專利名稱：雙鍍層鋼帶及電鍍工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍍有鎳鐵合金層/鎳鍍層的雙鍍層鋼帶及電鍍工藝，特別適用于電極 制造用的穿孔鋼帶、沖孔鋼帶的電鍍。
背景技術(shù)：
電源制造行業(yè)廣泛使用厚度0. 2mm以下的穿孔鋼帶、沖孔鋼帶作為電極連接件或 骨架，鋼帶上通常電鍍厚度為3 5μπι的鎳層，目的是為了防止鋼帶基體在電極制造過程 及電池使用過程中鋼帶被腐蝕。鋼帶上鍍純鎳層存在成本高，且耐腐蝕性低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了降低穿孔鋼帶、沖孔鋼帶鍍鎳成本，同時(shí)提高 鋼帶耐腐蝕性。本發(fā)明的技術(shù)方案是鎳鐵合金鍍層部分代替純的鎳層，基體鋼帶上鍍有2_4μπι 的鎳鐵合金鍍層；鎳鐵合金鍍層上面鍍有0. 5 2 μ m的鎳層。其中，鎳鐵合金鍍層中含鐵量為25 30%，鐵含量會(huì)影響鍍層機(jī)械性能(主要是 硬度、及內(nèi)應(yīng)力)，鐵含量過高的內(nèi)應(yīng)力大，不利于電極制造。由于雙層鍍層，鎳鐵合金鍍層和鎳層之間存在電位差，且孔隙率相對(duì)較低，因此， 在產(chǎn)生腐蝕時(shí)，會(huì)優(yōu)先與中間鎳鐵合金鍍層反應(yīng)，從而達(dá)到保護(hù)基體的目的，基體耐腐蝕性 能得到提高。本發(fā)明的電鍍方法是將鋼帶清理干凈后，先電鍍鎳鐵合金后電鍍鎳。值得注意的是本發(fā)明不能先鍍鎳層后鍍鎳鐵合金層，因?yàn)殒囪F合金在表面會(huì)產(chǎn)生 黃色斑點(diǎn)，采用先鍍鎳鐵合金層后鍍鎳的方法可以避免產(chǎn)生黃色斑點(diǎn)(鐵的腐蝕產(chǎn)物)。為了消除上一工序溶液，避免對(duì)下一工序造成影響，或者是影響鍍層最后的外觀 質(zhì)量，可在每一工序后增加清洗步驟。其中，清理鋼帶表面可采用現(xiàn)有方法去油、并酸浸蝕清除被鍍零件表面的銹跡及 氧化皮?，F(xiàn)有技術(shù)中有自行車鋼圈、銅板等表面鍍鎳鐵合金鍍層的工藝，通常采用鎳板+ 純鐵板的組合陽極，采用鎳板、純鐵板的面積比例來控制電鍍?nèi)芤褐墟囯x子與鐵離子的比 例，存在操作困難的問題。且，只鍍鎳鐵合金，鍍層耐腐蝕能力不足，表面會(huì)很快產(chǎn)生黃色斑 點(diǎn)(鐵的腐蝕產(chǎn)物)。本發(fā)明電鍍鎳鐵合金不采用現(xiàn)有的鎳板+純鐵的組合陽極，而采用鎳板為單一陽 極，采用在電解液中滴加FeSO4溶液的方式補(bǔ)充電解過程中消耗的鐵，通過滴加速度控制電 解液中鎳離子與鐵離子的比例，操作簡(jiǎn)單。電鍍?nèi)芤号浞綖镹iSO4 · 7H20 220 250g/L ；
H3B0330 40g/L ；NaClO 15g/L;FeSO4 · 7H20 25 35g/L ；十二烷基硫酸鈉0. 1 0. 3g/L ；穩(wěn)定劑少量(這里使用的穩(wěn)定劑一般采用抗壞血酸1 2g/L，也可以使用市售的 商品穩(wěn)定劑，如廣州二輕生產(chǎn)的BH穩(wěn)定劑)。還可以使用檸檬酸、葡萄糖酸、酒石酸及其復(fù) 配混合物。采用穩(wěn)定劑的目的是避免鍍液中的二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，從而導(dǎo)致鍍 層脆性增加，機(jī)械性能降低，甚至產(chǎn)生毛刺。硫酸亞鐵配置成濃度為20% 25%的溶液緩慢滴入電鍍?nèi)芤褐?，補(bǔ)充電鍍過程 中消耗的Fe2+離子，使得Fe2+濃度維持在5 7g/L。
具體實(shí)施方式
