專利名稱：高精度鎳復合鋼帶及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高精度鎳復合鋼帶及其生產工藝。具體地說是廣泛用于高能充電電池及普通民用電池中的鋼殼材料，屬于電池鋼殼基板材料技術領域。
背景技術：
電池形狀可分為圓筒形、平板形及鈕扣形等各種異形電池，其中圓筒形在使用中用得最多。圓筒形電池又可分為高能充電電池及普通民用電池。制造這些電池都需要最基本的材料電池殼。電池殼是由鍍鎳鋼帶制造而成。電池殼的加工過程通常是先用深沖鋼板拉伸沖壓成鋼殼，然后在鋼殼上電鍍一層鎳，這種方法的缺點是鎳層不均勻，圓筒內底部很難鍍上足夠的鎳層，而且這種鎳層較為疏松，耐腐蝕性能低，嚴重影響電池的使用性能。例如高能電池用鋼殼底腳部位和焊口部位無法鍍鎳而露鐵造成自放電或無法充電而報廢。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種低碳鋼熱軋鋼帶為原料，采用四輥軋機進行冷軋，探尋最佳的軋制、脫脂、電鍍鎳、熱處理、平整等工藝，從而達到深拉伸、深沖壓成型要求的鋼帶機械性能；經拉伸沖壓成電池殼后，鎳層均勻一致，耐腐蝕性能極高的高精度鎳復合鋼帶及其生產工藝。
本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明采用冷軋鋼帶由內向外盤卷成卷狀結構的卷料，特征是在連續(xù)生產線上將冷軋鋼帶單面或雙面分別電鍍鎳，鋼帶厚度為0.10～0.50mm，寬度為100～550mm。鍍鎳層厚度為0.5～8μ。(兩面鎳層可以等厚，也可以不同厚度)本發(fā)明主要采用以下工藝步驟1、先對熱軋鋼帶卷原料厚度為1.8～3.2mm進行酸洗處理，并對酸液進行加熱，加熱溫度為70℃～80℃左右，酸洗速度為10～20米/分鐘；2、將上述酸洗處理過的鋼帶采用四輥軋機進行軋程，潤滑冷卻劑用乳化液，經9～11道次冷軋，厚度為0.15～0.50mm；四輥軋機速度為200～400米/分鐘；3、對上述冷軋鋼帶進行切邊、脫脂、松卷處理，脫脂速度70～80米/分鐘；4、將脫脂處理過的冷軋鋼帶進行熱處理，采用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，使鋼帶表面不被氧化，用氮氣及抽真空進行洗爐，將爐內空氣完全排盡，然后以每小時45～55℃的速度升溫，升到400～500℃時，保溫3～5小時，然后繼續(xù)升到580～690℃，保溫11～16小時后斷電降溫至520～580℃揭加熱罩，風冷至320～380℃，水冷至70～80℃出爐；5、經熱處理后的冷軋鋼帶進行平整，平整輥采用(毛化輥)，粗糙度為0.6～0.8μm，凸度為0.05～0.07mm，經平整后再經拉伸彎曲矯直，在拉矯中張力為280～320Mpa，速度為80～100米/分鐘；6、經拉伸矯直后進行電鍍鎳(1)、化學除油將經拉伸矯直后的鋼帶進行化學除油，并進行噴淋沖洗；取除油粉為60～70克/升配制成除油粉溶液，并對除油粉溶液加熱，溫度為70～85℃；除油速度為80～100米/分鐘；(2)、電解脫脂經噴淋沖洗過的鋼帶進行電解脫脂，并進行刷洗；電解脫脂溶液用氫氧化鈉、水配制，氫氧化鈉為2～4重量％，其余為水；并對電解溶液加熱，溫度為70～85℃；電流3000A；電解脫脂速度為80～100米/分鐘；(3)、酸洗經電解脫脂、刷洗過的鋼帶進行酸洗和刷洗。