專利名稱：具有優(yōu)異成型性能的高強(qiáng)度覆層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄的高強(qiáng)度覆層材料，所述覆層材料具有等于或高于70kgf/mm2的抗拉強(qiáng)度，優(yōu)異的成形性能，并且可以通過實(shí)施預(yù)定的電鍍來進(jìn)行深沖壓；而且，更具體而言，涉及一種三層覆層材料，所述三層覆層材料尤其可用來作為制造扣式電池等的陽極殼體的覆層材料，其中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的一個主表面上，Cu則被整體加壓焊接到另一個主表面上；而且，還涉及一種兩層或三層的覆層材料，所述覆層材料可以用來作為制造陰極殼體的覆層材料，其中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的至少一個主表面上。
背景技術(shù)：
研制更小且更輕的器件的努力近年來在電氣設(shè)備領(lǐng)域已得到加強(qiáng)，為此，迫切需要開發(fā)出用于這種設(shè)備中的更小且更薄的電池。例如，幣式電池，扣式電池和其它電池目前正得到廣泛應(yīng)用。
所述這類電池的殼體需要具有足夠的耐腐蝕性，導(dǎo)電性和加工性能。用于制造陽極殼體的材料的實(shí)例包括所謂的三層覆層材料，其中，采用不銹鋼作為基底，Ni與該基底的一個主表面結(jié)合一起，Cu與另一個主表面相結(jié)合。此外，所謂的兩層或三層覆層材料被用來制造陰極殼體，所述的覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni與該基底的一個或兩個主表面相結(jié)合。
對于所述的扣式電池而言，電池壽命由貯存在殼體中的電化學(xué)試劑的量決定，因此，要求增加殼體的容量，以便延長電池壽命。
然而，某些應(yīng)用場合對電池的外形尺寸有限制，這就迫使研究人員通過使用更薄的殼體來增加電池的實(shí)際容量。然而，不可能獲得能夠滿足諸如維持殼體本身的機(jī)械強(qiáng)度不變，阻止電化學(xué)試劑發(fā)生泄漏等要求的殼體材料，從而使得前述目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)。
作為克服所述不足之處的一個措施，已提出開發(fā)扣式電池，所述扣式電池的特別之處是，貯存電化學(xué)試劑的殼體的容量可通過采用下述措施來進(jìn)行顯著增加，所述措施包括采用一種三層覆層材料作為陽極殼體，所述覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni與基底的一個主表面結(jié)合一起，Cu與其另一個主表面相結(jié)合，并且，將所述三層覆層材料中的不銹鋼的重量比設(shè)定為覆層材料總量的77-91％(相應(yīng)于厚度比為79-92％)；采用一種三層覆層材料作為陰極殼體，所述覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni與所述基底的兩個主表面結(jié)合一起，并且，將所述三層覆層材料的回火硬度值設(shè)定在一個預(yù)定水平(3.5)(參見日本未審專利申請(kokai)8-315869；美國專利5,567,538、5,582,930和5,591,541)。
在所述扣式電池中，通過增加構(gòu)成用于制造陽極殼體的三層覆層材料的基底不銹鋼的比例，可以增加每單位覆層材料厚度的強(qiáng)度，并且使所述厚度減小，而同時，通過壓制等方法獲得陽極殼體所需的成型性能可以得到保持；而且，所述陽極殼體的容量可以得到增加，而同時，陽極殼體所要求的強(qiáng)度，剛性，以及壓碎抗力得到保持。
盡管采用由上述三層覆層材料構(gòu)成的陽極殼體和陰極殼體構(gòu)造的扣式電池具有比傳統(tǒng)的扣式電池長得多的壽命，但仍需要進(jìn)一步增加電池的壽命，開發(fā)研制更小更輕的電池，以及對三層覆層材料作進(jìn)一步改善。然而，目前，進(jìn)一步增加構(gòu)成上述基底的不銹鋼的重量比(厚度比)很困難。
公開了一種在所提出的上述陽極殼體和陰極殼體中使用的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)中，與構(gòu)成所述基底的不銹鋼的主表面結(jié)合一起的Ni，Cu或者類似物質(zhì)通過電鍍形成。
然而，在工業(yè)化生產(chǎn)中，考慮到生產(chǎn)率，處理電鍍設(shè)備或電鍍液所需的花費(fèi)等，一般采用冷壓焊進(jìn)行生產(chǎn)。具體而言，將具有預(yù)定厚度的Ni或Cu的薄板放在不銹鋼(基底)的主表面上，借助開坯軋輥對所述薄板進(jìn)行加壓焊接，并同時使之結(jié)合一起，從而軋制出具有預(yù)定厚度的三層覆層材料。
