淋冲洗过的钢带进行电解脱脂，并进行刷洗；取3重量％氢氧化钠，其余为水制成电解脱脂液；并对电解溶液加热，温度为：75℃；电流：3000A；电解脱脂速度为：90米/分钟；

(3)、酸洗：经电解脱脂、刷洗过的钢带进行酸洗，取5重量％的盐酸，其余为水制成酸洗溶液；酸洗速度为：90米/分钟；

(4)、经酸洗、刷洗的钢带1的正面2、反面3分别进行电镀镍层，电镀镍层电镀液的配方组成：以克/升计为：氨基磺酸镍为：380、氯化钠为：23、硼酸为：28；镀镍液温度为：50℃，电流密度为：15安培/分米2；镀镍层厚度为：3.5μ；

(5)、经镀镍层后进行喷淋冲洗；

(6)、钢带经喷淋冲洗后进行烘干处理，烘干温度为：130℃；经烘干后的镀镍钢带采用DOS油进行静电涂油，涂油量为4mg/m2；

7、钢带经镀镍层后进入扩散退火处理，扩散退火处理使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，然后以每小时50℃的速度升温，升至500℃时，保温11小时后断电，冷却至550℃吊加热罩，随炉冷却至350℃进行水冷至75℃出炉；

8、经扩散退火处理后的镀镍钢带进行平整、裁剪为成品。

实施例三：

本发明选用热轧带坯卷料，厚度为：1.8～3.2mm，长度根据客户需要而定。

经冷轧后冷轧钢带厚度为：0.1～0.50mm，宽度为：100～550mm。

本发明采用以下工艺步骤：

1、对热轧带坯卷原料先进行酸洗处理，并用蒸汽对酸液加热温度为：80℃左右，酸洗速度，一般为20米/分钟；

2、酸洗处理后进行轧程，轧程在四辊轧机上进行，轧程要将热轧带的厚度从1.8～3.2mm厚轧至0.15～0.50mm厚，总压下率达90％以上，轧程采用乳化液，乳化液的体积浓度选择为：4～6％，PH值为：7，四辊轧机速度为：400米/分钟；

3、对冷轧钢带要进行切边、脱脂、松卷处理，脱脂是在一条连续线上进行，脱脂速度为：80米/分钟；

4、为保证钢带表面不被氧化保持光亮，我们使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，在装炉后用氮气及抽真空进行洗炉，将炉内空气完全排尽，然后以每小时55℃的速度升温，升到500℃时保温5小时，然后继续升到620℃保温13小时后断电降温至580℃揭加热罩，风冷至380℃，水冷至80℃出炉；

5、经热处理后的冷轧钢带进行平整，平整辊采用毛化辊，粗糙度为：0.7μm，凸度为：0.07mm，经平整后再经拉伸弯曲矫直，在拉矫中张力为：320Mpa，速度为：100米/分钟；

6、经拉伸矫直后进行电镀镍：

(1)、化学除油：将经拉伸矫直后的钢带进行化学除油，并进行喷淋冲洗；取除油粉为：70克/升配制成除油粉溶液，并对除油粉溶液加热，温度为：85℃；除油速度为：100米/分钟；

(2)、电解脱脂：经喷淋冲洗过的钢带进行电解脱脂，并进行刷洗；取4重量％氢氧化钠，其余为水制成电解溶液；并对电解溶液加热，温度为：85℃；电流：3000A；电解脱脂速度为：100米/分钟；

(3)、酸洗：经电解脱脂、刷洗过的钢带进行酸洗，取9重量％盐酸，其余为水制成酸洗溶液；酸洗速度为：100米/分钟；

(4)、经酸洗、刷洗过的钢带进行单面或两面分别电镀镍，镀镍电镀液的配方组成：以克/升计为：氨基磺酸镍为：450、氯化钠为：25、硼酸为：28；镀镍液温度为：55℃，电流密度为：20安培/分米2；镀镍层厚度为：4.5μ；

