專利名稱：一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的二次電池和堿性一次電池的鋼殼生產(chǎn)工藝是用低碳鋼帶成型后再用滾動鍍一層鎳鍍層。由于滾動鍍鎳的過程中清洗困難、鍍深能力不足和電鍍尖端放電等原因，目前這種工藝逐漸被另一種工藝所取代，該工藝是在低碳鋼帶連續(xù)鍍鎳后，通過連續(xù)退火擴(kuò)散形成鎳/鐵擴(kuò)散層，并有效控制擴(kuò)散層厚度，控制鍍鎳表面的鐵的暴露率。美國專利US5679181公開一種耐蝕性鎳鍍層鋼帶的生產(chǎn)工藝，該工藝在冷軋鋼帶的至少一面鍍鎳，使鎳鍍層部分或全部成為鐵/鎳擴(kuò)散層，鍍鎳層表面鐵的暴露率占4 % 30%。 歐洲專利EP1111697公開一種用于電池殼或有相同結(jié)構(gòu)的表面處理鋼帶及鋼帶和電池的生產(chǎn)工藝，該工藝是在300 650°C于惰性氣體或除氧氣氛中熱處理4 10h，在各自的邊界形成鐵/鎳和鎳/鉍擴(kuò)散層。電池的殼體采用具有鐵/鎳擴(kuò)散層、鎳層、鎳/鉍擴(kuò)散層、鐵/鎳/鉍合金層中至少I層的鋼帶生產(chǎn)。這種經(jīng)表面處理的鋼帶生產(chǎn)的電池殼有優(yōu)異的耐堿性和長時間維持足夠放電水平的特性。美國專利US4910096公開一種深度擴(kuò)散的鍍鎳?yán)滠堜搸В撲搸窃诶滠堜搸想姵练eI 6 μ m的鎳層，再在其上鍍O. 01 I. O μ m的鈷層，于580 710°C溫度下熱處理形成深度擴(kuò)散層。該鋼帶的制備方法具有經(jīng)濟(jì)、可塑性強(qiáng)、鍍層擴(kuò)散深、耐蝕性好等特點(diǎn)。美國專利US5587248公開一種耐蝕性鍍鎳鋼帶及其生產(chǎn)工藝，該工藝是在至少冷軋鋼帶的一面鍍鎳，并使鎳鍍層部分或全部形成鐵/鎳擴(kuò)散層，且鎳鍍層表面鐵的暴露率不大于30%。美國專利US5335841公開一種具有優(yōu)異耐蝕性內(nèi)表面焊管的生產(chǎn)工藝，該工藝至少在鋼帶的一面上涂覆雙層鎢涂層，第一層為鎳或鉆或其合金，第二層使用相對第一層金屬熔點(diǎn)要低的金屬或合金。將鋼帶加工成管后熱處理使焊管沒有裸露的鋼基體。該焊管具有優(yōu)異的耐蝕性和實用性。日本專利JP3104855公開一種擴(kuò)散處理鎳鋼帶及生產(chǎn)工藝，該工藝在鋼帶雙面形成鎳的擴(kuò)散層，一面鎳的擴(kuò)散層鎳控制在2 10g/m2的范圍內(nèi)，另一面鎳的擴(kuò)散層鎳為2g/m2。再在鎳擴(kuò)散層兩層上電沉積鎳層，相應(yīng)地控制一面在2 10g/m2的范圍內(nèi)，另一面為2g/m2。加熱上表面使鎳滲人形成擴(kuò)散層，另外在此基礎(chǔ)上還可以在雙面繼續(xù)鍍鎳，從而易于使上下表面形成不同質(zhì)量的鎳擴(kuò)散層。該工藝可以滿足內(nèi)外表面耐蝕性能要求的不同。中國專利CN1600904A公開一種覆鎳深沖鋼帶及其生產(chǎn)方法，在鋼帶上連續(xù)電沉積鎳I 2 μ m鎳，并通過熱處理和激光熱沖擊處理，使鎳鍍層形成鐵/鎳擴(kuò)散層，并控制露鐵率在3%以內(nèi)，然后通過精整工序制得所需尺寸的防腐鋼帶。該鋼帶具有優(yōu)異的耐蝕性和頭用性。雖然目前許多研究工作對鍍鎳工藝、退火工藝、脈沖激光沖擊工藝取得了一定進(jìn)展，在不同程度上提高了鎳鍍層性能和耐腐蝕性能。但是，已有工藝主要是集中于鎳薄鍍層的電沉積，這樣在深度軋壓、深沖等一些工藝加工過程中容易由于涂層過薄而裸露出基體；而由于厚涂層與基體的界面應(yīng)力過大或由于熱處理工藝不適當(dāng)，厚涂層容易出現(xiàn)涂層脫落、起皮現(xiàn)象。現(xiàn)有覆鎳鋼帶的擴(kuò)散層主要是Fe-Ni或Fe-Ni-C擴(kuò)散層，露鐵率較高，容易降低防腐性能，而且熱處理工藝不合適，容易在界面處形成相界，這對于工程材料界面力學(xué)性能是極其有害的。此外，在延伸率、抗拉強(qiáng)度、硬度方面不能形成較好的匹配關(guān)系。這些覆鎳鋼帶的不足，使得其不適宜電池鋼殼的使用工況。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份 組成C 0. 15-0. 20%, Si 0. 2-0. 4%, Mn :0. 5-0. 7%, Als :0. 01-0. 02%, Ti :0. 05-0. 08%, P (O. 03%, S ·.( O. 01%, Ni 0. 3-0. 5%, Nb :0. 7-0. 9%, N ·.( O. 015%, O ·.( O. 006%，其余
