一種精密鎳復(fù)合鋼帶制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種精密鎳復(fù)合鋼帶制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的電池鋼殼生產(chǎn)過程是將鋼板先沖壓成電池鋼殼，再進(jìn)行滾鍍鎳，但是由于 清洗難、深度能力差，導(dǎo)致電池殼深部鍍層很薄，甚至無鍍層，用其制成的電池儲(chǔ)備期短，已 不能滿足客戶的需求。連續(xù)電鍍鎳卷板采用先進(jìn)的設(shè)備工藝和控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)鍍層的 差厚控制，一面鍍厚鎳層作為電池殼的內(nèi)表面，提高電池性能，另一面鍍薄鎳層作為電池殼 的外面，作為防護(hù)層。為了提高基板和鍍鎳層的結(jié)合力、沖壓性能，鍍鎳后需要進(jìn)行退火處 理。
[0003] 研宄發(fā)現(xiàn)目前已有的預(yù)電鍍鎳鋼帶的收到線速度的限制，生產(chǎn)效率比較低，多采 用酸性鍍鎳體系孔隙率較高，鍍層較薄時(shí)耐蝕性極差。CN1600904A公開了一種覆鎳深沖 鋼帶及其生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)方法包括連續(xù)電鍍鎳（除油、水洗、氨基磺酸鍍鎳、瓦特鍍鎳、半 光亮鍍鎳、烘干等工序）、擴(kuò)散退火和激光處理、精整處理，其特征在于，抗拉強(qiáng)度為270~ 420mpa，其延伸率不小于30%，其硬度為120~220HV，鍍層厚度為2~3um，鍍層孔隙率小 于4孔/cm2,鍍層延伸率不小于8%，耐蝕性達(dá)到8級，該工藝的耐蝕性一般和孔隙率較高。
[0004] US4910096公開了一種深度擴(kuò)散的鍍鎳?yán)滠堜搸?，是在冷軋鋼帶上電沉積1~6um 的鎳層，然后電沉積〇. 01~1. 〇um的鈷層，在580~710度溫度內(nèi)熱處理形成深度擴(kuò)散層。 該工藝可以有效控制退火過程的中的鋼帶粘結(jié)現(xiàn)象，鍍層擴(kuò)散深，結(jié)合力好，但是鍍層耐蝕 性一般、孔隙率高。
[0005] CN1059154C日本在中國公開的一種耐蝕性的鍍鎳鋼板或者鋼帶及其生產(chǎn)方法，該 工藝是在至少冷軋鋼帶的一面鍍鎳或者鍍鈷后再鍍鎳，并使鍍鎳層部分或者全部形成鐵/ 鎳擴(kuò)散層，而且鍍鎳層表面的露鐵率小于30%，由于表面有鐵，其耐蝕性不好，孔隙率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種精密鎳復(fù)合鋼帶制備方法。
[0007] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種精密鎳復(fù)合鋼帶制備方法，其制 備步驟是：選用冷軋深沖鋼帶作為基板，經(jīng)連續(xù)電鍍鎳處理、退火處理和平整處理形成復(fù) 合鋼帶卷板。
[0008] 進(jìn)一步的，所述連續(xù)電鍍鎳處理的工藝步驟依次包括：脫脂的步驟、電解脫脂的步 驟、水洗的步驟、酸洗的步驟、水洗的步驟、堿性預(yù)鍍鎳的步驟、水洗的步驟、酸洗的步驟、水 洗的步驟、半光亮電鍍鎳的步驟、水洗的步驟、光亮電鍍鎳的步驟、水洗和烘干的步驟。
[0009] 進(jìn)一步的，所述堿性預(yù)鍍鎳步驟中每升的堿性預(yù)鍍鎳溶液包括：硫酸鎳30g，添加 劑JXN801-A 50ml，添加劑JXN801-B 50ml ;所述堿性預(yù)鍍鎳溶液的pH值為9-10,陰極電流 密度為2-4A/dm2,溫度為25-35度；在所述堿性預(yù)鍍鎳步驟中所制得的堿性預(yù)鍍鎳層的厚 度為 0? 1-0. 5um。
[0010] 進(jìn)一步的，所述半光亮電鍍鎳步驟中每升的半光亮電鍍鎳溶液包括：硫酸鎳 350-400g，氯化鎳80-100g，硼酸40-50g，半光亮添加劑DN-99A 1~3ml和半光亮添加劑 DN-99B 1~3ml ;所述半光亮電鍍鎳溶液的pH值為3. 8-4. 0,陰極電流密度為10-30A/dm2， 溫度為55-60度；在所述半光亮電鍍鎳步驟中所制得的半光亮電鍍鎳層的厚度為0. 5-2um。 [0011] 進(jìn)一步的，所述光亮電鍍鎳步驟中每升光亮電鍍鎳溶液包括：硫酸鎳350-400g， 氯化鎳80-100g，硼酸40-50g，光亮添加劑BN-99A 0. 2~0. 5ml和光亮添加劑BN-99B 8~ 10ml ;所述光亮電鍍鎳溶液的pH值為3. 8-4. 0,陰極電流密度為10-30A/dm2,溫度為55-60 度；在所述光亮電鍍鎳步驟中所制得的光亮電鍍鎳層的厚度為〇. 5-2um。
