專(zhuān)利名稱(chēng)：采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片及其生產(chǎn)方法
采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片及其生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片及其生產(chǎn)方法，其導(dǎo)電 連接片主要應(yīng)用于電子、電器、電池、電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在電子、電器、電池、電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域需大量采用導(dǎo)電連接件，其配對(duì)連 接的部件材質(zhì)主要包括鋼、鎳、鋁、銅、不銹鋼等，導(dǎo)電連接件本身的材質(zhì)均為金屬，尤其以 鎳、銅材料居多。銅雖然具有很好導(dǎo)電導(dǎo)熱、較好的機(jī)械性能、一定的耐蝕性等特點(diǎn)，但在 與非銅異質(zhì)材料的零部件(如鋼、鎳等)配對(duì)連接時(shí)，常遇到焊接困難或焊接質(zhì)量不牢的問(wèn) 題；而鎳雖有較好的電學(xué)、力學(xué)、耐蝕性、焊接性等綜合特性，但其稀缺的資源導(dǎo)致其價(jià)格一 直在常用金屬中處于居高地位。另外須指出的是，銅與鋼、鋁相比，也相對(duì)屬于較稀缺金屬 材料。因此節(jié)約替代純鎳、純銅之類(lèi)稀缺金屬和解決異種材料焊接困難一直是導(dǎo)電連接件 材料設(shè)計(jì)中值得關(guān)注的問(wèn)題。
目前在上述導(dǎo)電連接件可達(dá)到節(jié)約替代稀缺金屬效果的實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)外各廠(chǎng)家主 要采取疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)(或稱(chēng)三明治結(jié)構(gòu))的材料。但從其制備過(guò)程、使用性能、回收成本等 方面還存在一些至今還很難解決的問(wèn)題
1)目前大量采用電鍍或化學(xué)鍍層法(如鍍鎳鋼、鍍鎳不銹鋼)，在制造過(guò)程中需要 使用和排放大量酸、堿等化學(xué)物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染十分嚴(yán)重，即使采用了排放處理，間接增加 了生產(chǎn)成本。
2)電鍍或化學(xué)鍍法制備的覆材在性能上與單一材料(如純鎳)性能尚存在較大差 異。例如，鍍鎳鋼帶由于基體層為低碳鋼(較純鎳材電導(dǎo)率低)，整體材料的電阻率較純鎳 高出40%以上，鍍鎳不銹鋼的電阻率同樣原因則高出純鎳6倍以上。這些材料如用于電池 部件的連接，都較原使用的純鎳導(dǎo)電連接件大大增加了電池的內(nèi)阻，不利于提高電池容量 和使用壽命。
3)軋制覆層法雖在導(dǎo)電性、力學(xué)性能、耐蝕性等方面已十分接近甚至優(yōu)于單一金 屬，但存在焊接質(zhì)量及回收成本等方面的問(wèn)題使之難以推廣。仍以替代純鎳的一種多層復(fù) 合金屬(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00510008602. 2)為例，其軋制覆層的設(shè)計(jì)為外表層純鎳，中間層 材料包括不銹鋼、銅等，該疊層結(jié)構(gòu)中異種材料的熱膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)溫度差易導(dǎo)致焊接表面 焊核突起或低熔點(diǎn)材料銅溢出，從而影響外觀(guān)質(zhì)量及裝配，甚至引起接觸電阻增大；另外， 軋制覆層法在加工過(guò)程中不可避免的邊角料，由于邊角料中各材料組元間已形成物理冶金 結(jié)合，且各結(jié)合面垂直于板帶材厚度方向，很難以機(jī)械切削方式實(shí)現(xiàn)稀缺金屬層(如鎳)與 賤金屬(如不銹鋼或銅)層的分離回收，從而大大降低了材料的回收利用價(jià)值。
而在解決異種材料焊接困難方面，導(dǎo)電連接件目前基本采用異種材料搭接焊接結(jié) 構(gòu)或疊層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
