CN101660181A - 一种金属箔及其制备方法和制备设备 - Google Patents

Abstract

本发明的金属箔制备方法，由以下步骤依次组成：电沉积、剥离、清洗、收卷。本发明还涉及一种金属箔和金属箔的制备设备，该设备包括由前向后依次设置在机架上的镀槽、清洗槽和收卷系统，在清洗槽的前上方和后上方设有牵引剥离装置，镀槽内设有仿形钛篮和可转动的阴极辊，仿形钛篮呈半圆弧形并位于阴极辊下面。本发明的有益效果是，利用该制备方法和设备能够成功制得厚度为5～50μm的纳米镍(铜)箔，该金属箔光亮平滑，内应力小，厚薄均匀，晶格细密，有优良的韧性和耐腐蚀性。该制备方法简单，制备设备数量少、体积小、耗能低。

Description

一种金属箔及其制备方法和制备设备

(一)技术领域

本发明涉及一种金属箔及其制备方法和制备设备。

(二)背景技术

过去镍(铜)箔制造多是轧制工艺。从锭材开始轧制，到厚板、薄板，需很多道工序才能轧成镍(铜)箔，所需设备数量多、体积庞大，且能耗高，最终冷轧工序后还要进行再结晶退火处理。例如：一种集成式多辊轧机，其辊系就有8、16、32辊反复多次更换。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种金属箔及其制备方法和制备设备，该金属箔制质量好，制备方法简单，制备设备数量少、体积小、耗能低。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的金属箔制备方法，其特殊之处在于：由以下步骤依次组成：

a.电沉积：以工业纯金属为阳极，该金属的氨基磺酸盐或者硫酸盐的水溶液为镀液，使金属离子沉积在连续转动的阴极辊上，连续生长连续剥离；电沉积在镀槽内进行，通过调整电流大小、阴极辊转动速度，制备出不同厚度的金属镀层；

b.剥离：利用阴极辊与收卷系统转动产生的拉力，将沉积在阴极辊上的金属镀层连续剥离下来；

c.清洗：剥离下来的连续的金属镀层通过清洗槽中的清洗液先浸泡清洗，后喷淋清洗，洗掉残留镀液；

d.收卷：采用带有衡张力控制的收卷系统进行。

本发明的金属箔制备方法，所述的金属箔为镍箔、铜箔或铁-镍纳米晶合金箔。

本发明的金属箔制备方法，制备镍箔时，电沉积步骤所用的镀液为氨基磺酸盐型或硫酸盐型，其工艺参数如下：

氨基磺酸盐型：

氨基磺酸镍Ni(NH₂SO₃)₂·4H₂O  250-600g/L

氯化镍NiCl₂·6H₂O            5-20g/L

氟化钠NaF                    1-5g/L

硼酸H₃BO₃                    20-50g/L

PH值                         3-3.5

电流密度                     2-10A/dm²

温度                         40-50℃

硫酸盐型：

硫酸镍NiSO₄·7H₂O            180-300g/L

氯化镍NiCl₂·6H₂O            20-50g/L

硼酸H₃BO₃                    30-45g/L

PH值                         4.0-4.5

电流密度                     2-10A/dm²

温度                         40-55℃。

本发明的金属箔制备方法，制备铁-镍纳米晶合金箔时，镀液为NiSO4及FeSO4电解质体系，工艺参数如下：

硫酸镍NiSO₄.7H₂O             150-260g/L

氯化镍NiCI₂.6H₂O             25-55g/L

硼酸H₃BO₃                    35-55g/L

硫酸亚铁FeSO₄.7H₂O           10-35g/L

PH                           3.0-3.8

温度                         55-65℃

电流密度                     2-10A/dm²

镍阳极∶铁阳极重量比         7-14∶1

搅拌                         阴极移动循环搅拌。

本发明的金属箔，其特殊之处在于：由本发明所述的方法制成。

本发明的金属箔的制备设备，其特殊之处在于：包括由前向后依次设置在机架上的镀槽、清洗槽和收卷系统，在清洗槽的前上方和后上方设有牵引剥离装置，镀槽内设有仿形钛篮和可转动的阴极辊，仿形钛篮呈半圆弧形并位于阴极辊下面。