之一，電鍍鎳鐵合金時(shí)，在鍍槽旁設(shè)置一加料槽，電鍍槽和加料槽通 過兩根液體輸送管連同，形成連續(xù)循環(huán)；硫酸亞鐵溶液在加料槽完成滴加，通過循環(huán)管輸送 至電鍍槽補(bǔ)充電解過程中消耗的Fe2+，詳見

圖1。為了防止鍍層出現(xiàn)毛刺及針孔，連同電鍍槽和加料槽的液體輸送管中間設(shè)置過濾 裝置，使得電鍍槽中電鍍液過濾除去固體雜質(zhì)后再進(jìn)入加料槽；同時(shí)，加料槽完成硫酸亞鐵 溶液加料，過濾后再進(jìn)入電鍍槽。其中，電鍍溫度在50 70°C為宜，電流密度2 ΙΟΑ/dm2，走帶速度可根據(jù)所需電 鍍層厚度要進(jìn)行調(diào)整。溫度過低，電鍍速度慢，容易燒焦，溫度過高，穩(wěn)定劑容易氧化分解， 二價(jià)鐵容易被氧化成三價(jià)鐵。電鍍用的電源可采用高頻開關(guān)電源或其它電源。其中，電鍍鎳可采用通用的電鍍鎳配方及電鍍鎳工藝。具體實(shí)施時(shí)，鋼板經(jīng)去油、水清洗、陰陽極聯(lián)合電解去油、水清洗、酸浸蝕、水清洗、 電鍍鎳鐵合金、水清洗、電鍍鎳、水清洗、堿中和、干燥、收卷。本發(fā)明的有益效果鎳鐵合金鍍層部分代替純的鎳層成本較低(鎳鐵合金鍍層中含鐵量為25 30%， 鐵的價(jià)格非常便宜，目前價(jià)格為4元/kg左右，鎳的價(jià)格較高，目前為190元/kg左右)。另外，本發(fā)明電鍍方法，采用硫酸亞鐵滴入電鍍?nèi)芤褐械姆绞?，補(bǔ)充電鍍過程中消 耗的Fe2+離子，不需要控制陽極的鐵板和鎳板的面積比例，工藝維護(hù)簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，包括以下步驟(1)去油采用各類酸性或堿性去油溶液均可，目的是去除鋼帶表面的油污。(2)用水清洗；(3)陰陽極聯(lián)合電解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蝕；目的是清除被鍍零件表面的銹跡及氧化皮；(6)用水清洗；(7)電鍍鎳鐵合金電鍍?nèi)芤号浞綖镹iSO4 · 7H20 220 250g/L ；H3B0330 40g/L ；NaClO 15g/L，F(xiàn)eSO4 · 7H20 25 35g/L，十二烷基硫酸鈉0. 1 0. 3g/L，穩(wěn)定劑少量 (這里使用的穩(wěn)定劑一般采用抗壞血酸1 2g/L，也可以使用市售的商品穩(wěn)定劑，如廣州二 輕生產(chǎn)的BH穩(wěn)定劑)溫度50 70°C，電流密度2 ΙΟΑ/dm2，走帶速度可根據(jù)厚度要進(jìn)行 調(diào)整。陽極材料采用單一的電解鎳板，將硫酸亞鐵配置成濃度為20% 25%的溶液緩慢滴 注加入電鍍?nèi)芤?。電鍍用的電源為高頻開關(guān)電源但不限于高頻開關(guān)電源。金屬鎳有很強(qiáng)的鈍化能力，為了防止鎳陽極鈍化，加入陽極活性劑，能促進(jìn)陽極溶 解，保證鎳離子的正常補(bǔ)充。通常用NaCl、氯化鎳等，當(dāng)陽極鎳變成鎳離子離開陽極時(shí)，由于 氯離子的存在，很快形成氯化鎳，而氯化鎳水溶性好，這樣使鎳離子迅速?gòu)年枠O區(qū)擴(kuò)散到鍍 液內(nèi)部，從而防止陽極鈍化。但是添加過多會(huì)使陽極溶解過快。添加十二烷基硫酸鈉、正辛基硫酸鈉等表面活性劑是為了防止鍍層產(chǎn)生針孔，加 入過多過少都會(huì)使鍍層表面發(fā)花。硼酸H3BO3是緩沖劑，具有穩(wěn)定pH值的作用，pH值控制在3. 0 5. 0 (優(yōu)選3. 5 4.5)。但是，硼酸的量過多會(huì)造成毛刺和粗糙。(8)用水清洗(9)電鍍鎳可采用通用的電鍍鎳配方及工藝電鍍鎳0. 5 2 μ m。(10)用水清洗(11)中和將鋼帶從pH值為8 12的堿性溶液中通過。