[发明专利]一种用于锂电池联接镍片的电阻焊电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，涉及到汽车电阻焊电极、电池(镍氢电池、锂电池等)焊接电极等领域，尤其是一种用于锂电池联接镍片的电阻焊电极的制备方法。

背景技术

在现代工业中，生产线、自动焊接机、机械手的大量运用，要求焊接在高速、高节拍、高质量中完成，这样对焊接设备各部件均提出了更高的要求。电阻焊电极，因为在高温、高压下频繁地与工件接触，在使用中需经常地更换。现大量使用的电极材料铬锆铜(Cu-Cr-Zr系列)，由于软化温度较低，大约在500℃左右，因此损坏严重，使焊接成本大幅提高，由于经常地更换，也严重影响了焊接设备的高效率。随着近年来汽车行业的发展，耐蚀性优良的镀锌板得到了广泛的应用。而在使用Cu-Cr-Zr系列电极进行点焊时，钢板镀层中的锌很容易固溶到电极材料中去，使电极与钢板粘接在一起，影响接合质量并可造成自动生产线中断，导致生产率下降。基于以上原因，美国、日本等国家普遍采用自己开发的抗粘接电极材料——氧化铝弥散强化铜(ODS/Cu)。由于其高导电(80％IACS左右)及高的抗高温软化性能(软化温度≥900℃)优良，焊接镀锌的钢板时，在氧化铝强化铜电极顶部工作面形成的氧化铝保护层，能有效防止电极表面层在焊接低碳钢板过程中与钢板粘接，很大程度上减轻电极损耗，提高电极使用寿命2～5倍并显著提高生产效率。

弥散铜电极材料主要用于汽车行业的点焊，作为电极材料的升级换代产品，正逐步取代传统的Cu-Cr-Zr系列电极(美国、日本及南韩已规模取代)，我国也有不少汽车合资公司(北京现代、上海大众、湖北雪铁龙、一汽大众等)也在规模使用进口(包括外资独资公司进口棒坯在国内深加工)的高铝弥散铜电极材料及部分试用国内高铝弥散铜电极材料。弥散铜电阻焊电极材料，还应用于镍氢电池、镍镉电池、聚合物电池、锂电池的生产中连接片、电芯、引出片的焊接。目前，国内外常规弥散铜电阻焊电极材料的制备均没有采用无氧铜包套复合工艺，造成弥散铜粉锭存放、粉锭挤压前的加热防氧化以及挤制棒材的表面质量、成材率都存在一些问题。

鉴于上述原因，现研发出一种用于锂电池联接镍片的电阻焊电极的制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于锂电池联接镍片的电阻焊电极的制备方法，具有高强度、高导电性、高抗软化温度，解决了粉锭存放及挤压前的粉锭加热氧化问题，提高了加工材的表面质量，提高成材率，降低成本。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种用于锂电池联接镍片的电阻焊电极的制备方法，Al在配比时重量百分比为0.5～1.0％，内氧化后形成Al₂O₃的重量百分比为0.8～2.2％，余量为Cu；采用的加工工艺流程为：水雾化制粉→粉末干燥→筛分→氧源制备→混粉→装胶套→冷等静压→内氧化、还原、烧结一体化热处理→无氧铜包套密封→粉锭加热→热挤压→锯切→矫直→减径锻造→包装入库。

水雾化制粉：采用100kg中频熔炼炉进行熔炼，首先在中频炉内加入高纯无氧电铜熔炼50～100分钟，熔炼过程用木炭覆盖；然后加入铜-13％磷中间合金脱氧0.5～5分钟，再加入铜-30％铝中间合金熔炼4～10分钟，铜-30％铝中间合金内Al的重量含量为0.5～1.0％，待熔体温度达到1250～1400℃时出炉，然后用7～9Mpa高压水进行雾化制粉；粉末干燥：粉末经甩干机初步脱水后，用不锈钢料舟装入粉末在烘干箱内干燥，温度设定为280℃～300℃，干燥时间一般为3～3.5小时，应避免粉末发黑；筛分：采用40目和100目两层筛网过筛，制得小于40目原始粉和小于100目原始粉，将两种原始粉分别存放备用。

氧源制备：把小于100目原始粉放入电阻炉内进行氧化，氧化温度为300～550℃，时间为50～110小时，氧化完毕过100目筛网，制得小于100目的黑氧源，送入井式炉内进行分解，分解温度为600℃～900℃氮气气氛，使其变成玫瑰红色的氧化亚铜备用。

混粉：把制得的氧化亚铜和小于40目原始粉按配比公式计算出比例，放到V型混料机中进行混合制得弥散铜粉，混料时间为0.5～2小时；所述的配比公式为：M/N＝9A/8B×P，M为小于40目的原始粉，重量单位是kg，N为氧化剂重量，重量单位是kg，A为氧化剂重量百分比，可用氢损值代替，B为原始粉中Al％，即原始粉中铝的重量百分比，P为氧化剂过剩系数0.3～1.0。