異種材料搭接焊接結(jié)構(gòu)存在搭接部分接觸電阻高的問(wèn)題。此設(shè)計(jì)中，首先選取與 待連接兩部件材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的易焊接材料進(jìn)行層疊搭接焊接來(lái)組成導(dǎo)電連接件，然后將該導(dǎo)電連接件沿長(zhǎng)度方向的兩端分別與待連接的部件進(jìn)行配對(duì)焊接(大多為同種材料間的焊 接)。非常明顯，該導(dǎo)電連接件本身的層疊搭接部分存在較大的接觸電阻，一方面接觸電阻 增大會(huì)引起局部發(fā)熱造成阻值不穩(wěn)定，更嚴(yán)重的是降低了導(dǎo)電連接件的導(dǎo)電能力。另外實(shí) 際上，異種材料的搭接和接觸電阻的增大現(xiàn)象間接意味著材料消耗量增大。
疊層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接件其兩外表層則分別選取與待焊接異質(zhì)部件相對(duì) 應(yīng)的易焊接材料，例如要連接鎳部件和銅部件，則兩者之間的導(dǎo)電連接片應(yīng)設(shè)計(jì)成銅/鎳 疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)。此種設(shè)計(jì)雖然導(dǎo)電連接件無(wú)搭接部分，從而很大程度地降低了異種材料間 的接觸電阻，但與前述相同，其與部件焊接后的外觀(guān)質(zhì)量及材料制造過(guò)程中的回收利用價(jià) 值仍難以令人滿(mǎn)意。發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有導(dǎo)電連接件技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié) 構(gòu)的導(dǎo)電連接片及其生產(chǎn)方法，以解決電子、電器、電池等領(lǐng)域中產(chǎn)品各不同材質(zhì)部件之間 的可靠過(guò)渡連接問(wèn)題，同時(shí)節(jié)約稀缺金屬及提高廢料回收利用價(jià)值。
本發(fā)明采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片，包括至少兩個(gè)異質(zhì)的金屬片，該異 質(zhì)的金屬片中包含至少一個(gè)銅金屬片或一個(gè)鎳金屬片，其余為比銅或鎳廉價(jià)的其它金屬 片，各金屬片沿所述導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方向排列，相鄰金屬片之間在端面緊密結(jié)合。
其中，所有金屬片的厚度相同，相鄰金屬片之間的結(jié)合部分的材料組織致密，且相 鄰金屬片之間無(wú)搭接。
一種用于沖制上述導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，包括至少兩種金屬帶，一 種是銅帶或鎳帶，其余是比銅帶或鎳帶相對(duì)廉價(jià)的其它金屬帶，相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè) 面牢固結(jié)合，且相鄰金屬帶之間的結(jié)合部分的材料組織致密。
一種上述導(dǎo)電連接片的生產(chǎn)方法，采取以下步驟
步驟1，將至少兩種金屬帶通過(guò)側(cè)面復(fù)合工藝，使相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè)面牢固 結(jié)合形成側(cè)面復(fù)合板帶材；所述金屬帶中，一種是銅帶或鎳帶，其余是比銅帶或鎳帶相對(duì)廉 價(jià)的其它金屬帶 ’及,
步驟2，使步驟1制得的側(cè)面復(fù)合板帶材通過(guò)軋機(jī)軋制及過(guò)程退火處理，制成與最 終導(dǎo)電連接片厚度相同的板帶材，最后沿橫向沖制成導(dǎo)電連接片。
步驟1中，所述側(cè)面復(fù)合工藝是電子束焊工藝，通過(guò)電子束轟擊使相鄰金屬帶的 相鄰側(cè)面局部熔化結(jié)合，然后通過(guò)后續(xù)的軋制和退火使焊縫部分的材料組織致密化。其中， 所述電子束焊接工藝參數(shù)可為加速電壓35 100KV、電子束流15 200mA、焊接速度2 15m/min、真空焊接室的真空度10—1 10_2mbar、電子槍真空度10_5 10_6mbar。