目的是將鋼帶表面中和 成堿性狀態(tài)，防止儲(chǔ)存、使用過程中銹蝕。(12)干燥將鋼帶牽引入烘箱中通過，烘干。(13)收卷。以下通過具體實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。實(shí)施例1 電鍍厚度為0. Imm,寬度為23mm的穿孔鋼帶(1)去油采用各類酸性或堿性去油溶液均可，目的是去除鋼帶表面的油污。(2)用水清洗；(3)陰陽極聯(lián)合電解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蝕；(6)用水清洗；(7)電鍍鎳鐵合金電鍍?nèi)芤号浞綖?NiSO4 · 7H20 220g/L ；H3B0330g/L ；NaCl 12g/ L，F(xiàn)eSO4 ·7Η20 28g/L，十二烷基硫酸鈉0. lg/L，BH穩(wěn)定劑18ml/L，溫度55°C，電流密度5A/ dm2,電鍍時(shí)間3min。鎳鐵合金厚度2. 3 μ m。(8)用水清洗(9)電鍍鎳通用的電鍍鎳配方及工藝電鍍鎳0. 5 2 μ m(10)用水清洗(11)中和將鋼帶從pH值為8 12的堿性溶液中通過。(12)干燥將鋼帶牽引入烘箱中通過，烘干。(13)收卷。將鋼帶浸泡在20%的氫氧化鈉溶液中7d，溫度控制在65士2°C，鍍層無腐蝕。
彎曲試驗(yàn)法檢測(cè)鋼帶結(jié)合力合格。實(shí)施例2 電鍍厚度為0. Imm,寬度為180mm的沖孔鋼帶(1)去油采用各類酸性或堿性去油溶液均可，目的是去除鋼帶表面的油污。(2)用水清洗；(3)陰陽極聯(lián)合電解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蝕；(6)用水清洗；(7)電鍍鎳鐵合金電鍍?nèi)芤号浞綖?NiSO4 -7H20240g/L ；H3B0332g/L ；NaCl 14g/L， FeS047H2031g/L,十二烷基硫酸鈉0. 2g/L，抗壞血酸1. 5g/L)溫度65°C，電流密度8A/dm2，電 鍍時(shí)間2min。鎳鐵合金厚度為3. 1 μ m。(8)用水清洗(9)電鍍鎳通用的電鍍鎳配方及工藝電鍍鎳0. 5 2 μ m(10)用水清洗(11)中和將鋼帶從PH值為8 12的堿性溶液中通過。(12)干燥將鋼帶牽引入烘箱中通過，烘干。(13)收卷。將鋼帶浸泡在20%的氫氧化鈉溶液中7d，溫度控制在65士2°C，鍍層無腐蝕。彎曲試驗(yàn)法檢測(cè)鋼帶結(jié)合力合格。實(shí)施例3 電鍍厚度為0. Imm,寬度為160mm的穿孔鋼帶(1)去油采用各類酸性或堿性去油溶液均可，目的是去除鋼帶表面的油污。(2)用水清洗；(3)陰陽極聯(lián)合電解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蝕；(6)用水清洗；(7)電鍍鎳鐵合金電鍍?nèi)芤号浞綖?NiSO4 -7H20245g/L ；H3B0335g/L ；NaCl 13g/L， FeS047H20g/L,十二烷基硫酸鈉0. 15g/L，抗壞血酸1. 8/L)溫度62°C，電流密度5A/dm2，電鍍 時(shí)間3min。鎳鐵合金厚度為2. 5 μ m。(8)用水清洗(9)電鍍鎳通用的電鍍鎳配方及工藝電鍍鎳0. 5 2 μ m(10)用水清洗(11)中和將鋼帶從PH值為8 12的堿性溶液中通過。(12)干燥將鋼帶牽引入烘箱中通過，烘干。(13)收卷。將鋼帶浸泡在20%的氫氧化鈉溶液中7d，溫度控制在65士2°C，鍍層無腐蝕。彎曲試驗(yàn)法檢測(cè)鋼帶結(jié)合力合格。
權(quán)利要求
