專利名稱：一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝，屬于脈沖電鍍工藝技術領域。
背景技術：
鍍鎳銅帶廣泛應用為精密電子，繼電器開關的連接件、數碼電子產品的導電連接器、大功率電池組的導電連接片等領域。鍍鎳銅帶除了需具有優(yōu)異的導電性和足夠薄的厚度、良好的防腐性和可焊接性之外，其抗折彎性能要求也極高180°折彎，8次以上不折斷。目前世界上只有一兩家企業(yè)所生產的鍍鎳銅帶能基本滿足性能需求。鍍鎳銅帶抗折彎性能的好壞，與金屬鎳涂層的純度(氫或其他雜質含量)、微觀組織結構、涂層厚度均勻性、鎳涂層/銅帶界面結合性直接相關。電鍍鎳過程中的析氫主要是由于兩極通電時發(fā)生電極反應引起的水解而產生。原子氫不僅滲透到鎳鍍層中，而且也滲透到銅基體金屬中，在應力作用下，形成斷裂源，從而導致氫脆斷裂。典型的例子是抗折彎性能優(yōu)異的純銅帶(180°折彎，〉12次不折斷)，經過電鍍鎳過程，抗折彎性能大大降低 (180°折彎，< 4次不折斷)。而且，常規(guī)直流電鍍鎳由于電流分布不均勻而帶來的厚度不均勻，電鍍層的厚度在整個銅帶上差異較大，在銅帶的邊角和離陽極近的部位，鍍層較厚， 而在內表面或離陽極遠的地方鍍層很薄。鎳鍍層的不均勻將對鍍鎳銅帶的抗折彎性能和抗腐蝕性能也有不利的影響。同時，在電鍍鎳過程中，鎳晶粒都為垂直銅帶表面堆積而成， 無論其晶粒取向還是晶粒間結合強度，都對鍍鎳銅帶的抗折彎性能不利。國內鍍鎳銅帶制備技術主要是通過電鍍鎳后續(xù)退火和后處理工藝達到抗折彎性能提高的目的，但是目前最高只能實現180°，3 4次折彎而不折斷，無法滿足高性能電子產品的要求。因此，如何從根本上解決上述的氫脆、鍍鎳層均勻性以及微觀組織調整問題將是發(fā)展鍍鎳銅帶的關鍵技術所在。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝，以獲得高導電性、高抗折彎性能鍍鎳銅帶。本發(fā)明的鍍鎳銅帶脈沖電化學沉積和組織調整工藝包括下述步驟
a)銅帶的表面脫脂在中溫堿液里，運用超聲波清潔銅帶表面的油脂，接著用去離子水清洗，晾干；
b)銅帶的表面除氧化層在中溫酸液里，運用超聲波清潔銅帶表面的氧化層，接著用去離子水、無水酒精清洗，晾干；
c)脈沖鍍鎳基于Watt’s鍍鎳溶液，用脈沖電流實現鍍鎳，脈沖電流密度Jp=30 mA/ cm2，平均電流密度Jm=30 mA/cm2，通電時間范圍T。n為3毫秒，斷電時間范圍T。ff為7毫秒， 改變脈沖電流施加時間，施加時間為5 30分鐘，控制鎳層厚度；
d)真空熱處理將步驟c所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至200°C，保溫M小時，爐冷至室溫；
e)冷軋將步驟d所得退火鍍鎳銅帶按2 8%的變形量進行冷軋；
f)真空熱處理將步驟e所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至400 60(TC，保溫2 5 個小時，爐冷至室溫。本發(fā)明采用上述工藝方法，通過運用小電流密度的脈沖電鍍鎳技術，一方面可以在純銅帶上獲取厚度均勻、致密的鎳鍍層，并實現均勻細小晶粒組織；另一方面，結合新型表面活性劑和較小的沉積電流，使電解析氫過程中所產生的氫氣有足夠時間脫離電極表面，能大大降低銅基體和鎳鍍層的整體含氫量，降低氫脆可能性。在隨后進行的低溫真空熱處理中，使處于晶界和Cu/Ni界面等缺陷處的大量氣體原子(主要是氫原子)從晶界處溢出， 進一步降低帶材里的含氫量。