所述側(cè)面復(fù)合工藝可以是激光焊接工藝，通過(guò)激光照射使相鄰金屬帶的相鄰側(cè)面 局部熔化結(jié)合，然后通過(guò)后續(xù)的軋制和退火使焊縫部分的材料組織致密化。
所述側(cè)面復(fù)合工藝也可以是軋制復(fù)合工藝，通過(guò)軋制使相鄰金屬帶的相鄰側(cè)面間 互相擠壓延伸形成緊密結(jié)合。
上述導(dǎo)電連接片由側(cè)面復(fù)合金屬板帶材沖制而成，而側(cè)面復(fù)合金屬板帶材的側(cè) 面復(fù)合方式可以從電子束焊法、激光焊接法、軋制復(fù)合法等幾種方法中進(jìn)行選擇。電子束 焊及激光焊接法均屬于高能束焊接方式，它們是分別利用電子束和激光作為熱源，轟擊或照射工件，使其局部熔化達(dá)到焊接目的，在焊接多種異種金屬組合方面已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng) 用。當(dāng)電子束及激光束作用于待焊接的金屬帶材側(cè)面時(shí)，由于聚焦系統(tǒng)將束斑直徑控制在 K^-K^mm左右，其功率密度可達(dá)104-108W/Cm2，較其它的焊接方法如氬弧焊、縫焊等常規(guī) 技術(shù)，電子束焊及激光焊的焊縫質(zhì)量顯著提高焊接熱影響區(qū)窄，材料熱變形小，焊縫強(qiáng)度 高于或等于母材強(qiáng)度，焊縫平整且光滑。另外電子束及激光焊的焊接速度較快，設(shè)備自動(dòng)化 程度高且焊接質(zhì)量可控性好，這些都非常有利于高效率地獲得高質(zhì)量的側(cè)面復(fù)合板帶材， 以便后續(xù)壓延加工。而采用軋制復(fù)合法則是充分利用材料在軋制過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生寬展，從而 在各相鄰金屬帶材的待結(jié)合側(cè)面間擠壓形成新鮮結(jié)合界面，這種結(jié)合屬于物理冶金鍵合， 無(wú)焊接影響區(qū)，對(duì)減少異種金屬間的接觸電阻從而提高導(dǎo)電連接片的導(dǎo)電性是十分有利 的。總之，上述幾種方法可實(shí)現(xiàn)各相鄰金屬板帶材間側(cè)面牢固結(jié)合，盡量減少焊縫熱影響區(qū) 對(duì)整體材料的導(dǎo)電性能影響。
實(shí)現(xiàn)相鄰側(cè)面牢固結(jié)合的側(cè)面復(fù)合金屬板帶接著需要進(jìn)行必要的軋制和退火工 序加工，制備出與最終導(dǎo)電連接片厚度相同的板帶材，最后將該板帶材沖制成型為導(dǎo)電連 接片。電子束焊與激光焊法所得到的側(cè)面復(fù)合金屬板帶的焊縫畢竟還是存在一定孔隙度， 軋制過(guò)程可使得焊縫附近的材料得到延伸從而不斷填充和壓合孔隙，再通過(guò)退火擴(kuò)散實(shí)現(xiàn) 焊縫材料的組織致密化，這樣制備出成品厚度的側(cè)面復(fù)合金屬板帶具有優(yōu)良的綜合特性 (力學(xué)性能和電性能)，因而可以最終通過(guò)沖壓得到優(yōu)異性能的導(dǎo)電連接片。而軋制復(fù)合得 到的側(cè)面復(fù)合板帶的結(jié)合面附近本身就具有致密的材料組織，在一般情況下均需進(jìn)行進(jìn)一 步的軋制和退火，以獲得滿(mǎn)足最終導(dǎo)電連接片所需力學(xué)狀態(tài)和尺寸精度的待沖壓板帶，即 此時(shí)也能得到優(yōu)異特性的導(dǎo)電連接片材料。
由于電子束焊、激光焊、軋制復(fù)合在目前技術(shù)水平和能力下可實(shí)現(xiàn)側(cè)面復(fù)合金屬 板帶的連續(xù)大卷重(焊接)復(fù)合生產(chǎn)，這種高效連續(xù)化的生產(chǎn)方式得到的板帶材料具有性 能穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，這樣也有利于后續(xù)自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)出性能一致性好的導(dǎo)電連接片，從 而降低材料生產(chǎn)成本。沖壓生產(chǎn)時(shí)一般取板帶的橫向?qū)挾确较蜃鳛閷?dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方 向，即橫向沖壓方式。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)所沖制的導(dǎo)電連接片可以是簡(jiǎn)單的直條形，也可以其它 復(fù)雜形狀。
本發(fā)明優(yōu)于目前實(shí)際已應(yīng)用的導(dǎo)電連接片，主要是基于以下幾方面的有益效果。