為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其中鉻層的厚度為I. 5-2. 5μπι;制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐600-620g/L，鹽酸20-25ml/L，余量為水；鎳層的厚度為6_8 μ m ;制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳560-600g/L，氯化鎳12-14g/L，硼酸35_45g/L，余量為水。本發(fā)明對低碳鋼的成分進(jìn)行了調(diào)整，主要元素設(shè)計依據(jù)如下C:鋼中含碳量增力口，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量O. 23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過O. 20%。Si =Si在鋼中起到脫氧、增加強(qiáng)度和改善耐蝕性的作用，若其含量高，則鋼的加工和韌性惡化。因此，Si的含量以O(shè). 2-0. 4%為宜。Mn =Mn為弱奧氏體元素，提高熱塑性，其含量控制為O. 5-0. 7%。Ti和Nb :Ti可以與鋼中的硫結(jié)合形成TiC2S化合物以，防止MnS所引起的點(diǎn)蝕。另外，Ti和Nb可以提高鋼的室溫和高溫強(qiáng)度，提高成型性及焊接性，但對鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度不利。Ti和氮的親和力大于Nb，而Nb和碳的親和力大于Ti。Ti與氮形成的氮化物(TiN)作為夾雜物會影響鋼的表面和內(nèi)在質(zhì)量，Nb與氮形成的氮化物(NbN)還會降低鋼的熱塑性。因此，綜合考慮以上因素，控制Ti :0. 05-0. 08%, Nb :0. 7-0. 9%。Ni :鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性，但價格昂貴，綜合考慮控制Ni 0. 3-0. 5%o本發(fā)明具有如下有益效果(I)為實現(xiàn)較好的鍍覆效果，本發(fā)明對低碳鋼的成分進(jìn)行了調(diào)整，添加了適量的Ti、Ni和Nb等合金元素，并控制N，O的含量，以改善表面狀態(tài)。(2)通過添加鉻涂層作為擴(kuò)散阻擋層，能有效阻擋鐵的擴(kuò)散，而且由于擴(kuò)散層中形成了鉻含量20% 30%的類不銹鋼結(jié)構(gòu)的防腐層，雙重地增加了防腐性能。(3)針對鍍鉻和鍍鎳的雙層鍍覆設(shè)計思路，調(diào)整了鍍鉻和鍍鎳的鍍液成分，使得涂層還具有表面光亮、較低孔隙率、較高機(jī)械性能的特征。
具體實施方式
實施例一一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份組成C 0. 15%, Si 0. 4%, Mn :0. 5%, Al s :0. 02%, Ti :0. 05%, P O. 03%, S O. 01%, Ni O. 5%,Nb :0. 7%，N :彡O. 015%,O :彡O. 006%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);其中鉻層的厚度為2. 5 μ m ;制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐600g/L，鹽酸25ml/L，余量為水；鎳層的厚度為6 μ m ;制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳600g/L，氯化鎳12g/L，硼酸45g/L，余量為水。實施例二一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份組成C 0. 20%, Si 0. 2%, Mn :0. 7%, Als :0. 01%, Ti :0. 08%, P ^ O. 03 %, S ^ O. 01 %, Ni O. 3%,Nb 0. 9%,N O. 015%,O O. 006%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其中鉻層的厚度為1.5μπι;制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐620g/L，鹽酸20ml/L，余量為水；鎳層的厚度為8 μ m ;制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳560g/L，氯化鎳14g/L，硼酸35g/L，余量為水。 