酸洗溶液用鹽酸、水配制，鹽酸為3～9重量％，其余為水；酸洗速度為80～100米/分鐘；工作溫度室溫即可，不須加熱；(4)、經酸洗、刷洗過的鋼帶進行電鍍鎳，鍍鎳層電鍍液的配方組成以克/升計為氨基磺酸鎳為300～450、氯化鈉為20～25、硼酸為25～32，PH4～5.5；電鍍液溫度為40～55℃，電流密度為5～25安培/分米2；鍍鎳層厚度為0.5～8μ；(5)、經電鍍鎳后進行噴淋沖洗；(6)、鋼帶經噴淋沖洗后進行烘干處理，烘干溫度為120～140℃；經烘干后的鍍鎳鋼帶進行靜電涂油，涂油量為2～6mg/m2；7、鋼帶經鍍鎳層后進入擴散退火處理，擴散退火處理使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，然后以每小時45～55℃的速度升溫，升至590～610℃時，保溫10～12小時后斷電，冷卻至520～580℃吊加熱罩，隨爐冷卻至320～380℃進行水冷至70～80℃出爐；8、經擴散退火處理后的鍍鎳鋼帶進行平整、裁剪為成品。
本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明制造工藝簡單，可降低生產成本，產品的后處理也較簡單；采用四輥軋機進行冷軋，經先進的電鍍鎳工藝，從而達到深拉伸、深沖壓成型要求的鋼帶機械性能，并經拉伸沖壓成電池殼后，鎳層均勻一致，耐腐蝕性能極高，適合于工業(yè)化生產，解決了國內外高能電池、汽車、計算機等高性能材料的急需。


圖1為本發(fā)明結構示意圖。
圖2為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施例方式
下面本發(fā)明將結合附圖中的實施例作進一步描述實施例一本發(fā)明選用熱軋帶坯卷料，厚度為1.8～3.2mm，長度根據客戶需要而定。經冷軋后冷軋鋼帶厚度為0.15～0.5mm，寬度為100～550mm。
本發(fā)明采用以下工藝步驟1、對熱軋帶坯卷原料先進行酸洗處理，酸洗介質采用鹽酸水溶液濃度不低于15％，并用蒸汽對酸液加熱，溫度為70℃左右，視鋼帶表面潔凈程度控制酸洗速度，一般為15米/分鐘，這樣可將鋼帶表面的氧化皮被最大限度地洗掉；2、根據用戶對成品鋼帶物理性能的要求和最終成品的厚度來選擇軋程數(shù)和熱軋帶的厚度。軋制在四輥軋機上進行，由于要將熱軋帶的厚度從1.8～3.2mm厚軋至0.15～0.5mm厚，總壓下率達90％以上，為保證將來成品鋼帶表面的清潔度和盡量減少對軋制工藝潤滑冷卻劑的污染，因此，軋程采用乳化液，乳化液的體積濃度選擇為4-6％，PH值為7～8，配制乳化液的油用QUAK ROLL II號。四輥軋機速度為200米/分鐘，然后進行脫脂；3、為了保證鋼帶表面的潔凈和在退火時不會粘結，對冷軋鋼帶要進行切邊、脫脂、松卷處理，脫脂是在一條連續(xù)線上進行，經金屬表面清潔劑溶液槽→水沖槽→NaOH堿槽及電介脫脂→清水沖洗→刷洗→烘干→重卷。清洗劑溶液的體積濃度為7～8％，NaOH溶液為35～45％，溶液溫度為65℃～75℃，烘干溫度為100℃，脫脂速度為70米/分鐘；4、經大壓下率后的冷軋鋼帶要進行熱處理以恢復其可加工性能，為保證鋼帶表面不被氧化保持光亮，我們使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，氮氫保護氣體的來源為用液態(tài)氨在800℃左右時進行分解，使用Ni作催化劑。為保證在退火后得到良好的加工性能，在裝爐后用氮氣及抽真空進行洗爐，將爐內空氣完全排盡，然后以每小時45℃的速度升溫，升到400℃時保溫3小時，然后繼續(xù)升到600℃保溫11小時后斷電降溫至520℃揭加熱罩，風冷至320℃，水冷至70℃出爐；5、經熱處理后的冷軋鋼帶進行平整，平整輥采用(毛化輥)，粗糙度為0.6μm；凸度為0.07mm，經平整后再經拉伸彎曲矯直，在拉矯中張力為280Mpa，速度為80米/分鐘；經拉矯處理后的鋼帶變?yōu)楦悠街薄?br> 