1、可顯著節(jié)約稀缺金屬
對(duì)于原應(yīng)用的純銅導(dǎo)電連接片，可采用較純銅設(shè)計(jì)稍厚的銅/鋁/銅側(cè)面復(fù)合結(jié) 構(gòu)的板帶材制備出長(zhǎng)度尺寸和寬度尺寸與原(純銅材質(zhì))設(shè)計(jì)一樣的節(jié)銅型導(dǎo)電連接片， 這是由于鋁的比重較銅輕很多，可確保實(shí)施本發(fā)明的節(jié)銅型導(dǎo)電連接片在整體導(dǎo)電性接近 甚至優(yōu)于原設(shè)計(jì)的純銅導(dǎo)電連接片情況下，實(shí)現(xiàn)整體減重，即達(dá)到節(jié)銅的目的。對(duì)于原設(shè)計(jì) 的純鎳導(dǎo)電連接片，可采用完全同樣尺寸的鎳/銅/鎳側(cè)面復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片替代，從 而達(dá)到節(jié)鎳目標(biāo)。在上述兩種應(yīng)用情況下，只要保證采用本發(fā)明的導(dǎo)電連接片沿長(zhǎng)度方向 的兩端留有足夠配對(duì)焊接部位的銅材或鎳材部分，即可保證在不改變或稍調(diào)整原焊接工藝 情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的導(dǎo)電連接片與待連接部件的牢固焊接。
2、本發(fā)明的導(dǎo)電連接片在實(shí)現(xiàn)過(guò)渡連接功能的同時(shí)又最大程度地減少了異種金 屬間的接觸電阻。
本發(fā)明的導(dǎo)電連接片在過(guò)渡連接不同金屬材質(zhì)部件方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)該導(dǎo)電連接片的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)在本身無(wú)材料間搭接的情況下(即側(cè)面復(fù)合時(shí)各材料為同一厚 度)，完全可滿(mǎn)足配對(duì)焊接異種金屬的要求。此時(shí)選取與相應(yīng)配對(duì)連接材質(zhì)易焊接的金屬進(jìn) 行導(dǎo)電連接片的設(shè)計(jì)組合，當(dāng)然如這種組合在焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生金屬間化合物時(shí)，可增 加一條起中間過(guò)渡作用的金屬板帶進(jìn)行側(cè)面復(fù)合，即過(guò)渡作用的金屬與其余兩種相鄰的金 屬都具有很好的相容性且不生成金屬間化合物。即使目前一些薄型的導(dǎo)電連接片直接采用 異種金屬薄片進(jìn)行激光焊接-可避免搭接，但此時(shí)激光焊縫材料組織的非完全致密性導(dǎo)致 異種金屬間仍存在較大的接觸電阻。實(shí)施本發(fā)明則可確保各金屬間側(cè)面連接牢固且結(jié)合面 材料組織致密化，因此最終得到的導(dǎo)電連接件在實(shí)現(xiàn)過(guò)渡連接的功能同時(shí)又最大程度地減 少了異種金屬間的接觸電阻，即導(dǎo)電性能得到了保證，較目前所應(yīng)用的導(dǎo)電連接片性能優(yōu)已
3、提高了廢料回收利用價(jià)值。
傳統(tǒng)的層疊金屬軋制覆層法由于各層疊材料之間的結(jié)合為物理冶金鍵合，且結(jié)合 面平行于板帶材外表面，使之邊角料無(wú)法實(shí)現(xiàn)稀缺金屬層與較廉價(jià)金屬間的分離回收，從 而大大降低了材料的回收利用價(jià)值。而用于制備本發(fā)明導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合板帶在加工 過(guò)程中形成的各種邊角料則非常容易實(shí)現(xiàn)組元金屬的分類(lèi)回收，這是由于側(cè)面復(fù)合材料的 結(jié)合面垂直于板帶材表面，此時(shí)用剪切工具沿結(jié)合面剪切分離成不同的材料就變得非常容 易了，即有利于材料分類(lèi)回收。分類(lèi)回收對(duì)提高各材料回用價(jià)值、降低回收成本具有重要意 義，實(shí)際上這也間接意味著達(dá)到了節(jié)約稀缺金屬的目的。
充分利用了側(cè)面復(fù)合金屬板帶材的組合優(yōu)勢(shì)，能夠滿(mǎn)足整體高導(dǎo)電性和過(guò)渡焊接 部件要求，可顯著節(jié)約稀缺金屬，實(shí)現(xiàn)各部件過(guò)渡連接功能的同時(shí)又避免了搭接所帶來(lái)的 負(fù)面影響，提高廢料回收利用價(jià)值。