實施例三一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份組成C 0. 18%, Si 0. 3%, Mn :0. 6%, Als :0. 015%, Ti :0. 065%, P O. 03%, S O. 01%, Ni 0.4%，Nb :0. 8%，N O. 015%, O :彡O. 006%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其中鉻層的厚度為2 μ m ;制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐610g/L，鹽酸23ml/L，余量為水；鎳層的厚度為7 μ m ;制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳580g/L，氯化鎳13g/L，硼酸40g/L，余量為水。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，其特征在于，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份組成c 0. 15-0. 20%, Si 0. 2-0. 4%, Mn :0. 5-0. 7%, Als :0. 01-0. 02%, Ti O. 05-0. 08%, P ·.( O. 03%, S O. 01%, Ni 0. 3-0. 5%, Nb 0. 7-0. 9%, N ·.( O. 015%, O (O. 006%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其中鉻層的厚度為1.5-2. 5μπι;制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐600-620g/L，鹽酸20-25ml/L，余量為水；鎳層的厚度為6_8 μ m ;制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳560-600g/L，氯化鎳12-14g/L，硼酸35_45g/L，余量為水。
2.如權(quán)利要求I所述的一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，其特征在于，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份組成C 0. 18%, Si 0. 3%, Mn 0. 6%, Al s :0.015%, Ti O. 065%, P ^ O. 03 %, S ^ O. 01 %, Ni 0. 4 %, Nb 0. 8%, N ^ O. 015 %, O ^ O. 006 %,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其中鉻層的厚度為2 μ m ;制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐610g/L，鹽酸23ml/L，余量為水；鎳層的厚度為7 μ m ;制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳580g/L，氯化鎳13g/L，硼酸40g/L，余量為水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池鋼殼用鍍鎳鉻鋼帶，所述鋼帶的化學(xué)成分以重量百分比計由下列組份組成C0.15-0.20%，Si0.2-0.4%，Mn0.5-0.7%，Als0.01-0.02%，Ti0.05-0.08%，P≤0.03％，S≤0.01％，Ni0.3-0.5％，Nb0.7-0.9%，N≤0.015％，O≤0.006％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其中鉻層的厚度為1.5-2.5μm；制備鉻層的溶液成分為無水鉻酸酐600-620g/L，鹽酸20-25ml/L，余量為水；鎳層的厚度為6-8μm；制備鎳層的鍍液成分氨基磺酸鎳560-600g/L，氯化鎳12-14g/L，硼酸35-45g/L，余量為水。
文檔編號H01M2/02GK102873935SQ20121035976
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者宋志方 申請人:無錫市方正金屬捆帶有限公司