6、經拉伸矯直后進行電鍍鎳(1)、化學除油將經拉伸矯直后的鋼帶進行化學除油，并進行噴淋沖洗；取除油粉為60克/升配制成除油粉溶液，并對除油粉溶液加熱，溫度為70℃；除油速度為80米/分鐘；(2)、電解脫脂經噴淋沖洗過的鋼帶進行電解脫脂，并進行刷洗；取3重量％氫氧化鈉，其余為水制成電解溶液；并對電解溶液加熱，溫度為70℃；電流3000A；電解脫脂速度為80米/分鐘；(3)、酸洗經電解脫脂、刷洗過的鋼帶進行酸洗和刷洗，取3重量％鹽酸，其余為水制成酸洗溶液；酸洗速度為80米/分鐘；(4)、經酸洗、刷洗過的鋼帶進行在鋼帶上雙面電鍍鎳，鍍鎳電鍍液的配方組成以克/升計為氨基磺酸鎳為300、氯化鈉為20、硼酸為28；鍍鎳層溫度為42℃，電流密度為10安培/分米2；鍍鎳層厚度為2.4μ；(5)、經鍍鎳層后進行噴淋沖洗；(6)、鋼帶經噴淋沖洗后進行烘干處理，烘干溫度為120℃；經烘干后的鍍鎳鋼帶采用DOS油進行靜電涂油，涂油量為2mg/m2；7、鋼帶經鍍鎳層后進入擴散退火處理，擴散退火處理使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2然后以每小時45℃的速度升溫，升至590℃時，保溫10小時后斷電，冷卻至520℃吊加熱罩，隨爐冷卻至320℃進行水冷至70℃出爐；8、經擴散退火處理后的鍍鎳鋼帶進行平整、裁剪為成品。裁剪是根據用戶要求的使用寬度進行分條包裝后發(fā)往用戶。
實施例二本發(fā)明選用熱軋帶坯卷料，厚度為1.8～3.2mm，長度根據客戶需要而定。經冷軋后冷軋鋼帶厚度為0.15～0.50mm，寬度為100～550mm。
本發(fā)明采用以下工藝步驟1、對熱軋帶坯卷原料先進行酸洗處理，酸洗介質采用鹽酸水溶液濃度不低于15％，并用蒸汽對酸液加熱，溫度為75℃左右，視鋼帶表面潔凈程度控制酸洗速度，一般為15米/分鐘；2、酸洗處理后進行冷軋，冷軋在四輥軋機上進行，將熱軋帶的厚度從1.8-3.2mm厚軋至0.15～0.50mm厚，總壓下率達90％以上，軋程采用乳化液，乳化液的體積濃度選擇為4～6％，PH值為7，配制乳化液的油用QUAK ROLL II號。四輥軋機速度為300米/分鐘；
3、對冷軋鋼帶要進行切邊、脫脂、松卷處理，脫脂是在一條連續(xù)線上進行，脫脂速度為75米/分鐘；4、為保證鋼帶表面不被氧化保持光亮，我們使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，為保證在退火后得到良好的加工性能，在裝爐后用氮氣及抽真空進行洗爐，將爐內空氣完全排盡，然后以每小時50℃的速度升溫，升到450℃時保溫4小時，然后繼續(xù)升到610℃保溫12小時后斷電降溫至550℃揭加熱罩，風冷至350℃，水冷至75℃出爐；5、經熱處理后的冷軋鋼帶進行平整，平整輥采用毛化輥，粗糙度為0.7um，凸度為0.07mm，經平整后再經拉伸彎曲矯直，在拉矯中張力為300Mpa，速度為90米/分鐘；6、經拉伸矯直后進行電鍍鎳(1)、化學除油將經拉伸矯直后的鋼帶進行化學除油，并進行噴淋沖洗；取除油粉為65克/升配制成除油粉溶液，并對除油粉溶液加熱，溫度為75℃；除油速度為90米/分鐘；(2)、電解脫脂經噴淋沖洗過的鋼帶進行電解脫脂，并進行刷洗；取3重量％氫氧化鈉，其余為水制成電解脫脂液；并對電解溶液加熱，溫度為75℃；電流3000A；電解脫脂速度為90米/分鐘；(3)、酸洗經電解脫脂、刷洗過的鋼帶進行酸洗，取5重量％的鹽酸，其余為水制成酸洗溶液；酸洗速度為90米/分鐘；(4)、經酸洗、刷洗的鋼帶1的正面2、反面3分別進行電鍍鎳層，電鍍鎳層電鍍液的配方組成以克/升計為氨基磺酸鎳為380、氯化鈉為23、硼酸為28；鍍鎳液溫度為50℃，電流密度為15安培/分米2；鍍鎳層厚度為3.5μ；(5)、經鍍鎳層后進行噴淋沖洗；(6)、鋼帶經噴淋沖洗后進行烘干處理，烘干溫度為130℃；經烘干后的鍍鎳鋼帶采用DOS油進行靜電涂油，涂油量為4mg/m2；7、鋼帶經鍍鎳層后進入擴散退火處理，擴散退火處理使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，然后以每小時50℃的速度升溫，升至500℃時，保溫11小時后斷電，冷卻至550℃吊加熱罩，隨爐冷卻至350℃進行水冷至75℃出爐；8、經擴散退火處理后的鍍鎳鋼帶進行平整、裁剪為成品。
