本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，具體涉及一種充電電瓶用深沖冷軋鋼帶及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

電瓶，也叫蓄電池，是電池的一種，它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善其已成為世界上廣泛使用的一種化學(xué)電源，具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、原材料豐富(且可再生使用)及造價低廉等優(yōu)點。主要應(yīng)用在交通運輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國防、計算機、科研等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，成為社會生產(chǎn)經(jīng)營活動和人類生活中不可缺少的產(chǎn)品。

電瓶的基帶指充電電瓶內(nèi)部沖孔拉毛彎曲成型，鍍鎳掛漿后做為充電電瓶的陽極，電瓶的制備過程中對基帶材料的性能要求較高。隨著科技的進步，電瓶的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的拓寬。諸如高鐵、飛機等大型運輸工具和吊車、升降平臺等重型機械設(shè)備需要更大功率、更大電流以及更高強度的電瓶，同時對電瓶基帶的制備也提出了更高的要求。

目前充電電池行業(yè)用基帶大部分選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼q195和spcc鋼種，通常采用在590-610℃下進行退火處理，利用拉矯改善鋼帶平直度工藝生產(chǎn)電瓶基帶用鋼帶。然而此種鋼帶韌性不足，延伸率一般在27-30％，將其應(yīng)用于更大功率、大電流的電瓶基帶制備時，經(jīng)沖孔拉毛后彎曲成型時極易斷裂，成品率較低，難以滿足要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種充電電瓶用深沖冷軋鋼帶及其制備方法和應(yīng)用，提高了鋼帶的韌性，其延伸率達(dá)到40％左右，解決了充電電瓶用基帶沖孔拉毛后彎曲成型時沖孔處易斷裂的難題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種充電電瓶用深沖冷軋鋼帶的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將牌號為bufd的冷軋板在650-685℃下進行退火處理；

(2)對步驟(1)退火處理后得到的鋼帶進行平整和表面毛化處理，得到深沖冷軋鋼帶。

本發(fā)明選用牌號為bufd的特深沖碳素結(jié)構(gòu)鋼材為原料，在650-685℃下進行退火，提高了鋼帶的韌性，使鋼帶的延伸率提高到40％左右，增加其深沖性能和彎曲次數(shù)。得到的深沖冷軋鋼帶在用于充電電瓶用基帶制備時，經(jīng)沖孔拉毛彎曲成型處理無斷裂現(xiàn)象。

本發(fā)明選擇對已高溫退火處理恢復(fù)材料塑性的鋼帶進行平整處理，以消除鋼帶的屈服平臺，避免鋼帶在沖孔拉伸彎曲時出現(xiàn)沖壓滑移線，提高鋼帶的韌性防止彎曲斷裂。本發(fā)明選擇在平整處理過程中同時對鋼帶進行表面毛化處理，使得到的深沖冷軋鋼帶表面為2d表面，粗糙度為ra為0.70-0.90um，有利于在后續(xù)對鋼帶進行電鍍加工時增加鍍層與鋼帶的結(jié)合面積，使鍍層與鋼帶結(jié)合更牢固。

根據(jù)本發(fā)明，按質(zhì)量百分含量計，所述牌號為bufd的冷軋板由以下組分組成：c≤0.008％；mn≤0.30％；p≤0.02％；s≤0.02％；al≥0.015％；ti≤0.20％；余量為fe。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟(1)所述退火處理前將牌號為bufd的冷軋板壓延為成品原料鋼卷。

根據(jù)本發(fā)明，選用四輥可逆冷軋機對牌號為bufd的冷軋板進行壓延。

根據(jù)本發(fā)明，所述成品原料鋼卷的厚度為0.10-0.50mm，例如可以是0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm或0.50mm，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，所述成品原料鋼卷的寬度為390-420mm，例如可以是390mm、395mm、400mm、405mm、410mm、415mm或420mm，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

本發(fā)明所述成品原料鋼卷的寬度優(yōu)選為405mm。

根據(jù)本發(fā)明，所述成品原料鋼卷表面為2b面，表面粗糙度ra為0.15-0.25μm，例如可以是0.15μm、0.16μm、0.17μm、0.18μm、0.19μm、0.20μm、0.21μm、0.22μm、0.23μm、0.24μm或0.25μm，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，所述成品原料鋼卷的硬度hv≥200。