隨后，進行一次冷軋，使鍍鎳銅帶產生有限量的塑性變形，消除鎳鍍層內部與Ni/ Cu界面上存在的空隙等缺陷，在帶材內產生一定的預應力，在隨后進行的高溫真空熱處理中，使晶粒沿著預應力的方向回復再結晶，達到使晶粒取向逐步一致的目的，實現調整坯料微觀組織及含氣量，細化晶粒，改變晶粒生長方向的目的。本發(fā)明的鍍鎳銅帶脈沖電化學沉積和組織調整工藝的特點在于運用脈沖電沉積技術，控制電鍍動力學過程，實現含氫量低、晶粒細小、厚度均勻的鎳鍍層；隨后的脫氫低溫真空熱處理可進一步降低銅帶和鎳鍍層的含氫量，減少帶材的氫脆機率，為后續(xù)的組織調整工藝過程做準備；后續(xù)的形變熱處理技術，有效的改善了其微觀組織結構、綜合物理性能和耐蝕性。本發(fā)明生產的鍍鎳銅帶的鎳鍍層的純度> 99. 9%,其中C < 0. 02% ；鍍鎳銅帶的導電率為<1.8μ Ω. cm,抗折彎性能達到180°折彎，8次以上不折斷。本發(fā)明的生產工藝成材率高，工藝方法簡單，操作方便，可有效提高鍍鎳銅帶的綜合機械性能和物理性能，實現電子，電池，電真空，電光源等行業(yè)需要的優(yōu)質鍍鎳銅帶的規(guī)?；a。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1為Cu/Ni界面微觀組織圖。
具體實施例方式下面給出一種根據本發(fā)明制備的工藝的非限定性的實施例。本發(fā)明的具體實施方式
簡述于下本發(fā)明實施例采用的主要原料為厚度為0. 1 0. 3mm厚純銅帶，其主要成分為銅，銅的含量大于等于99. 98%。實施例1
a)銅帶的表面脫脂在溫度為50°C的堿液里，運用超聲波清潔銅帶表面的油脂，接著用去離子水清洗，晾干；
b)銅帶的表面除氧化層在中溫酸液里，酸液溫度為40°C，運用超聲波清潔銅帶表面的氧化層，接著用去離子水、無水酒精清洗，晾干；
c)脈沖鍍鎳基于Watt’s鍍鎳溶液，用脈沖電流實現鍍鎳，脈沖電流密度Jp=30 mA/ cm2，平均電流密度Jm=30 mA/cm2，通電時間范圍T。n為3毫秒，斷電時間范圍T。ff為7毫秒，改變脈沖電流施加時間，施加時間為5 30分鐘；
d)真空熱處理將步驟c所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至200°C，保溫M小時，爐冷
至室溫；
e)冷軋將步驟d所得退火鍍鎳銅帶按1的變形量進行冷軋；
f)真空熱處理將步驟e所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至400°C，保溫5小時，爐冷
至室溫。實施例2
a)銅帶的表面脫脂在溫度為60°C堿液里，運用超聲波清潔銅帶表面的油脂，接著用去離子水清洗，晾干；
b)銅帶的表面除氧化層在中溫酸液里，酸液溫度為50°C，運用超聲波清潔銅帶表面的氧化層，接著用去離子水、無水酒精清洗，晾干；
c)脈沖鍍鎳基于Watt’s鍍鎳溶液，用脈沖電流實現鍍鎳，脈沖電流密度Jp=30 mA/ cm2，平均電流密度Jm=30 mA/cm2，通電時間范圍T。n為3毫秒，斷電時間范圍T。ff為7毫秒， 改變脈沖電流施加時間，施加時間為5 30分鐘，控制鎳層厚度；
d)真空熱處理將步驟c所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至200°C，保溫M小時，爐冷至室溫；
e)冷軋將步驟d所得退火鍍鎳銅帶按4%的變形量進行冷軋；
f)真空熱處理將步驟e所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至500°C，保溫3小時，爐冷
至室溫。實施例3