通過在開坯軋輥的上游方向，借助用于將Ni或Cu薄板送進(jìn)的軋輥或者其它部件施加一個特定大小的張力，可以防止所述Ni或Cu薄板在加壓焊接期間出現(xiàn)摺邊等，但是，在進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)時這些薄板的寬度一般為約100～600mm，厚度為約0.1～1.0mm，因此，很難在板厚較小的薄板的整個范圍內(nèi)施加均勻一致的張力。
結(jié)果，所述Ni和Cu薄板在壓力作用下，與不銹鋼(基底)焊合在一起時會出現(xiàn)折疊和摺邊，最終導(dǎo)致表面缺陷的形成和與基底的結(jié)合不充分。因此，不可能將Ni或Cu薄板的厚度減小到某一特定極限之下，而且，結(jié)果是，很難將不銹鋼在整個覆層材料中的重量比(厚度比)提高到某一特定水平之上。
對于陽極殼體而言，例如，一般要求覆層材料的總厚度小于或等于0.30mm。因此，傳統(tǒng)方法能夠確保覆層材料的總量中Ni的重量比為2％(厚度比2％)，但是，尤其不能確保覆層材料的總量中Cu的重量比小于7％(厚度比小于6％)，并且，最終無法確保覆層材料的總量中Ni與Cu的總重量比小于9％(厚度比小于8％)。
因此，認(rèn)為不銹鋼(基底)的重量比(厚度比)存在難于超越的限制，而且，很難使電池壽命超過具有上述所提供的結(jié)構(gòu)的扣式電池的壽命，即，所述扣式電池中，覆層材料總量中不銹鋼的重量比為77～91％(相應(yīng)的厚度比為79～92％)。
發(fā)明公開本發(fā)明的一個目的是克服上述不足之處，并且，提供一種三層材料，所述覆層材料尤其可用來作為制造扣式電池等的陽極殼體的覆層材料，所述覆層材料中，采用不銹鋼作基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的一個主表面上，Cu被整體加壓焊接到另一個主表面上，其中，這種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料可使不銹鋼的重量比進(jìn)一步增加，可使機(jī)械強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)超過傳統(tǒng)三層覆層材料的機(jī)械強(qiáng)度，并且，還可使所述整個覆層材料的厚度減小。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種兩層或三層覆層材料，所述覆層材料可用來作為制造扣式電池等的陰極殼體的覆層材料，所述覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的至少一個主表面上，其中，這種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料可使不銹鋼的重量比進(jìn)一步增加，可具有超過傳統(tǒng)的兩層或三層覆層材料的機(jī)械強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)，而且，還可使所述整個覆層材料的厚度減小。
為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明人對防止Ni，Cu或其它薄板在加壓條件下與由不銹鋼構(gòu)成的基底結(jié)合一起時，出現(xiàn)折疊或摺邊的方法進(jìn)行了廣泛研究。例如，通過采取某種方法，在所述整個薄板范圍施加均勻張力并且防止在加壓焊接期間出現(xiàn)折疊或摺邊已成為可能，所述方法中，將具有特定形狀和尺寸的張緊輥置于開坯軋輥的上游，并且，通過所述張緊輥將Ni，Cu和其它薄板送至所述開坯軋輥。
結(jié)果，在加壓焊接前所述Ni和Cu薄板的厚度可降至約5μm，用作電池殼體的三層覆層材料中所述每種薄板的厚度比可被減小至約所述整個覆層材料厚度的約0.5％。具體而言，有可能在陽極殼體中，不銹鋼的厚度比最高達(dá)99％。除了上述將Ni，Cu或其它薄板送進(jìn)開坯軋輥的方法外，任何常規(guī)制造三層覆層材料的方法基本上都可采用。
另外，有可能通過采用上述方法來增加三層覆層材料中不銹鋼的厚度比，通過在特定溫度下重復(fù)進(jìn)行退火和平整軋制，例如，光整冷軋軋制和其它處理，來使所述三層覆層材料具有超過傳統(tǒng)的三層覆層材料的機(jī)械強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)，以及，在特定情形下，通過采取優(yōu)選的結(jié)構(gòu)來使其強(qiáng)度比傳統(tǒng)的三層覆層材料的強(qiáng)度高10-50％。