圖1是其節(jié)鎳導(dǎo)電連接片實(shí)施例1示意圖2是其節(jié)銅導(dǎo)電連接片實(shí)施例2示意圖3是其鋁鎳側(cè)面復(fù)合的極耳實(shí)施例3示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
原產(chǎn)品設(shè)計(jì)為厚度0. 4mm、寬度4mm、總長(zhǎng)度50mm，硬度狀態(tài)為1/4硬的直條形純鎳 導(dǎo)電連接片。
見(jiàn)圖1，采用鎳/銅/鎳側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)。該節(jié)鎳導(dǎo)電連接片具有銅質(zhì)條形導(dǎo)電 體2，在銅質(zhì)條形導(dǎo)電體2的長(zhǎng)度方向兩端面對(duì)稱(chēng)牢固結(jié)合有鎳質(zhì)焊接部分1、3，銅質(zhì)條形 導(dǎo)電體2和鎳質(zhì)焊接部分1之間形成緊密接合的一結(jié)合面12，銅質(zhì)條形導(dǎo)電體2和鎳質(zhì)焊 接部分3之間形成緊密接合的另一結(jié)合面23，銅質(zhì)條形導(dǎo)電體2的橫截面、鎳質(zhì)焊接部分 1、3的橫截面均為矩形。其中，該結(jié)合面12、23的材料組織致密。該鎳質(zhì)焊接部分1、3的厚 度、寬度均與銅質(zhì)條形導(dǎo)電體1的厚度、寬度相同。
圖1節(jié)鎳導(dǎo)電連接片制備過(guò)程為
1、電子束焊制備鎳/銅/鎳組合的側(cè)面復(fù)合帶材。待焊接的原材料為兩條1. Omm 厚、寬度為6mm的鎳帶材和一條1. Omm厚、寬度為38mm厚的銅帶材，兩鎳帶材對(duì)稱(chēng)設(shè)置在 銅帶材兩側(cè)。采用真空連續(xù)電子束(雙槍)焊接機(jī)焊接各帶材的相鄰側(cè)面，通過(guò)電子束轟 擊使相鄰金屬帶材的相鄰側(cè)面局部熔化結(jié)合，形成側(cè)面復(fù)合帶材；其中，電子束焊接工藝參 數(shù)為加速電壓48 50KV，電子束流25 30mA，焊接速度4m/min，真空焊接室的真空度 KT1 l(T2mbar，電子槍真空度 1(Γ5 l(T6mbar。
2、復(fù)合好的側(cè)面復(fù)合帶材經(jīng)后續(xù)軋制加工至成品厚度尺寸和狀態(tài)。具體工藝為 多道軋制，各軋次道次的厚度(mm)依次為1. 00,0. 75,0. 60,0. 50，然后對(duì)0. 5mm厚度的側(cè)面 復(fù)合帶材進(jìn)行連續(xù)退火，退火工藝條件為退火溫度850°C、退火速度細(xì)/min，通NH3保護(hù)。 退火完成后的帶材直接軋制到0. 4mm厚度。
3、帶材成卷沖壓成導(dǎo)電連接片。側(cè)面復(fù)合的成品尺寸帶材進(jìn)入高速?zèng)_床成卷沖 壓，即通過(guò)橫向沖壓成圖1的直條形導(dǎo)電連接片。整體產(chǎn)品的外形尺寸與原設(shè)計(jì)完全相同。
最終的本實(shí)施1導(dǎo)電連接片厚度0.4mm，寬度4mm，總長(zhǎng)度50mm，其長(zhǎng)度方向上銅 質(zhì)條形導(dǎo)電體2兩端對(duì)稱(chēng)的鎳質(zhì)焊接部分1、3外形尺寸可確保與待連接部件的配對(duì)焊接， 而且完全等同于原設(shè)計(jì)中與部件配對(duì)焊接的純鎳焊接部。本設(shè)計(jì)較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)約純鎳達(dá)到 了 76%，且由于純銅條形導(dǎo)電體2的導(dǎo)電性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于純鎳，本導(dǎo)電連接片較原設(shè)計(jì)的導(dǎo)電 連接片的沿長(zhǎng)度方向的導(dǎo)電能力提高了近60%。
根據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，銅質(zhì)條形導(dǎo)電體2的寬度和厚度之比、鎳質(zhì)焊接部分1、3 的寬度和厚度之比均可為1 0.05-0.3。
實(shí)施例2
原設(shè)計(jì)為厚度0. 4mm、寬度4mm、長(zhǎng)度50mm，半硬態(tài)的純銅導(dǎo)電連接片。
