[发明专利]覆镍多孔钢带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属带材的制备方法，特别涉及覆镍钢带的制备方法。

背景技术

多孔钢带以其强度高，韧性好和制作成本低而广泛应用于电池极板的材料。金属镍是一种导电性和电化学性能优异的有色金属，因此为改善钢带的导电性、粘接性和电化学性能，常常在钢带表面镀一层金属镍。专利“抗腐蚀镀镍钢板或钢带及其制法(专利号：CN93107442)中公开了在钢板或钢带上采用电镀的方法在钢板或钢带上镀覆镍的方法，但是该专利方法以及现有技术由于局限于直接在钢带表面电镀金属镍，制备的是一种只具有覆单层镍的钢带，由Fe-Ni相图可知，传统工艺所制备的Fe-Ni镀层中容易形成一种铁镍脆性相，因此将降低镀层与基体的结合强度和覆镍多孔钢带的抗腐蚀性能，在用于制作电池时，有损于电池的容量和使用寿命。因此，现有覆镍多孔钢带为解决耐腐蚀性能，只能以加厚金属镍层，以牺牲镍成本为代价来保证镀层的耐腐蚀性能，造成镍资源的极大浪费。

发明内容

本发明旨在提供一种抗腐蚀性能及机械性能较好、节约镍资源的覆镍钢带，并且提供制备该材料的方法。通过以下方案实现本发明。

覆镍钢带，上述覆镍钢带的制备方法，包括以下步骤：第一步：选择厚度为0.025～0.08mm、孔径为0.5～1.5mm的多孔钢带作为基材，在其表面电沉积厚度为1.0～2.0μm的镍-铁合金层，合金层中镍含量为25～40wt％，余量为铁；此为第一级电镀，第二步：将上述经第一级电镀的基材在高氯的电沉积镍体系中沉积厚度为0.5-2.0μm的金属镍层，体系中的氯化镍浓度为55-75g/L，此为第二级电镀；第三步：将上述已覆部分镍的钢带半成品再在含有光亮剂成份电沉积镍体系中电沉积厚度为0.3-2.0μm金属镍层，此为第三级电镀，得覆镍钢带。

第一级电镀采用2-5A/dm²的小电流密度在基体上电沉积0.2-1.0μm镍铁合金层，镍镀层占40-60wt％，电镀液成份为：硫酸镍180-250g/L，硫酸亚铁150-200g/L，氯化亚铁100-175g/L硼酸30-45g/L，pH2.5-3.5，温度为室温；第二级电镀采用6-10A/dm²的大电流密度在第一级电沉积后的表面镀0.5-2.0μm镍层，电沉积镍体系成份为：硫酸镍180-250g/L，氯化镍55-75g/L硼酸30-45g/L，pH3.5-4.5，温度为45-60℃；第三级电镀采用6-12A/dm²大电流密度在经过第二级电镀后的表面镀0.3-2.0μm镍层，电沉积镍体系成份为：硫酸镍200-250g/L，氯化镍30-45g/L硼酸30-45g/L，pH3.8-4.5，光亮剂糖精0.5-1.2g/L，温度为45-60℃。

为使基材的电沉积效果更好，镀覆金属层与基材层结合更紧密，在所述电沉积合金层步骤之前，先对钢带基材进行除油，然后活化。

为进一步提高材料的抗腐蚀性能和机械性能，在完成所述电沉积工序后，对覆镍多孔钢带清洗干燥后，再对其进行热处理，热处理选用下列方式中的一种：一是热处理炉中有可还原金属的气氛，还原气氛为氢气和氮气的混合气体，混合气体中氢气∶氮气为3∶1，还原温度为550℃-680℃，保温时间为8-10小时；二是采用真空热处理方法，温度为600℃-800℃，时间为8-10小时。

与现有技术相比，本发明的优点体现于：1、采用小电流密度条件下进行铁镍合金电沉积作为底层，不仅能有效对基体表面进行活化，为后续电沉积提供活化的表面，同时还有效地节省了40％以上的镍。

2、采用底层小电流沉积致密性结晶镀层后，再采用高浓度氯离子的暗镍体系在中间层沉积一层结晶较粗的纯镍镀层，以覆盖底层的铁镍合金镀层存在的相关孔隙，进一步提高整个镀层的致密性与结合力，同时减少了镀层的内应力。

3、采用大电流密度以及光亮镀镍体系在经过二级电镀后的表面再覆盖一层纯镍层，以完全覆盖前二次电沉积镀层所存在的空隙。

4、对经过三级不同工艺的电沉积后，对材料进行镀层晶体重结晶处理，使三层镀层相互渗透与融合，进一步细化了整体镀层的晶粒组织，有效地改善了镀层的耐腐蚀性能，同时提升了材料的机械性能。

附图说明

图1A：采用本发明制备的覆镍多孔钢带耐腐蚀性检测图。

图1B：现有工艺制备的覆镍多孔钢带耐腐蚀性检测图。

图2：两种工艺制备的覆镍多孔钢带抗拉力对比图。

图3：两种工艺制备的覆镍多孔钢带延伸率对比图。

图4A：采用本发明制备的覆镍多孔钢带的镀层结晶形态。