實施例三本發(fā)明選用熱軋帶坯卷料，厚度為1.8～3.2mm，長度根據客戶需要而定。
經冷軋后冷軋鋼帶厚度為0.1～0.50mm，寬度為100～550mm。
本發(fā)明采用以下工藝步驟1、對熱軋帶坯卷原料先進行酸洗處理，并用蒸汽對酸液加熱溫度為80℃左右，酸洗速度，一般為20米/分鐘；2、酸洗處理后進行軋程，軋程在四輥軋機上進行，軋程要將熱軋帶的厚度從1.8～3.2mm厚軋至0.15～0.50mm厚，總壓下率達90％以上，軋程采用乳化液，乳化液的體積濃度選擇為4～6％，PH值為7，四輥軋機速度為400米/分鐘；3、對冷軋鋼帶要進行切邊、脫脂、松卷處理，脫脂是在一條連續(xù)線上進行，脫脂速度為80米/分鐘；4、為保證鋼帶表面不被氧化保持光亮，我們使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，在裝爐后用氮氣及抽真空進行洗爐，將爐內空氣完全排盡，然后以每小時55℃的速度升溫，升到500℃時保溫5小時，然后繼續(xù)升到620℃保溫13小時后斷電降溫至580℃揭加熱罩，風冷至380℃，水冷至80℃出爐；5、經熱處理后的冷軋鋼帶進行平整，平整輥采用毛化輥，粗糙度為0.7μm，凸度為0.07mm，經平整后再經拉伸彎曲矯直，在拉矯中張力為320Mpa，速度為100米/分鐘；6、經拉伸矯直后進行電鍍鎳(1)、化學除油將經拉伸矯直后的鋼帶進行化學除油，并進行噴淋沖洗；取除油粉為70克/升配制成除油粉溶液，并對除油粉溶液加熱，溫度為85℃；除油速度為100米/分鐘；(2)、電解脫脂經噴淋沖洗過的鋼帶進行電解脫脂，并進行刷洗；取4重量％氫氧化鈉，其余為水制成電解溶液；并對電解溶液加熱，溫度為85℃；電流3000A；電解脫脂速度為100米/分鐘；(3)、酸洗經電解脫脂、刷洗過的鋼帶進行酸洗，取9重量％鹽酸，其余為水制成酸洗溶液；酸洗速度為100米/分鐘；(4)、經酸洗、刷洗過的鋼帶進行單面或兩面分別電鍍鎳，鍍鎳電鍍液的配方組成以克/升計為氨基磺酸鎳為450、氯化鈉為25、硼酸為28；鍍鎳液溫度為55℃，電流密度為20安培/分米2；鍍鎳層厚度為4.5μ；(5)、經鍍鎳層后進行噴淋沖洗；(6)、鋼帶經噴淋沖洗后進行烘干處理，烘干溫度為140℃；經烘干后的鍍鎳鋼帶進行靜電涂油，涂油量為6mg/m2；7、鋼帶經鍍鎳層后進入擴散退火處理，擴散退火處理使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，然后以每小時55℃的速度升溫，升至590℃時，保溫12小時后斷電，冷卻至580℃吊加熱罩，隨爐冷卻至380℃進行水冷至80℃出爐；8、經擴散退火處理后的鍍鎳鋼帶進行平整、裁剪為成品。
本發(fā)明實施例中采用的原材料為市場上所購，使用的單機架四輥軋機等設備均為常規(guī)設備。
權利要求
1.一種高精度鎳復合鋼帶，采用冷軋鋼帶由內向外盤卷成卷狀結構卷料，特征是在冷軋鋼帶單面或雙面分別電鍍鎳層。
2.根據權利要求1所述的高精度鎳復合鋼帶，其特征在于所述的鋼帶厚度為0.10～0.50mm，寬度為100～550mm。
3.根據權利要求1所述的高精度鎳復合鋼帶，其特征在于所述的鍍鎳層厚度為0.5～8u。