(5)、经镀镍层后进行喷淋冲洗；

(6)、钢带经喷淋冲洗后进行烘干处理，烘干温度为：140℃；经烘干后的镀镍钢带进行静电涂油，涂油量为：6mg/m2；

7、钢带经镀镍层后进入扩散退火处理，扩散退火处理使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，然后以每小时55℃的速度升温，升至590℃时，保温12小时后断电，冷却至580℃吊加热罩，随炉冷却至380℃进行水冷至80℃出炉；

8、经扩散退火处理后的镀镍钢带进行平整、裁剪为成品。

本发明实施例中采用的原材料为市场上所购，使用的单机架四辊轧机等设备均为常规设备。

Claims

1、一种高精度镍复合钢带，采用冷轧钢带由内向外盘卷成卷状结构卷料，特征是在冷轧钢带单面或双面分别电镀镍层。

2、根据权利要求1所述的高精度镍复合钢带，其特征在于所述的钢带厚度为：0.10～0.50mm，宽度为：100～550mm。

3、根据权利要求1所述的高精度镍复合钢带，其特征在于所述的镀镍层厚度为：0.5～8u。

4、一种按权利要求1所述的高精度镍复合钢带的生产工艺，其特征是采用以下工艺步骤：

(1)、先对热轧钢带卷原料厚度为1.8～3.2mm进行酸洗处理，并对酸液进行加热，加热温度为：70℃～80℃左右，酸洗速度为：10～20米/分钟；

(2)、将上述酸洗处理过的钢带采用四辊轧机进行轧程，润滑冷却剂用乳化液，经9～11道次冷轧，厚度为：0.15～0.50mm；四辊轧机速度为：200～400米/分钟；

(3)、对上述冷轧钢带进行切边、脱脂、松卷处理，脱脂速度：70～80米/分钟；

(4)、将脱脂处理过的冷轧钢带进行热处理，采用氮氢保护气体25％N2+75％H2，使钢带表面不被氧化，用氮气及抽真空进行洗炉，将炉内空气完全排尽，然后以每小时45～55℃的速度升温，升到400～500℃时，保温3～5小时，然后继续升到580～690℃，保温11～16小时后断电降温至520～580℃揭加热罩，风冷至320～380℃，水冷至70～80℃出炉；

(5)、经热处理后的冷轧钢带进行平整，粗糙度为：0.6～0.8μm，凸度为：0.05～0.07mm，经平整后再经拉伸弯曲矫直，在拉矫中张力为：280～320Mpa，速度为：80～100米/分钟；

(6)、经拉伸矫直后进行电镀镍层：

(a)、化学除油：将经拉伸矫直后的钢带进行化学除油，并进行喷淋冲洗；取除油粉为：60～70克/升配制成除油粉溶液，并对除油粉溶液加热，温度为：70～85℃；除油速度为：80～100米/分钟；

(b)、电解脱脂：经喷淋冲洗过的钢带进行电解脱脂，并进行刷洗；取氢氧化钠为：2～4重量％，其余为水，制成电解脱脂溶液；并对电解溶液加热，温度为：70～85℃；电流：3000A；电解脱脂速度为：80～100米/分钟；

(c)、酸洗：经电解脱脂、刷洗过的钢带进行酸洗和刷洗，取盐酸为：3～9重量％，其余为水，制成酸洗溶液；酸洗速度为：80～100米/分钟；

(d)、经酸洗、刷洗过的钢带进行电镀镍，镀镍电镀液的配方组成：以克/升计为：氨基磺酸镍为：300～450、氯化钠为：20～25、硼酸为：25～32，PH：4～5.5；电镀液温度为：40～55℃，电流密度为：5～25安培/分米2；镀镍层厚度为：0.5～8μ；

(e)、经电镀镍后进行喷淋冲洗；

(f)、钢带经喷淋冲洗后进行烘干处理，烘干温度为：120～140℃；经烘干后的镀镍钢带进行静电涂油，涂油量为2～6mg/m2；

(7)、钢带经镀镍层后进入扩散退火处理，扩散退火处理使用氮氢保护气体25％N2+75％H2，然后以每小时45～55℃的速度升温，升至590～610℃时，保温10～12小时后断电，冷却至520～580℃吊加热罩，随炉冷却至320～380℃进行水冷至70～80℃出炉；

(8)、经扩散退火处理后的镀镍钢带进行平整、裁剪为成品。