具體地，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，所述覆層材料尤其優(yōu)選作為制造電池等的陽極殼體的材料，所述覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的一個主表面上，Cu被整體加壓焊接到另一個主表面上，所述覆層材料中，不銹鋼的厚度大于覆層材料總厚度的92％但不超過99％，抗拉強(qiáng)度等于或高于70kgf/mm2。
對于如此構(gòu)形的高強(qiáng)度覆層材料而言，也有可能提供一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其成形性能得到進(jìn)一步改善，而且，可以進(jìn)行深沖成型，原因在于Cu表面上形成有一層由Sn，Sn-Pb或In構(gòu)成的鍍層。
本發(fā)明也提供一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，所述覆層材料尤其優(yōu)選作為制造電池等的陰極殼體的材料，所述覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的至少一個主表面上，所述覆層材料中，不銹鋼的厚度大于所述覆層材料總厚度的98％，但不超過99.5％；而且，也提供一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，所述覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni或者Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的兩個主表面上，所述覆層材料中，不銹鋼的厚度大于所述覆層材料總厚度的96％但不超過其99％。
也提出了一種具有上述結(jié)構(gòu)，總厚度為0.05～0.100mm的高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料。
附圖簡述

圖1a和1b均是對用于評價成形性能的模型進(jìn)行說明的透視圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式盡管任何傳統(tǒng)材料均可以用來作為構(gòu)成本發(fā)明的基底的高強(qiáng)度覆層材料的不銹鋼，但當(dāng)所述材料用作電池殼體時，從耐腐蝕性，成形性能，機(jī)械性能，密封強(qiáng)度等指標(biāo)考慮，優(yōu)選采用奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼，雙相不銹鋼，析出硬化的不銹鋼等。
盡管可以根據(jù)特定的應(yīng)用場合選擇與由不銹鋼構(gòu)成的基體整體加壓焊接一起的Ni或Ni合金材料，但是，從接觸電阻，電阻，耐腐蝕性，焊接性等方面考慮，尤其是所述材料用于電池的陽極殼體或陰極殼體時，優(yōu)選采用純鎳。從防止出現(xiàn)表面劃痕，改善外觀(光澤)等方面考慮，一般使用其中已添加特定量的Cr，Cu，Be，Nb，C，W等中之一種或多種元素的Ni合金(使用范圍一般為約2-3wt％)。
盡管可以根據(jù)特定的應(yīng)用場合選擇與由不銹鋼構(gòu)成的基體整體加壓焊接一起的Cu，但是，從耐腐蝕性，與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)性，抑制氣體的產(chǎn)生等方面考慮，尤其是所述材料用于電池的陽極殼體時，優(yōu)選使用純度最高的Cu。使用含有特定量的雜質(zhì)的傳統(tǒng)材料也能夠獲得本發(fā)明的效果。從省卻水銀等物質(zhì)的角度考慮，也可以使用通過用Sn，Sn-Pb，In等物質(zhì)電鍍或涂覆Cu表面獲得的材料。
通過在Cu表面上電鍍Sn，Sn-Pb，In等物質(zhì)，可以改善本發(fā)明的覆層材料的成形性能，而且，可以很容易地將形狀比孔徑更深的陽極殼體加工成形。
如上所述，被整體加壓焊接在本發(fā)明的覆層材料中的Ni，Ni合金，銅等的厚度可以明顯減小，而且，相對于整體覆層材料而言，所述不銹鋼(基底)的厚度可顯著增加。
例如，不銹鋼的量可以增至通過Ni和Cu的整體加壓焊接獲得的覆層材料的總量的92-99％，所述覆層材料是用于陽極殼體的優(yōu)選覆層材料。
根據(jù)本發(fā)明人所進(jìn)行的實(shí)驗，當(dāng)上述厚度比低于92％時，可以獲得與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同的效果，當(dāng)所述比值超過99％時，Ni，Cu和其它層中會有細(xì)孔和裂紋形成。尤其是，通過與所盛放的溶液反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣，而且電池會出現(xiàn)泄漏，因此，當(dāng)所述材料用作電池的陽極殼體時，不可能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。為此，將所述厚度比設(shè)定為約92-99％。