實(shí)施例2節(jié)銅導(dǎo)電連接片見(jiàn)圖2，采用銅/鋁/銅側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)。該節(jié)銅導(dǎo)電 連接片具有鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2，在鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2的長(zhǎng)度方向兩端面對(duì)稱(chēng)牢固結(jié)合有銅 質(zhì)焊接部1、3，鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2和銅質(zhì)焊接部分1之間形成緊密面接合的一結(jié)合面12，鋁 質(zhì)條形導(dǎo)電體2和銅質(zhì)焊接部分3之間形成緊密面接合的另一結(jié)合面23，鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體 2的橫截面、銅質(zhì)焊接部分1、3的橫截面均為矩形。該銅質(zhì)焊接部分1、3的厚度、寬度均與 鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2的厚度、寬度相同。
其制備過(guò)程為
1、激光束焊制備銅/鋁/銅組合的側(cè)面復(fù)合帶材。待焊接的原材料為兩條0. 8mm 厚、寬度為6mm的銅帶材和一條0. 8mm厚、寬度為38mm厚的鋁帶材，兩銅帶材對(duì)稱(chēng)設(shè)置在鋁 帶材兩側(cè)。帶材側(cè)面間的焊接采用Ikw的CO2激光連續(xù)焊機(jī)，焊接速度為3m/min，不需要真 空條件，通過(guò)激光照射使相鄰金屬帶材的相鄰側(cè)面局部熔化結(jié)合，形成側(cè)面復(fù)合帶材。
2、對(duì)0.8mm厚度的側(cè)面復(fù)合帶材進(jìn)行連續(xù)軟化退火，退火工藝為退火溫度 500°C、退火速度3m/min，通NH3保護(hù)。退火完成后的帶材軋制成0. 6mm厚度，各軋次道次的 厚度(_)依次為0. 75、0.60。
3、帶材成卷沖壓成導(dǎo)電連接片。側(cè)面復(fù)合的成品尺寸帶材進(jìn)入高速?zèng)_床成卷沖 壓，即通過(guò)橫向沖壓成圖2的直條形導(dǎo)電連接片。整體產(chǎn)品的外形尺寸與原設(shè)計(jì)完全相同。
實(shí)施本例的導(dǎo)電連接片厚度0. 6mm、寬度4mm、總長(zhǎng)度50mm，整體產(chǎn)品的除厚度稍 有變化外，其余外形尺寸與原設(shè)計(jì)完全相同。其中該節(jié)銅直條形導(dǎo)電連接片長(zhǎng)度方向上兩端對(duì)稱(chēng)的銅質(zhì)焊接部分1、3外形尺寸可確保與待連接部件的配對(duì)焊接，且容易實(shí)現(xiàn)。此節(jié) 銅直條導(dǎo)電連接片整體電導(dǎo)率與原設(shè)計(jì)相同，且由于純鋁的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于純銅，即使新設(shè) 計(jì)的導(dǎo)電連接片較原設(shè)計(jì)的導(dǎo)電連接片稍加厚，但總重量也只有原設(shè)計(jì)同樣導(dǎo)電能力純銅 片的70%，用銅量則約為原設(shè)計(jì)的64%。
根據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2的寬度和厚度之比、銅質(zhì)焊接部分1、3 的寬度和厚度之比均可為1 0.05-0.3。
實(shí)施例3
一種鋁殼鋰離子電池所用的極耳(也可理解為導(dǎo)電連接片)為鋁鎳復(fù)合帶(相應(yīng) 厚度比例為1 2)沖成的直條形元件(0. 15mm * 3mm * 40mm,厚*寬*長(zhǎng))或鋁/鎳搭接 型轉(zhuǎn)焊片(鋁帶和鎳帶厚度為0. 15mm，寬度為3mm，鋁帶長(zhǎng)度36mm，鎳帶長(zhǎng)度為10mm，兩材 料搭接重疊長(zhǎng)度為6mm)，