根據(jù)本發(fā)明，所述成品原料鋼卷的抗拉強度為490-785mpa，例如可以是490mpa、520mpa、550mpa、580mpa、610mpa、640mpa、670mpa、700mpa、730mpa、760mpa或785mpa，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，在步驟(1)所述退火處理前對所述成品原料鋼卷進行脫脂和松卷處理。對所述成品原料鋼卷進行松卷處理，目的是為了避免后續(xù)退火處理過程中鋼卷鋼帶間出現(xiàn)粘結(jié)。

根據(jù)本發(fā)明，所述脫脂的操作為：對所述成品原料鋼卷開卷，然后在60-70℃下，使用堿性脫脂液對成品原料鋼卷依次進行浸入式和高壓噴淋二級脫脂。所述脫脂的溫度可以為60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃或70℃，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，所述堿性脫脂液中除油粉的濃度為30-50g/l，例如可是30g/l、32g/l、34g/l、36g/l、38g/l、40g/l、42g/l、44g/l、46g/l、48g/l或50g/l，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，所述脫脂過程中機組的速度為60-100m/min，例如可以是60m/min、65m/min、70m/min、75m/min、80m/min、85m/min、90m/min、95m/min或100m/min，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

所述脫脂過程中機組的速度指脫脂過程中成品原料鋼卷在機組中的運行速度。

根據(jù)本發(fā)明，對開卷后的成品原料鋼卷進行收卷，收卷過程中采取2-6kg/mm²的單位張力，例如可以是2kg/mm²、2.5kg/mm²、3kg/mm²、3.5kg/mm²、4kg/mm²、4.5kg/mm²、5kg/mm²、5.5kg/mm²或6kg/mm²，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)所述退火處理的溫度為650-685℃，例如可以是650℃、653℃、655℃、658℃、660℃、663℃、665℃、668℃、670℃、672℃、675℃、677℃、680℃、682℃或685℃，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

本發(fā)明經(jīng)過大量的實驗證明，只有牌號為bufd的冷軋板在上述溫度范圍內(nèi)進行退火處理才能大幅提高材料的延伸率，當(dāng)選用其他牌號的鋼材時則不能達(dá)到此效果。當(dāng)退火處理溫度過低時，鋼帶性能不達(dá)標(biāo)，延伸率更低；溫度過高延伸率提高不明顯且材料易出現(xiàn)脆性、斷裂。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)所述退火處理的保溫時間為10-12h，例如可以是10h、10.2h、10.4h、10.6h、10.8h、11h、11.2h、11.4h、11.6h、11.8h或12h，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)所述退火處理在強對流氣體保護罩式光亮退火爐中進行。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)所述退火處理保溫結(jié)束后隨爐冷卻到400-450℃后起吊加熱罩后鼓風(fēng)冷卻至75℃下出爐，可以隨爐冷卻到400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃或450℃，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，為保證退火處理后鋼帶光亮且不被氧化，步驟(1)所述退火處理過程中將冷軋板置于25％n2和75％h2組成的保護氣氛中。

根據(jù)本發(fā)明，所述保護氣氛的露點溫度小于-60℃，例如可以是-61℃、-63℃、-65℃、-68℃、-70℃、-72℃、-75℃、-78℃、-80℃、-85℃或-90℃，以及其它小于-60℃的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)中使用張力輥單機架二輥平整機對退火處理后得到的冷軋板進行平整和表面毛化處理。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)所述平整處理的壓下率為1.5-3％，例如可以是1.5％、1.7％、2％、2.3％、2.5％、2.8％或3％，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)所述平整處理時機組的速度為150-200m/min，例如可以是150m/min、160m/min、170m/min、180m/min、190m/min或200m/min，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

所述平整處理時機組的速度指平整處理時鋼帶在平整機組中的運行速度。

根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)中經(jīng)過表面毛化處理后得到的深沖冷軋鋼帶的表面為2d面，表面粗糙度ra為0.70-0.90μm，例如可以是0.70μm、0.73μm、0.75μm、0.78μm、0.80μm、0.83μm、0.85μm、0.87μm或0.90μm，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

得到深沖冷軋鋼帶后，可以任選地根據(jù)客戶對產(chǎn)品要求的規(guī)格，對鋼帶進行分卷處理。所述分卷處理指對深沖冷軋鋼帶進行切割分卷。

由于碳素結(jié)構(gòu)鋼帶易生銹，本發(fā)明可以任選地在分卷處理時利用靜電噴霧技術(shù)對鋼帶進行兩面涂油處理，通過將防銹油均勻的涂在鋼帶的表面，防止鋼帶銹蝕。