4.一種按權利要求1所述的高精度鎳復合鋼帶的生產工藝，其特征是采用以下工藝步驟(1)、先對熱軋鋼帶卷原料厚度為1.8～3.2mm進行酸洗處理，并對酸液進行加熱，加熱溫度為70℃～80℃左右，酸洗速度為10～20米/分鐘；(2)、將上述酸洗處理過的鋼帶采用四輥軋機進行軋程，潤滑冷卻劑用乳化液，經9～11道次冷軋，厚度為0.15～0.50mm；四輥軋機速度為200～400米/分鐘；(3)、對上述冷軋鋼帶進行切邊、脫脂、松卷處理，脫脂速度70～80米/分鐘；(4)、將脫脂處理過的冷軋鋼帶進行熱處理，采用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，使鋼帶表面不被氧化，用氮氣及抽真空進行洗爐，將爐內空氣完全排盡，然后以每小時45～55℃的速度升溫，升到400～500℃時，保溫3～5小時，然后繼續(xù)升到580～690℃，保溫11～16小時后斷電降溫至520～580℃揭加熱罩，風冷至320～380℃，水冷至70～80℃出爐；(5)、經熱處理后的冷軋鋼帶進行平整，粗糙度為0.6～0.8μm，凸度為0.05～0.07mm，經平整后再經拉伸彎曲矯直，在拉矯中張力為280～320Mpa，速度為80～100米/分鐘；(6)、經拉伸矯直后進行電鍍鎳層(a)、化學除油將經拉伸矯直后的鋼帶進行化學除油，并進行噴淋沖洗；取除油粉為60～70克/升配制成除油粉溶液，并對除油粉溶液加熱，溫度為70～85℃；除油速度為80～100米/分鐘；(b)、電解脫脂經噴淋沖洗過的鋼帶進行電解脫脂，并進行刷洗；取氫氧化鈉為2～4重量％，其余為水，制成電解脫脂溶液；并對電解溶液加熱，溫度為70～85℃；電流3000A；電解脫脂速度為80～100米/分鐘；(c)、酸洗經電解脫脂、刷洗過的鋼帶進行酸洗和刷洗，取鹽酸為3～9重量％，其余為水，制成酸洗溶液；酸洗速度為80～100米/分鐘；(d)、經酸洗、刷洗過的鋼帶進行電鍍鎳，鍍鎳電鍍液的配方組成以克/升計為氨基磺酸鎳為300～450、氯化鈉為20～25、硼酸為25～32，PH4～5.5；電鍍液溫度為40～55℃，電流密度為5～25安培/分米2；鍍鎳層厚度為0.5～8μ；(e)、經電鍍鎳后進行噴淋沖洗；(f)、鋼帶經噴淋沖洗后進行烘干處理，烘干溫度為120～140℃；經烘干后的鍍鎳鋼帶進行靜電涂油，涂油量為2～6mg/m2；(7)、鋼帶經鍍鎳層后進入擴散退火處理，擴散退火處理使用氮氫保護氣體25％N2+75％H2，然后以每小時45～55℃的速度升溫，升至590～610℃時，保溫10～12小時后斷電，冷卻至520～580℃吊加熱罩，隨爐冷卻至320～380℃進行水冷至70～80℃出爐；(8)、經擴散退火處理后的鍍鎳鋼帶進行平整、裁剪為成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高精度鎳復合鋼帶及其生產工藝，具體地說是廣泛用于高能充電電池及普通民用電池中的鋼殼材料，屬于電池鋼殼基板材料技術領域。其主要采用冷軋鋼帶單面或雙面分別經酸冼、冷軋、切邊、脫脂、熱處理、平整、拉矯、電鍍鎳層，再經擴散退火、平整、分剪為成品。鋼帶厚度為0.10～0.50mm，寬度為100～550mm。鍍鎳層厚度為0.5～8μ。本發(fā)明制造工藝簡單，可降低生產成本，產品的后處理也較簡單；采用四輥軋機進行冷軋，經合理的鍍鎳層工藝，從而達到深拉伸、深沖壓成型要求的鋼帶機械性能，并經拉伸沖壓成電池殼后，鎳層均勻一致，耐腐蝕性能極高，適合于工業(yè)化生產使用，解決了國內外高能電池、汽車、計算機等高性能材料的急需。
文檔編號C23G1/02GK1861389SQ20061008598
公開日2006年11月15日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權日2006年6月13日
發(fā)明者濮德興 申請人:無錫市永鑫精密鋼帶廠