本发明的制备设备，仿形钛篮上装有阳极自动密实装置。

本发明的制备设备，牵引剥离装置为安装在机架上的可自由转动的导向轮。

本发明的制备设备，收卷系统包括依次连接的电机、减速器、收卷轮。

本发明的制备设备，减速器输出端还连接阴极辊。

本发明的有益效果是，利用该制备方法和设备能够成功制得厚度为5～50μm的纳米镍(铜)箔，该金属箔光亮平滑，内应力小，厚薄均匀，晶格细密，有优良的韧性和耐腐蚀性。该制备方法简单，制备设备数量少、体积小、耗能低，该制备方法和设备能够广泛应用于电子、化工等不同的工业领域。

(四)附图说明

图1为本发明的设备示意图。

图中，1镀槽，2清洗槽，3收卷系统，4牵引剥离装置，5仿形钛篮，6阴极辊，7阳极自动密实装置。

(五)具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的金属箔制备方法，由以下步骤依次组成：

a.电沉积：以工业纯金属为阳极，该金属的氨基磺酸盐或者硫酸盐的水溶液为镀液，使金属离子沉积在连续转动的阴极辊上，连续生长连续剥离；电沉积在镀槽内进行，通过调整电流大小、阴极辊转动速度，制备出不同厚度的金属镀层，通过改变镀液配方和阳极材料，可以制备不同材质的金属箔；

b.剥离：利用阴极辊与收卷系统转动产生的拉力，将沉积在阴极辊上的金属镀层连续剥离下来，由于阴极辊边转动变沉积，不断进行，从而实现连续生长连续剥离，达到连续生产；

c.清洗：剥离下来的连续的金属镀层通过清洗槽中的清洗液先浸泡清洗，后喷淋清洗，洗掉残留镀液；

d.收卷：采用带有衡张力控制的收卷系统进行，既保证了箔材的顺利剥离，又使收卷均匀整齐。

本发明的金属箔制备方法，所述的金属箔为镍箔、铜箔或铁-镍纳米晶合金箔。

本发明的金属箔制备方法，制备镍箔时，以工业纯镍为阳极，电沉积步骤所用的镀液为氨基磺酸盐型或硫酸盐型，其工艺参数如下：

氨基磺酸盐型：

氨基磺酸镍Ni(NH₂SO₃)₂·4H₂O  250-600g/L

氯化镍NiCl₂·6H₂O            5-20g/L

氟化钠NaF                    1-5g/L

硼酸H₃BO₃                    20-50g/L

PH值                         3-3.5

电流密度                     2-10A/dm²

温度                         40-50℃

硫酸盐型：

硫酸镍NiSO₄·7H₂O            180-300g/L

氯化镍NiCl₂·6H₂O            20-50g/L

硼酸H₃BO₃                    30-45g/L

PH值                         4.0-4.5

电流密度                     2-10A/dm²

温度                         40-55℃。

本发明的金属箔制备方法，制备铁-镍纳米晶合金箔时，镀液为NiSO4及FeSO4电解质体系，工艺参数如下：

硫酸镍NiSO₄.7H₂O             150-260g/L

氯化镍NiCI₂.6H₂O             25-55g/L

硼酸H₃BO₃                    35-55g/L

硫酸亚铁FeSO₄.7H₂O           10-35g/L

PH                           3.0-3.8

温度                         55-65℃

电流密度                     2-10A/dm²

镍阳极∶铁阳极重量比         7-14∶1

搅拌                         阴极移动循环搅拌。

本发明的金属箔，由本发明所述的方法制成。

本发明的金属箔的制备设备，包括由前向后依次设置在机架上的镀槽1、清洗槽2和收卷系统3，在清洗槽的前上方和后上方设有牵引剥离装置4，镀槽内设有仿形钛篮5和可转动的阴极辊6，仿形钛篮呈半圆弧形并位于阴极辊下面。仿形钛篮上装有阳极自动密实装置7。牵引剥离装置4为安装在机架上的可自由转动的导向轮。收卷系统3包括依次连接的电机、减速器、收卷轮。减速器输出端还连接阴极辊6。

本发明的金属箔制备方法，运用电沉积的方法，将工业纯镍(铜)装在仿型钛篮里，以此为阳极，镍(铜)盐水溶液为电解液，使镍(铜)离子沉积在该设备的金属阴极辊上，通过连续生长连续剥离的电解成型方法制备镍(铜)箔。

如附图所示，阴极辊在镀液中匀速转动，从A点进入镀液，边转动边沉积，通过调整阴极辊转动速度和电流大小，转到B点后金属镍(铜)箔达到规定厚度，即可进行剥离。剥离后的镍(铜)箔经导向轮进入清洗槽，经过浸泡、清洗出槽。最后经过干燥到达收卷轴收卷。