根據(jù)本發(fā)明，所述涂油處理的噴油量為0.3-3g/m²，例如可以是0.3g/m²、0.5g/m²、1g/m²、1.5g/m²、2g/m²、2.5g/m²或3g/m²，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

根據(jù)本發(fā)明，所述涂油處理時機組的速度為80-150m/min，例如可以是80m/min、90m/min、100m/min、110m/min、120m/min、130m/min、140m/min或150m/min，以及上述數(shù)值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉。

所述涂油處理時機組的速度指涂油處理時深沖冷軋鋼帶在機組中的運行速度。

第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的制備方法得到的深沖冷軋鋼帶。

本發(fā)明制備得到的深沖冷軋鋼帶具有優(yōu)異的性能，其伸長率為35-40％，抗拉強度為360-380n/mm²，維氏硬度hv為85-105，表面粗糙度ra為0.70-0.90μm，且沖孔拉毛彎曲成型無斷裂現(xiàn)象。

第三方面，本發(fā)明提供一種如第二方面所述的深沖冷軋鋼帶的應(yīng)用，所述深沖冷軋鋼帶應(yīng)用于充電電瓶基帶的制備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明通過對原料鋼材、退火溫度以及平整處理工序的選擇，大幅提高了深沖冷軋鋼帶的延伸率，最終將其延伸率提高到40％左右，增加材料的深沖性能和彎曲次數(shù)，使其在沖孔拉毛彎曲成型時無斷裂，符合電瓶用基帶的制備要求，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

(2)本發(fā)明通過選擇對退火處理后的鋼帶進行表面毛化處理，得到了表面為2d表面，粗糙度為ra為0.70-0.90um的深沖冷軋鋼帶，有利于在后續(xù)對鋼帶進行電鍍加工時增加鍍層與鋼帶的結(jié)合面積，使鍍層與鋼帶結(jié)合更牢固。

具體實施方式

為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。

本發(fā)明具體實施例部分所用除油粉為佛山市超科精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的型號為f-8300堿性工業(yè)除油粉。其他一些諸如壓延、開卷、分卷、涂油等工序的具體操作均采用本領(lǐng)域公知的技術(shù)進行。

實施例1

(1)將牌號為bufd的冷軋板壓延為厚度0.10mm，寬度405mm，表面2b表面，粗糙度ra＝0.15-0.25um，硬度hv210，抗拉強度為630mpa的成品原料鋼卷；

(2)將步驟(1)得到的成品原料鋼卷進行開卷，然后在60℃下，控制機組的速度為80m/min，使用除油粉濃度為40g/l的堿性脫脂液對開卷后的成品原料鋼卷依次進行浸入式和高壓噴淋二級脫脂，脫脂完成后清洗、烘干，采取2kg/mm²的單位張力對烘干后的成品原料鋼卷進行收卷，得到經(jīng)過松卷處理的成品原料鋼卷；

(3)將步驟(2)松卷處理后的成品原料鋼卷在強對流氣體保護罩式光亮退火爐中進行退火處理，控制退火溫度為650℃，保溫10h，退火過程在露點溫度為-62℃的25％n2和75％h2組成的保護氣氛中進行，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至450℃，起吊加熱罩后鼓風(fēng)冷卻至75℃下出爐，得到退火后的鋼帶；

(4)使用張力輥單機架二輥平整機對退火處理后得到的鋼帶進行平整和表面毛化處理，控制壓下率為2％，張力為10kg/mm²，機組運行速度為200m/min，經(jīng)過平整毛化處理后得到所述深沖冷軋鋼帶，其表面為2d表面，表面粗糙度ra為0.70-0.90μm。

實施例2

(1)將牌號為bufd的冷軋板壓延為厚度0.20mm，寬度400mm，表面2b表面，粗糙度ra＝0.15-0.25um，硬度hv205，抗拉強度為580mpa的成品原料鋼卷；

(2)將步驟(1)得到的成品原料鋼卷進行開卷，在70℃下，控制機組的速度為80m/min，使用除油粉濃度為50g/l的堿性脫脂液對開卷后的成品原料鋼卷依次進行浸入式和高壓噴淋二級脫脂，脫脂完成后清洗、烘干，采取5kg/mm²的單位張力對烘干后的成品原料鋼卷進行收卷，得到經(jīng)過松卷處理的成品原料鋼卷；