實(shí)施例3為采用本發(fā)明的鋁鎳側(cè)面復(fù)合結(jié)構(gòu)的極耳(或理解為導(dǎo)電連接片)，參考 圖3。該極耳具有鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2，在鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2的長(zhǎng)度方向一個(gè)端面牢固結(jié)合有 鎳質(zhì)焊接部1，鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2和鎳質(zhì)焊接部分1之間形成緊密面接合的一結(jié)合面12，鋁 質(zhì)條形導(dǎo)電體2的橫截面、鎳質(zhì)焊接部分1的橫截面均為矩形。該鎳質(zhì)焊接部分1的厚度、 寬度均與鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2的厚度、寬度相同。
制備過(guò)程為
1、軋制復(fù)合鎳/鋁組合的側(cè)面復(fù)合帶材。待復(fù)合的原材料為將一條0. 8mm厚、寬 度為6mm的鎳帶材和一條0. 8mm厚、寬度為34mm厚的鋁帶材。
將兩帶材經(jīng)過(guò)表面(包括側(cè)面)清洗后并排送入軋制復(fù)合兩輥軋機(jī)，軋制復(fù)合輥 為上下配對(duì)的異型輥，其中上輥輥面加工成帶凹槽的型輥，槽深3mm，槽寬45. Omm ；下輥輥 面則加工成帶凸臺(tái)的型輥，凸臺(tái)高3. 5mm，凸臺(tái)寬44. 5mm。在軋制壓下率為55%的情況下， 特別設(shè)計(jì)的型輥使得并排喂入輥縫的鋁鎳帶相鄰側(cè)面實(shí)現(xiàn)金屬相互擠壓，形成足夠多的新 鮮表面直至牢固結(jié)合，即軋制出口為相鄰側(cè)面已復(fù)合好且整體厚度一致的成卷帶材，其厚 度為 0. 36mm。
2、側(cè)面復(fù)合好的帶材經(jīng)后續(xù)加工至成品厚度尺寸和狀態(tài)。具體工藝為對(duì)0. 36mm 厚度的側(cè)面復(fù)合帶材進(jìn)行連續(xù)軟化退火，退火工藝條件為退火溫度600°C、退火速度4m/ min，通NH3保護(hù)；退火完成后的帶材按下列道次厚度(mm)軋制0. 36,0. 29,0. 23,0. 20 ；然 后對(duì)0. 20mm厚的側(cè)面復(fù)合帶材進(jìn)行成品軋制前的軟化退火，退火工藝條件為退火溫度 600°C、退火速度5m/min，通NH3保護(hù)；最后退火后的帶材直接軋制成0. 15mm。
3、帶材成卷沖壓成極耳(或直條導(dǎo)電連接片)。側(cè)面復(fù)合的0. 15mm厚的帶材進(jìn)入 高速?zèng)_床成卷沖壓，即通過(guò)橫向沖壓成圖3極耳，其厚度0. 15mm、寬度3mm、總長(zhǎng)度40mm。
該極耳鎳質(zhì)焊接部分1和鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2分別與鎳部件和鋁殼對(duì)應(yīng)焊接，因而 焊接質(zhì)量十分牢固且穩(wěn)定。此設(shè)計(jì)的導(dǎo)電能力沿帶材長(zhǎng)度方向較原鋁鎳復(fù)合帶極耳提高了 15%以上，而較搭接型轉(zhuǎn)焊片提高20%以上；從節(jié)鎳效果來(lái)看，新設(shè)計(jì)較鋁鎳復(fù)合帶極耳 節(jié)省純鎳77% (尚未計(jì)算鋁鎳復(fù)合帶回收鎳的損失)，較搭接型節(jié)省鎳40%。
根據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，鋁質(zhì)條形導(dǎo)電體2的寬度和厚度之比、鎳質(zhì)焊接部分1的 寬度和厚度之比均為1 0.03-0.15。
根據(jù)以上實(shí)施例，本發(fā)明還披露了一種用于沖制上述導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，該側(cè)面復(fù)合金屬板帶材包括至少兩種金屬帶，一種是銅帶或鎳帶，其余是比銅帶或 鎳帶相對(duì)廉價(jià)的其它金屬帶，相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè)面牢固結(jié)合，且相鄰金屬帶之間的 結(jié)合部分的材料組織致密。其中，所有金屬帶的厚度相同。
權(quán)利要求
