[发明专利]一种提高锂电池涂布机导辊表面耐磨性和耐蚀性的方法

说明书

本发明公开了一种提高锂电池涂布机导辊表面耐磨性和耐蚀性的方法。本发明按照下述步骤进行：第一：采用超音速火焰喷涂工艺，将低熔点Ni基合金粉末喷射到导辊表面，形成一层致密的涂层；第二：采用氧乙炔火焰喷枪对经第一步超音速火焰喷涂工艺喷涂后的导辊进行加热；第三：采用激光光束对经第一和第二步骤后的导辊表面涂层进行扫描照射，激光扫描功率为2.5～4KW,扫描速度为200～400mm/min。调节到刚好使表面涂层完全熔化。本发明能大幅提高导辊的使用寿命。其使用寿命是镀硬铬工艺和等离子喷涂工艺的2‑3倍；与离子注入和气相沉积工艺寿命相当，但制造成本却只有其1/3。

技术领域

本发明涉及锂电池涂布机领域，更具体的说，是涉及一种提高锂电池涂布机导辊表面耐磨性和耐蚀性的方法。

背景技术

锂电池涂布机工作时通过涂布机的涂布装置把浆料均匀涂敷在铜箔或者铝箔上。涂布机的工作流程：将成卷的基材，如：铝箔、铜箔等，涂上一层特定功能的涂料等，经烘干后收卷。导辊是电池涂布机的主要部件，使用导辊完成对极片的辊压，可以提高电池的储能等各项指标。涂布过程中，对导辊的技术要求很高，要求辊面的同轴度≤0.005mm，表面粗糙度达到Ra0.05。由于电池极片表面存在特殊的酸性介质，导辊的磨损和腐蚀都相当严重。最早多采用耐热不锈钢材料制造，能部分解决工件的防腐问题，但磨损问题不能解决，因此使用寿命很低。

采用普通钢辊表面镀硬铬工艺，虽然提高了表面的硬度，使用寿命有一定的提高，但仍不理想。采用高能等离子设备对工件表面喷涂陶瓷材料，大幅提高了表面的耐磨性，解决了工件的磨损问题，耐蚀性能也有了一定的提高。但是由于喷涂层存在一定的空隙率(2％-3％)，使用一段时间后，工作时的腐蚀介质会逐步侵入到基体，工件的表面会出现许多微小的麻点，表面粗糙度就达不到要求了，耐腐蚀性不能满足要求，寿命一般只有几个月。

采用真空离子注入工艺和气相沉积工艺在导辊表面生成一层类金刚石涂层，能显著提高导辊的耐磨性和耐蚀性，能够满足使用要求。但这两种工艺有一个共同的特点，就是需要大型的真空炉设备和炉内调节装置，工艺费用很高。

目前提高导辊表面耐磨性和耐蚀性的主要方法有镀硬铬、等离子喷涂或超音速喷涂陶瓷材料、真空离子注入和气相沉积等。镀硬铬方法能显著提高导辊表面的耐磨性，但耐蚀性不能满足要求；等离子和超音速喷涂陶瓷材料耐磨性耐蚀性都得到了很大提高，但由于喷涂层存在一定的孔隙率，长时间使用后，酸性介质会通过这些空隙侵蚀基体，影响了导辊的使用寿命。真空离子注入和气相沉积工艺虽然能够解决导辊的磨损和腐蚀问题，但需要大型的真空炉设备，制造成本很高。

发明内容

本发明的目的是，克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种提高锂电池涂布机导辊表面耐磨性和耐蚀性的方法。

本发明一种提高锂电池涂布机导辊表面耐磨性和耐蚀性的方法，按照下述步骤进行：

第一步骤：采用超音速火焰喷涂工艺，将低熔点Ni基合金粉末喷射到导辊表面，形成一层致密的涂层；超音速火焰喷涂(简称HVOF)是利用可燃气体在氧气助燃下释放的化学能为热源；

第二步骤：采用氧乙炔火焰喷枪对经第一步超音速火焰喷涂工艺喷涂后的导辊进行加热，氧乙炔火焰喷枪是利用氧气和乙炔气体燃烧产生的热能对工件进行加热的一种装置；

第三步骤：采用激光光束对经第一和第二步骤后的导辊表面涂层进行扫描照射，激光扫描功率为2.5～4KW,扫描速度为200～400mm/min。调节到刚好使表面涂层完全熔化。

采用本发明的工艺方法，在锂电池涂布机导辊表面熔覆一层低熔点Ni基合金粉末涂层，激光熔覆层的硬度为Hv900—Hv1000，激光熔覆层的厚度为1.0mm—1.1mm。该涂层具有很好的耐磨性和耐蚀性，能大幅提高导辊的使用寿命。其使用寿命是镀硬铬工艺和等离子喷涂工艺的2-3倍；与离子注入和气相沉积工艺寿命相当，但制造成本却只有其1/3。

具体实施方式