在电沉积之前要清理阴极辊。为了镍(铜)箔镀层光亮平滑，内应力小，厚薄均匀，晶格细密，就必须对阴极辊进行认真清理，使其清洁、光亮。

电沉积是在专用设备上进行电镀的，通过调整电流大小、阴极辊转动速度，制备出不同厚度的金属镍(铜)箔，电沉积方式为连续化带状的连续作业方式。

1.电源：采用高频开关电镀电源。

2.电镀液：电镀液主要由硫酸镍、氯化镍、硼酸等组成，添加辅料以增强产品的光洁度，提高硬度。

3.阳极自动密实装置：镍(铜)箔生产制备方法及设备采用独特的阳极自动密实装置，既实现了仿型阳极篮内镍(铜)的均匀密实，又降低了劳动强度，提高了工作效率，进而保证了镍(铜)箔厚度的均匀性。

Claims (10)

1.一种金属箔制备方法，其特征在于：由以下步骤依次组成：

a.电沉积：以工业纯金属为阳极，该金属的氨基磺酸盐或者硫酸盐的水溶液为镀液，使金属离子沉积在连续转动的阴极辊上，连续生长连续剥离；电沉积在镀槽内进行，通过调整电流大小、阴极辊转动速度，制备出不同厚度的金属镀层；

b.剥离：利用阴极辊与收卷系统转动产生的拉力，将沉积在阴极辊上的金属镀层连续剥离下来；

c.清洗：剥离下来的连续的金属镀层通过清洗槽中的清洗液先浸泡清洗，后喷淋清洗，洗掉残留镀液；

d.收卷：采用带有衡张力控制的收卷系统进行。

2.根据权利要求1所述的金属箔制备方法，其特征在于：所述的金属箔为镍箔、铜箔或铁-镍纳米晶合金箔。

3.根据权利要求2所述的金属箔制备方法，其特征在于：制备镍箔时，电沉积步骤所用的镀液为氨基磺酸盐型或硫酸盐型，其工艺参数如下：氨基磺酸盐型：

氨基磺酸镍Ni(NH₂SO₃)₂·4H₂O  250-600g/L

氯化镍NiCl₂·6H₂O            5-20g/L

氟化钠NaF                    1-5g/L

硼酸H₃BO₃                    20-50g/L

PH值                         3-3.5

电流密度                     2-10A/dm²

温度                         40-50℃

硫酸盐型：

硫酸镍NiSO₄·7H₂O            180-300g/L

氯化镍NiCl₂·6H₂O            20-50g/L

硼酸H₃BO₃                    30-45g/L

PH值                         4.0-4.5

电流密度                2-10A/dm²

温度                    40-55℃。

4.根据权利要求2所述的金属箔制备方法，其特征在于：制备铁-镍纳米晶合金箔时，镀液为NiSO4及FeSO4电解质体系，工艺参数如下：

硫酸镍NiSO₄.7H₂O        150-260g/L

氯化镍NiCI₂.6H₂O        25-55g/L

硼酸H₃BO₃               35-55g/L

硫酸亚铁FeSO₄.7H₂O      10-35g/L

PH                      3.0-3.8

温度                    55-65℃

电流密度                2-10A/dm²

镍阳极：铁阳极重量比    7-14∶1

搅拌                    阴极移动循环搅拌。

5.一种金属箔，其特征在于：由权利要求1-4中任意一条所述的方法制成。

6、一种权利要求1所述金属箔制备方法使用的制备设备，其特征在于：包括由前向后依次设置在机架上的镀槽(1)、清洗槽(2)和收卷系统(3)，在清洗槽的前上方和后上方设有牵引剥离装置(4)，镀槽内设有仿形钛篮(5)和可转动的阴极辊(6)，仿形钛篮呈半圆弧形并位于阴极辊下面。

7.根据权利要求6所述的制备设备，其特征在于：仿形钛篮(5)上装有阳极自动密实装置(7)。

8.根据权利要求6所述的制备设备，其特征在于：牵引剥离装置(4)为安装在机架上的可自由转动的导向轮。

9.根据权利要求6所述的制备设备，其特征在于：收卷系统(3)包括依次连接的电机、减速器、收卷轮。

10.根据权利要求6所述的制备设备，其特征在于：减速器输出端还连接阴极辊(6)。

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