a)銅帶的表面脫脂在溫度為80°C堿液里，運用超聲波清潔銅帶表面的油脂，接著用去離子水清洗，晾干；
b)銅帶的表面除氧化層在中溫酸液里，酸液溫度為60°C，運用超聲波清潔銅帶表面的氧化層，接著用去離子水、無水酒精清洗，晾干；
c)脈沖鍍鎳基于Watt’s鍍鎳溶液，用脈沖電流實現鍍鎳，脈沖電流密度Jp=30 mA/ cm2，平均電流密度Jm=30 mA/cm2，通電時間范圍T。n為3毫秒，斷電時間范圍T。ff為7毫秒， 改變脈沖電流施加時間，施加時間為5 30分鐘，控制鎳層厚度；
d)真空熱處理將步驟c所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至200°C，保溫M小時，爐冷至室溫；
e)冷軋將步驟d所得退火鍍鎳銅帶按8%的變形量進行冷軋；
f)真空熱處理將步驟e所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至600°C，保溫2小時，爐冷
至室溫。本實施例的工藝生產的鍍鎳銅帶的鎳鍍層和Cu/Ni界面微觀組織基本能達到要求，其抗折彎性能最佳。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝，包括下述步驟a)銅帶的表面脫脂在中溫堿液里，運用超聲波清潔銅帶表面的油脂，接著用去離子水清洗，晾干；b)銅帶的表面除氧化層在中溫酸液里，運用超聲波清潔銅帶表面的氧化層，接著用去離子水、無水酒精清洗，晾干；c)脈沖鍍鎳基于Watt’s鍍鎳溶液，用脈沖電流實現鍍鎳，脈沖電流密度Jp=30 mA/ cm2，平均電流密度Jm=30 mA/cm2，通電時間范圍T。n為3毫秒，斷電時間范圍T。ff為7毫秒， 改變脈沖電流施加時間，施加時間為5 30分鐘，控制鎳層厚度；d)真空熱處理將步驟c所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至200°C，保溫M小時，爐冷至室溫；e)冷軋將步驟d所得退火鍍鎳銅帶按2 8%的變形量進行冷軋；f)真空熱處理將步驟e所得鍍鎳銅帶在真空氣氛下加熱至400 60(TC，保溫2 5 個小時，爐冷至室溫。
2.根據權利要求1所述的一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝，其特征在于所述的步驟a的中溫堿液，溫度為50 80°C。
3.根據權利要求1所述的一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝，其特征在于所述的步驟b的中溫酸液，溫度為40 60°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍍鎳銅帶的脈沖電化學沉積和組織調整工藝，包括脈沖電鍍鎳涂層以及后續(xù)的冷加工變形和真空熱處理等工藝過程，脈沖電化學沉積工藝可有效保證銅帶上沉積的鎳涂層的厚度、顯微結構均勻性；后續(xù)的冷加工變形和真空熱處理工藝可提高鍍鎳銅帶的綜合機械性能，尤其是鍍鎳銅帶的抗折彎性能和物理性能，使得電子，電池，電真空，電光源等行業(yè)需要的優(yōu)質鍍鎳銅帶的加工成為可能，此脈沖鍍鎳和組織調整工藝所需設備投資少，方法簡單，操作方便，適于工業(yè)化生產。
文檔編號C25D5/50GK102330124SQ20111033678
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權日2011年10月31日
發(fā)明者胡許先, 韋偉峰 申請人:長沙寶鋒能源科技有限公司