1.一種采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片，其特征是包括至少兩個(gè)異質(zhì)的金屬 片，該異質(zhì)的金屬片中包含至少一個(gè)銅金屬片或一個(gè)鎳金屬片，其余為比銅或鎳廉價(jià)的其 它金屬片，各金屬片沿所述導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方向排列，相鄰金屬片之間在端面緊密結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電連接片，其特征是其中，所有金屬片的厚度相同，相鄰金 屬片之間的結(jié)合部分的材料組織致密，且相鄰金屬片之間無(wú)搭接。
3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述導(dǎo)電連接片的生產(chǎn)方法，其特征是采取以下步驟步驟1，將至少兩種金屬帶通過(guò)側(cè)面復(fù)合工藝，使相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè)面牢固結(jié)合 形成側(cè)面復(fù)合板帶材；所述金屬帶中，一種是銅帶或鎳帶，其余是比銅帶或鎳帶相對(duì)廉價(jià)的 其它金屬帶 ’及,步驟2，使步驟1制得的側(cè)面復(fù)合板帶材通過(guò)軋機(jī)軋制及過(guò)程退火處理，制成與最終導(dǎo) 電連接片厚度相同的板帶材，最后沿橫向沖制成導(dǎo)電連接片。
4.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征是所述側(cè)面復(fù)合工藝是電子束焊工藝，通過(guò) 電子束轟擊使相鄰金屬帶的相鄰側(cè)面局部熔化結(jié)合。
5.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征是其中，所述電子束焊接工藝參數(shù)為，加速 電壓35 100KV、電子束流15 200mA、焊接速度2 15m/min、真空焊接室的真空度KT1 l(T2mbar、電子槍真空度 1(Γ5 l(T6mbar。
6.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征是所述側(cè)面復(fù)合工藝是軋制復(fù)合工藝，通過(guò) 軋制使相鄰金屬帶的相鄰側(cè)面間互相擠壓延伸形成緊密結(jié)合。
7.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征是所述側(cè)面復(fù)合工藝是激光焊接工藝，通過(guò) 激光照射使相鄰金屬帶的相鄰側(cè)面局部熔化結(jié)合。
8.一種用于沖制權(quán)利要求1所述導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，其特征是包括 至少兩種金屬帶，一種是銅帶或鎳帶，其余是比銅帶或鎳帶相對(duì)廉價(jià)的其它金屬帶，相鄰金 屬帶之間在相鄰側(cè)面牢固結(jié)合，且相鄰金屬帶之間的結(jié)合部分的材料組織致密。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，其特征是其中，所有金屬帶的厚度相同。
全文摘要
一種采用側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片，包括至少兩個(gè)異質(zhì)的金屬片，該金屬片中包含至少一個(gè)銅金屬片或鎳金屬片，其余為比銅或鎳廉價(jià)的金屬片，各金屬片沿所述導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方向排列，相鄰金屬片之間在端面緊密結(jié)合，且相鄰金屬片之間無(wú)搭接。其制法是，將至少兩種金屬帶通過(guò)側(cè)面復(fù)合工藝，使相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè)面牢固結(jié)合形成側(cè)面復(fù)合板帶材；制得的板帶材經(jīng)軋制及過(guò)程退火處理，制成與最終導(dǎo)電連接片厚度相同的板帶材，然后沿橫向沖制成型。其充分利用了側(cè)面復(fù)合金屬板帶材的組合優(yōu)勢(shì)，能夠理想地滿(mǎn)足整體高導(dǎo)電性和過(guò)渡焊接部件要求，避免了傳統(tǒng)搭接所帶來(lái)的負(fù)面影響，可顯著節(jié)約稀缺金屬，提高廢料回收利用價(jià)值。
文檔編號(hào)H01R43/16GK102035080SQ20091011070
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者徐卓輝, 沈翠珊 申請(qǐng)人:徐卓輝, 沈翠珊