[0012] 進(jìn)一步的，所述退火處理采用罩式退火方式進(jìn)行退火，其退火溫度為500~650 度，退火時(shí)間為6~12小時(shí)；其中，所述罩式退火方式所采用的罩式退火爐中包含有體積濃 度為75 %氫氣和體積濃度為25 %的氮?dú)狻?br>[0013] 進(jìn)一步的，所述脫脂步驟中采用質(zhì)量濃度為5~10%的金屬脫脂劑溶液，其溫度 為65~75度；
[0014] 所述電解脫脂步驟中采用質(zhì)量濃度為5~10%的金屬電解脫脂劑溶液，其溫度為 65~75度，電流密度為5~10A/dm2 ;
[0015] 所述酸洗步驟中采用質(zhì)量濃度為5~8%的硫酸溶液，其溫度為常溫。
[0016] 進(jìn)一步的，所用基板的厚度為0. 1~0.5mm，寬度為350~700mm。
[0017] 進(jìn)一步的，所述平整處理的壓下量為所述基板厚度的1 一 2%。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)鍍層的差厚控制，一面鍍厚鎳層作為電池殼 的內(nèi)表面，提高電池性能，另一面鍍薄鎳層作為電池殼的外面，作為防護(hù)層。為了提高基板 和鍍鎳層的結(jié)合力、沖壓性能，鍍鎳后需要進(jìn)行退火處理。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明涉及一種精密鎳復(fù)合鋼帶制備方法，其制備步驟是：先選用冷軋深沖鋼帶 作為基板，基板的厚度為0. 1~0. 5mm，寬度為350~700mm，再經(jīng)連續(xù)電鍍鎳處理、退火處 理和平整處理形成復(fù)合鋼帶卷板。
[0020] 其中，所述連續(xù)電鍍鎳處理的工藝步驟依次包括：脫脂的步驟、電解脫脂的步驟、 水洗的步驟、酸洗的步驟、水洗的步驟、堿性預(yù)鍍鎳的步驟、水洗的步驟、酸洗的步驟、水洗 的步驟、半光亮電鍍鎳的步驟、水洗的步驟、光亮電鍍鎳的步驟、水洗和烘干的步驟。其中， 脫脂、電解脫脂、酸洗等前處理步驟，對鋼卷進(jìn)行除油和活化，使鋼卷進(jìn)入電鍍鎳前保持活 性狀態(tài)。其中，水洗、酸洗、水洗是為了保證堿性鍍鎳以后進(jìn)行半光亮鍍鎳具有良好的結(jié)合 力。
[0021] 上述所述脫脂步驟中采用質(zhì)量濃度為5~10%金屬脫脂劑溶液，其溫度為65~ 75度；上述電解脫脂步驟中采用質(zhì)量濃度為5~10%的金屬電解脫脂劑溶液，其溫度為 65~75度，電流密度為5~10A/dm2 ;上述所述酸洗步驟中采用質(zhì)量濃度為5~8%的硫 酸溶液，其溫度為常溫。
[0022] 在所述堿性預(yù)鍍鎳步驟中每升的堿性預(yù)鍍鎳溶液包括：硫酸鎳30g，添加劑 JXN801-A 50ml，添加劑JXN801-B 50ml ;所述堿性預(yù)鍍鎳溶液的pH值為9-10,陰極電流 密度為2-4A/dm2,溫度為25-35度；為了增加鍍鎳層的結(jié)合力和耐蝕性，在所述堿性預(yù)鍍 鎳步驟中所制得的堿性預(yù)鍍鎳層的厚度為0. l-o. 5um。上述添加中不含有機(jī)物，添加劑 JXN801-A起到絡(luò)合鎳離子的作用，使得在堿性條件下鎳不會(huì)沉淀，添加劑JXN801-B具有良 好的走位作用，使鍍層均勻一致。
[0023] 在所述半光亮電鍍鎳步驟中每升的半光亮電鍍鎳溶液包括：硫酸鎳350_400g，氯 化鎳80-100g，硼酸40-50g，半光亮添加劑DN-99A1~3ml，半光亮添加劑DN-99B 1~3ml ; 所述半光亮電鍍鎳溶液的pH值為3. 8-4. 0,陰極電流密度為10-30A/dm2,溫度為55-60度； 為了保證與光亮電鍍鎳層的結(jié)合力，在所述半光亮電鍍鎳步驟中所制得的半光亮電鍍鎳層 的厚度為〇. 5-2um。另外，所述半光亮添加劑DN-99A起到光亮整平作用，所述半光亮添加 劑DN-99B起到提高鍍層韌性、調(diào)節(jié)電位差作用；能夠保持半光亮電鍍鎳與光亮電鍍鎳的電 位差大于130mv〇