所提供的覆層材料的抗拉強(qiáng)度為70kgf/mm2或者更高，并且優(yōu)選為75kgf/mm2或者更高，以便使加工性至少與過去相當(dāng)。任選地，通過特定的光整冷軋可將抗拉強(qiáng)度增至，為90kgf/mm2或更高，并且優(yōu)選增至95kgf/mm2或更高。
有可能提供一種其總厚度為0.05～0.3mm同時不銹鋼的前述厚度比得以保持的覆層材料。為了有效利用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選厚度范圍為0.05～0.100mm，而且，在將厚度的減小與成形性能等一并考慮時，尤其優(yōu)選用作電池陽極殼體的覆層材料為0.07～0.100mm。
如上所述，當(dāng)尚未加壓焊接的Ni薄板的厚度為約5μm時，可以實(shí)現(xiàn)良好的整體加壓焊接，因此，對于通過采用與上述結(jié)構(gòu)相同的方式，將Ni或Ni合金整體加壓焊接到不銹鋼的至少一個主表面而獲得的覆層材料的結(jié)構(gòu)而言，有可能獲得同樣的效果。
在Ni或Ni合金被整體加壓焊接到不銹鋼基底的一個主表面的覆層材料中，所述不銹鋼的厚度可以大于所述覆層材料總厚度的98％，但不超過其總厚度的99.5％；在Ni或Ni合金被整體加壓焊接到不銹鋼基底的兩個主表面上的覆層材料中，所述不銹鋼的厚度可以大于所述覆層材料總厚度的96％，但不超過其總厚度的99％，從而有可能提供一種其抗拉強(qiáng)度等于或高于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度覆層材料。
所述材料結(jié)構(gòu)也能夠獲得一種其總厚度為0.05～0.3mm同時不銹鋼的上述厚度比得以保持的覆層材料。為了有效利用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選覆層材料的厚度為0.05～0.100mm，而且，當(dāng)將厚度的減小與成形性能等一并考慮時，尤其優(yōu)選用于電池的陰極殼體的覆層材料厚為0.07～0.100mm。
在任何一種上述覆層材料中，除了每種材料的厚度比、總厚度、抗拉強(qiáng)度等以外，硬度、埃里克森值等均可以依據(jù)需要來加以調(diào)整。尤其是對于電池殼體而言，通過根據(jù)可加工性、形狀、大小和決定殼體容量(此為電池壽命的一個重要參數(shù))的其它因素，在附后的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)選擇最佳條件，可以獲得各種滿足要求的覆層材料。
實(shí)施例實(shí)施例1表1示出了根據(jù)傳統(tǒng)加工方法(未使用張緊輥)制造的傳統(tǒng)覆層材料的抗拉強(qiáng)度與本發(fā)明的覆層材料的抗拉強(qiáng)度的比較結(jié)果，本發(fā)明的覆層材料根據(jù)采用上述措施實(shí)施的加工方法(使用張緊輥)進(jìn)行制造，該方法應(yīng)用的結(jié)構(gòu)中，Ni被整體加壓焊接到不銹鋼基底的一個主表面上，Cu被整體加壓焊接到不銹鋼基底的另一主表面上，以便對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)加以利用。與傳統(tǒng)的覆層材料相似，本發(fā)明的覆層材料的總厚度為0.09mm。
采用一種相當(dāng)于SUS304(JISG4307)作為基底不銹鋼，相當(dāng)于VNiR的合金(JISH4501)作為所述Ni，相當(dāng)于C1020的合金(JISH3100)作為所述Cu。根據(jù)JISZ2241，JISZ2251和JISZ2247分別測量了抗拉強(qiáng)度，硬度和埃里克森值的大小。
表1

注1“SUS的增加量”指的是每個樣品的SUS厚度，假定作為傳統(tǒng)覆層材料的樣品1的SUS厚度為100。注2“樣品9和10通過對覆層材料樣品4和8分別進(jìn)行光整冷軋獲得。
由表1可看出，本發(fā)明的覆層材料具有比傳統(tǒng)覆層材料更高的抗拉強(qiáng)度。此外，埃里克森值與傳統(tǒng)覆層材料大致相同，表明其深沖性能與傳統(tǒng)覆層材料一樣好。
實(shí)施例2表2示出的是傳統(tǒng)覆層材料與本發(fā)明的覆層材料的抗拉強(qiáng)度的比較結(jié)果，對本發(fā)明覆層材料的厚度進(jìn)行改變，以便利用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。所用不銹鋼(基底)，Ni和Cu與實(shí)施例1中的材料相同。