雙鍍層鋼帶，其特征在于基體鋼帶上鍍有2 4μm的鎳鐵合金鍍層；鎳鐵合金鍍層上面鍍有0.5～2μm的鎳層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鍍層鋼帶，其特征在于鎳鐵合金鍍層中含鐵量為25 30%。
3.權(quán)利要求1所述的雙鍍層鋼帶的電鍍工藝，其特征在于將鋼帶表面清理干凈后，先 電鍍鎳鐵合金后電鍍鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電鍍工藝，其特征在于電鍍鎳鐵合金鍍層采用鎳板為單一 陽極，通過在電解液中滴加FeSO4溶液的方式補(bǔ)充電解過程中消耗的Fe2+，使得Fe2+濃度維 持在5 7g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電鍍工藝，其特征在于電鍍鎳鐵合金時(shí)，在鍍槽旁設(shè)置一加 料槽，電鍍槽和加料槽通過兩根液體輸送管連同，形成連續(xù)循環(huán)；硫酸亞鐵溶液在加料槽完 成滴加，通過循環(huán)管輸送至電鍍槽補(bǔ)充電解過程中消耗的Fe2+。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電鍍工藝，其特征在于連同電鍍槽和加料槽的液體輸送管 中間設(shè)置過濾裝置，使得電鍍槽中電鍍液過濾除去固體雜質(zhì)后再進(jìn)入加料槽；同時(shí)，加料槽 完成硫酸亞鐵溶液加料，過濾后再進(jìn)入電鍍槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電鍍工藝，其特征在于通過滴加FeSO4溶液的速度控制電解 液中Fe2+濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電鍍工藝，其特征在于滴加的？必04溶液的質(zhì)量百分比濃度 為20% 25%的溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8任一項(xiàng)所述的電鍍工藝，其特征在于電鍍鎳鐵合金時(shí)電鍍?nèi)芤?配方為NiSO4 · 7H20 220 250g/L ；H3B0330 40g/L ；NaClO 15g/L ；FeSO4 · 7H20 25 35g/L ；十二烷基硫酸鈉0. 1 0. 3g/L ；穩(wěn)定劑少量，所述穩(wěn)定劑為抗壞血酸、BH穩(wěn)定劑、檸檬酸、葡萄糖酸、酒石酸或其復(fù)配混 合物，優(yōu)選抗壞血酸1 2g/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-9所述的電鍍工藝，其特征在于電鍍溫度50 70V，電流密度 2 1 OA/dm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙鍍層鋼帶及電鍍工藝，特別適用于電極制造用的穿孔鋼帶、沖孔鋼帶的電鍍。本發(fā)明所要結(jié)局的技術(shù)問題是為了克服鋼帶上鍍純鎳層存在成本高，且耐腐蝕性低的問題。本發(fā)明雙鍍層鋼帶是在基體鋼帶上鍍有2-4μm的鎳鐵合金鍍層；鎳鐵合金鍍層上面鍍有0.5～2μm的鎳層。本發(fā)明采用鎳鐵合金鍍層部分代替純的鎳層，成本較低；同時(shí)，本發(fā)明電鍍方法，采用硫酸亞鐵滴入電鍍?nèi)芤褐械姆绞窖a(bǔ)充電鍍過程中消耗的Fe2+離子，不需要控制陽極的鐵板和鎳板的面積比例，工藝維護(hù)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C25D5/12GK101922031SQ20101024501
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者張建旭 申請(qǐng)人:四川長(zhǎng)虹電器股份有限公司