[0024] 在所述光亮電鍍鎳步驟中每升光亮電鍍鎳溶液包括：硫酸鎳350_400g，氯化鎳 80-100g，硼酸40-50g，光亮添加劑BN-99A0. 2~0. 5ml，光亮添加劑BN-99B8~10ml ;所述 光亮電鍍鎳溶液的pH值為3. 8-4. 0,陰極電流密度為10-30A/dm2,溫度為55-60度；為了 保證與光亮電鍍鎳層的結(jié)合力，在所述光亮電鍍鎳步驟中所制得的光亮電鍍鎳層的厚度為 0. 5-2um。上述光亮添加劑BN-99A起到整平出光作用，光亮添加劑BN-99B起到走位，柔韌 增光作用。上述所用的添加劑經(jīng)過篩選和改進(jìn)，其中堿性鎳添加劑不含有機(jī)物，光亮鎳添加 劑能夠抗高溫，退火處理后不變色或者輕微變色。
[0025] 本發(fā)明中，所述退火處理步驟中采用罩式退火方式進(jìn)行退火，其退火溫度為 500~650度，退火時(shí)間為6~12小時(shí)；其中，所述罩式退火方式所米用的罩式退火爐中包 含有體積濃度為75%的氫氣和體積濃度為25%的氮?dú)?。在退火過程中鎳層和鋼帶相互擴(kuò) 散形成鎳鐵合金層，同時(shí)鎳層得到軟化。退火處理后進(jìn)行平整處理，采用的壓下量為基板厚 度的1 一2%，在一定的壓下量下，可使減少鎳層的孔隙率，提高鍍層的防腐性能，還可以根 據(jù)客戶需求調(diào)整表面狀態(tài)。
[0026] 然后經(jīng)過水洗和烘干工序完成鋼帶的鍍鎳過程。水洗采用3級逆流水洗，最后一 道水洗為循環(huán)水，電導(dǎo)率要求小于lOus/cm ;烘干溫度為150度，通過熱風(fēng)循環(huán)加快烘干速 度。
[0027] 本發(fā)明中的電鍍鎳配方中硫酸鎳作為主鹽，主要起提供鎳離子、增加導(dǎo)電作用；氯 化鎳除了提供一部分鎳離子外，主要是提供氯離子用作陽極溶解，如果氯離子濃度較低，會(huì) 導(dǎo)致陽極鈍化；硼酸主要作為pH緩沖劑，起到穩(wěn)定ph值的作用；控制PH值為3. 8~4. 0， pH過高會(huì)導(dǎo)致陽極溶解緩慢，pH過低會(huì)導(dǎo)致陰極電流效率下降；控制溫度為55~60度，溫 度過高會(huì)導(dǎo)致硫酸鎳水解，溫度過低電流效率下降；普通鍍鎳的電流密度為1~5A/dm2,為 了提高鎳的沉積速度，本發(fā)明采用陰極電流密度為10~30A/dm2,當(dāng)然大電流密度易導(dǎo)致 陽極鈍化和鍍層質(zhì)量問題，為了避免陽極鈍化及鍍層和鍍層質(zhì)量問題，本發(fā)明提高了主鹽 和氯離子的濃度，增加了溶液導(dǎo)電和陽極溶解能力，采用活性鎳陽極，可以有效的方式陽極 鈍化的發(fā)生。
[0028] 本發(fā)明按GB/T5935采用貼濾紙法進(jìn)行鍍層孔隙率檢測；按GB/T6548采用JK~60 中性鹽霧實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行鍍層耐蝕性能檢測；采用電解測厚儀ET~3測定電鍍鎳層厚度；GDS 分析合金層的厚度。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 選用0. 25*412mm的冷軋深沖鋼帶作為基板，進(jìn)入連續(xù)電鍍鎳機(jī)組進(jìn)行脫脂、電解 脫脂、水洗、酸洗、水洗、堿性鍍鎳、水洗、酸洗、水洗、半光亮電鍍鎳、水洗、光亮電鍍鎳、水洗 和烘干等工序制成鎳復(fù)合鋼帶。
[0031] (1)采用多為脫脂劑進(jìn)行浸入式除油，脫脂劑濃度5%，溫度70°C，脫脂時(shí)間20s。
[0032] (2)采用多為電解脫脂劑進(jìn)行浸入式電解除油，脫脂劑濃度5%，溫度70°C，電流 密度為10A/dm2,電解時(shí)間20s，再經(jīng)3級逆流水洗沖洗板面，后一道水洗為循環(huán)水，電導(dǎo)率 要求小于l〇us/cm。
[0033] (3)采用5%質(zhì)量濃度硫酸溶液進(jìn)行酸洗活化，酸洗時(shí)間為20s，再經(jīng)3級逆流水洗 沖洗板面，后一道水洗為循環(huán)水，電導(dǎo)率要求小于l〇us