表2

注1“SUS的增加量”指的是每個樣品的SUS厚度，假定作為傳統(tǒng)覆層材料的樣品11的SUS厚度為100。注2“樣品25和26通過對覆層材料樣品21和17分別進(jìn)行光整冷軋獲得。
由表2可看出，本發(fā)明的覆層材料具有比傳統(tǒng)的覆層材料更高的抗拉強(qiáng)度，而且，當(dāng)所提供的覆層材料的抗拉強(qiáng)度與傳統(tǒng)的覆層材料相同時，其厚度可減小約5-50％。例如，當(dāng)所述提供的材料用作電池的陽極殼體時，通過在保持所述殼體的外觀尺寸不變的同時，減小其厚度，可以增大所述殼體的容量。由此，就能夠獲得更長的電池壽命。
實(shí)施例3表3示出了根據(jù)傳統(tǒng)制造方法(未使用張緊輥)制造的傳統(tǒng)覆層材料與本發(fā)明的覆層材料的抗拉強(qiáng)度的比較結(jié)果，本發(fā)明的覆層材料通過采用上述措施的加工方法(使用張緊輥)進(jìn)行制造，使用該方法處理的結(jié)構(gòu)中，Ni被整體加壓焊接到不銹鋼基底的一個或兩個主表面上，目的在于對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)加以證實(shí)。
與所述傳統(tǒng)的覆層材料類似，本發(fā)明的覆層材料的總厚度為0.09mm。采用一種SUS304等效鋼(JISG4307)作為基底不銹鋼，VNiR等效材料(JISH4501)作為所述Ni。依據(jù)JISZ2241測量抗拉強(qiáng)度。
表3

注“SUS的增加量”指的是樣品28-30和32-34的SUS厚度，假定作為傳統(tǒng)覆層材料的樣品27或31的SUS厚度為100。
表3中的本發(fā)明的覆層材料通過光整冷軋獲得?？梢钥闯觯景l(fā)明的覆層材料具有比傳統(tǒng)覆層材料更高的抗拉強(qiáng)度。也可以證實(shí)，即使未進(jìn)行光整冷軋?zhí)幚?，所提供的覆層材料的抗拉?qiáng)度至少與傳統(tǒng)覆層材料相同。
實(shí)施例4為了證實(shí)本發(fā)明的覆層材料可以用作電池的陽極殼體，通過壓制加工將本發(fā)明的而且由實(shí)施例1中的樣品4-10(Ni/SUS/Cu)構(gòu)成的覆層材料(總厚度0.09mm)沖制成外徑7mm，高6mm的有底圓柱(圖1a)，這樣，所述圓柱的內(nèi)圓周表面是Cu。所獲得結(jié)果如表4所示，由所述材料可獲得形狀規(guī)則的殼體，所述殼體非常圓，而且沒有裂紋，開裂等現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)。
表4

實(shí)施方案5為了證實(shí)本發(fā)明的覆層材料可以用作電池的陰極殼體，通過壓制加工將本發(fā)明的并且包括實(shí)施例3中的樣品28-30(Ni/SUS)和樣品32-34(Ni/SUS/Ni)的覆層材料(總厚度0.09mm)沖制成外徑7mm，高6mm的有底圓柱(圖1a)。所獲結(jié)果如表5所示?？刂茦悠?8-30的成形過程，以使獲圓柱的內(nèi)圓周表面是SUS。由所述材料可獲得形狀規(guī)則的殼體，所述殼體非常圓，并且沒有裂紋、開裂等現(xiàn)象出現(xiàn)。
表5

實(shí)施方案6沖壓在比實(shí)施例4和5甚至更嚴(yán)酷的條件下進(jìn)行，以便證實(shí)通過對本發(fā)明的覆層材料進(jìn)行電鍍處理，可以改善成形性能。具體而言，通過壓制加工將本發(fā)明的并且包括實(shí)施例1中的樣品4-10的覆層材料(總厚度0.09mm)，以及通過在所述覆層材料的Cu表面鍍覆Sn，Sn-Pb，或In(厚度2μm)獲得的覆層材料沖制成外徑3mm、高度10mm的有底圓柱(圖1b)，以使其內(nèi)圓周表面為所述Cu的一側(cè)，所獲結(jié)果如表6所示。在表6中采用下面的分級體系來評價成形性能“◎”表示成形性能良好，“○”表示殼體中有輕微形狀缺陷存在，“×”表示殼體中材料已斷裂，不能進(jìn)行沖壓成形。
表6<

<p>未經(jīng)鍍覆的樣品4-8沒有裂紋、開裂等現(xiàn)象出現(xiàn)，但它們的成形性能不能令人滿意。也能夠證實(shí)未經(jīng)鍍覆的樣品9和10中存在裂紋、開裂等，而且，很難對其進(jìn)行沖壓成型。
另外，通過在樣品4-10的Cu表面上鍍覆Sn，Sn-Pb或In所獲得的覆層材料不存在裂紋、開裂等，而且，能夠形成非常圓的形狀規(guī)則的殼體，已證實(shí)，通過對強(qiáng)度高且通常不適合沖壓的樣品9和10實(shí)施充分沖壓成形，可使本發(fā)明的覆層材料的應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)展。