(3)將步驟(2)松卷處理后的成品原料鋼卷在強對流氣體保護罩式光亮退火爐中進行退火處理，控制退火溫度為670℃，保溫11h，退火過程在露點溫度為-72℃的25％n2和75％h2組成的保護氣氛中進行，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至420℃，起吊加熱罩后鼓風(fēng)冷卻至75℃下出爐，得到退火后的鋼帶；

(4)使用張力輥單機架二輥平整機對退火處理后得到的冷軋板進行平整和表面毛化處理，控制壓下率為3％，張力為8kg/mm²，機組運行速度為180m/min，經(jīng)過平整毛化處理后得到所述深沖冷軋鋼帶，其表面為2d表面，表面粗糙度ra為0.70-0.90μm；

(5)任選地，根據(jù)客戶對產(chǎn)品要求的規(guī)格對步驟(4)得到的深沖冷軋鋼帶進行分卷處理，采用縱剪機組將鋼帶分切為184+0/-0.20mm寬、200-220kg/卷，采用輥高壓靜電涂油機對分切后的鋼帶兩面進行均勻涂油，噴油量控制為0.3-1.5g/m²。

實施例3

(1)將牌號為bufd的冷軋板壓延為厚度0.30mm，寬度410mm，表面2b表面，粗糙度ra＝0.15-0.25um，硬度hv220，抗拉強度為693mpa的成品原料鋼卷；

(2)將步驟(1)得到的成品原料鋼卷進行開卷，在70℃下，控制機組的速度為80m/min，使用除油粉濃度為50g/l的堿性脫脂液對開卷后的成品原料鋼卷依次進行浸入式和高壓噴淋二級脫脂，脫脂完成后清洗、烘干，采取6kg/mm²的單位張力對烘干后的成品原料鋼卷進行收卷，得到經(jīng)過松卷處理的成品原料鋼卷；

(3)將步驟(2)松卷處理后的成品原料鋼卷在強對流氣體保護罩式光亮退火爐中進行退火處理，控制退火溫度為685℃，保溫12h，退火過程在露點溫度為-65℃的25％n2和75％h2組成的保護氣氛中進行，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至420℃，起吊加熱罩后鼓風(fēng)冷卻至75℃下出爐，得到退火后的鋼帶；

(4)使用張力輥單機架二輥平整機對退火處理后得到的鋼帶進行平整和表面毛化處理，控制壓下率為2.5％，張力為20kg/mm²，機組運行速度為200m/min，經(jīng)過平整毛化處理后得到所述深沖冷軋鋼帶，其表面為2d表面，表面粗糙度ra為0.70-0.90μm；

(5)任選地，根據(jù)客戶對產(chǎn)品要求的規(guī)格對步驟(4)得到的深沖冷軋鋼帶進行分卷處理，采用縱剪機組將鋼帶分切為184+0/-0.20mm寬、200-220kg/卷，采用輥高壓靜電涂油機對分切后的鋼帶兩面進行均勻涂油，噴油量控制為0.3-1.5g/m²。

對比例1

與實施例1相比，除了將牌號為bufd的冷軋板替換為q195結(jié)構(gòu)鋼外，其他步驟和條件與實施例完全相同。

對比例2

與實施例1相比，除了將牌號為bufd的冷軋板替換為spcc冷軋板外，其他步驟和條件與實施例1完全相同。

對比例3

與實施例1相比，除了將步驟(3)中退火的溫度替換為610℃外，其他步驟和條件與實施例1完全相同，即退火溫度過低。

對比例4

與實施例1相比，除了將步驟(3)中退火的溫度替換為695℃外，其他步驟和條件與實施例1完全相同，即退火溫度過高。

對比例5

與實施例1相比，除了去掉步驟(4)對鋼帶的平整和毛化處理外，其他步驟和條件與實施例1完全相同，即退火處理后直接得到成品鋼帶。

對比例6

與實施例1相比，除了去掉步驟(4)中對鋼帶的毛化處理外，其他步驟和條件與實施例1完全相同，即退火處理后只進行平整處理。

性能測試

對實施例1-3，對比例1-6中得到的產(chǎn)品進行性能測試，采用本領(lǐng)域公知的方法分別測試其維氏硬度、抗拉強度、伸長率和表面粗糙度。沖孔拉毛彎曲成型的工藝流程為：采用沖床利用模具對鋼帶沖孔，鋼帶背后有沖出的毛刺，然后對沖孔后背面有毛刺的鋼帶進一步90°角彎曲成型。測試結(jié)果如表1所示。

表1

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，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)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。