工業(yè)應(yīng)用性由上述實(shí)施例明顯可知，本發(fā)明的覆層材料能夠使不銹鋼的厚度比進(jìn)一步增加，能夠獲得與傳統(tǒng)覆層材料相等或更高的機(jī)械強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)，并且，在三層覆層材料中，或者在兩層或三層的覆層材料中，能夠使所述覆層材料的總厚度減小，所述三層覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的一個主表面上，Cu被整體加壓焊接到另一主表面上；所述兩層或三層覆層材料中，采用不銹鋼作為基底，Ni或Ni合金被整體加壓焊接到所述基底的至少一個主表面上，從而有可能增加扣式電池等的陽極殼體，陰極殼體等的容量，有可能使貯存電化學(xué)試劑的產(chǎn)品的容量得到明顯增加，有可能獲得更小更輕的產(chǎn)品，而且，有可能在所述材料用來制造所述殼體時，在保持所要求的殼體的強(qiáng)度，剛性和壓碎抗力不變的同時，使電池壽命得以延長。
在具有Cu層的三層覆層材料這一具體情形中，通過在Cu表面鍍覆Sn，Sn-Pb，In等可以改善沖壓成型性，從而，由于與上述效果間的協(xié)同效應(yīng)，因此有可能使本發(fā)明的覆層材料的應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步拓寬。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其包含作為基底的不銹鋼；與所述基底的一個主表面整體加壓焊接在一起的Ni或Ni合金；與另一主表面整體加壓焊接一起的Cu，所述不銹鋼的厚度大于所述覆層材料總厚度的92％，但不超過其總厚度的99％，而且，所述覆層材料的抗拉強(qiáng)度等于或高于70kgf/mm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其包含一個在所述Cu表面上的由Sn、Sn-Pb或In組成的鍍層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其總厚度為0.05～0.100mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，所述材料用于制造電池的陽極殼體。
5.一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其包含作為基底的不銹鋼；與所述基底的一個主表面整體加壓焊接在一起的Ni或Ni合金，所述不銹鋼的厚度大于所述覆層材料總厚度的98％，但不超過其總厚度的99.5％。
6.一種高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其包含作為基底的不銹鋼；與所述基底的兩個主表面整體加壓焊接在一起的Ni或Ni合金，所述不銹鋼的厚度大于所述覆層材料總厚度的96％，但不超過其總厚度的99％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，其總厚度為0.05～0.100mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7的高強(qiáng)度、高成形性能的覆層材料，所述材料用于制造電池的陰極殼體。
全文摘要
一種具有優(yōu)異成形性能的高強(qiáng)度覆層材料,具體而言,是一種三層的覆層材料,所述三層覆層材料的制造過程為:采用不銹鋼作為基底,將Ni或者Ni合金的薄板與所述基底的一個主表面結(jié)合一起,并且,使銅的薄板與所述基底的另一主表面結(jié)合一起,上述兩個結(jié)合過程均通過加壓焊接實(shí)施;或者是一種兩層或三層的覆層材料,其通過加壓焊接,使鎳或者其合金的薄板與所述基底的至少一個主表面結(jié)合一起來進(jìn)行制造。所述覆層材料能夠在其總厚度減小的同時,使不銹鋼的相對厚度進(jìn)一步增加,從而,獲得至少與傳統(tǒng)的兩層或三層覆層材料相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)。將具有預(yù)定尺寸和形狀的張緊輥置于加壓焊接軋輥的進(jìn)料端一側(cè),并且,通過所述張緊輥將鎳、銅等的薄板送進(jìn)所述加壓焊接軋輥中,從而,能夠在每個薄板的整個范圍施加均勻一致的張力,能夠防止在加壓焊接期間出現(xiàn)開裂和皺折,能夠在加壓焊接前使鎳和銅的薄板的厚度減小至約5μm,而且,能夠使每種薄板在用于電池殼體的三層覆層材料中的相對厚度降低至為總厚度的約0.5%。
文檔編號B32B15/01GK1268086SQ98808466
公開日2000年9月27日 申請日期1998年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者石尾雅昭 申請人:住友特殊金屬株式會社