CN102284836A - 大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，包括以下步骤：配料——熔融——铣面——热轧——表面处理——冷轧——钟罩光亮退火——精冷轧——连续光亮退火——外观检查；本发明的方法制备的镍带卷重500kg以上，宽度可达350mm；填补了超长、超宽镍带的空白，可适用于大型动力电池，适应了镍带的自动化流水线加工趋势，大大降低了生产能耗，降低了生产成本，且可大大缩短镍带加工的生产周期，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种镍锭制备工艺，尤其是500KG以上镍锭的制备工艺，具体地说是一种大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法。
背景技术
目前，镍带生产企业生产的镍带卷重基本都在200KG以下，没有能够达到或超过500KG卷重的，镍带的宽度基本在200mm以内，尚无能超过300mm的，但是随着国内外镍带加工自动化程度的不断提高，卷重较小的镍带已满足不了自动化生产线的需求。
随着世界环保主题的提出，作为新型绿色高能化学电源的动力电池顺应了世界环保的潮流，迎来了发展的春天，而镍带的加工品是作为动力电池电池芯、连接片、极耳等的最佳材料，大型动力电池的镍连接片、电池芯等往往宽度均会超过200mm，因此，宽度窄的镍带已满足不了市场需求。
发明内容
本发明的目的是针对大卷重、超宽度镍带难以制备的问题，提出一种大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法；能够制备卷重500KG以上，宽度可达350mm的镍带。
本发明的技术方案是：
一种大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，它包括以下步骤：
（1）、配料：取适量的未经加工过的镍板及需回炉的镍带，按照6:1-8:1进行混合配置，能够确保镍带的硬度可控制在120—130之间，还能降低熔炼所需的能耗；
（2）、熔融：制备大重量镍锭；将镍锭放至冷却区，划好缩孔锯切线；
（3）、铣面：按照熔融后划好的缩孔锯切线进行锯切，然后进行铣面；
（4）、热轧：将铣面后的镍锭放入炉中进行加热，加热温度为1100±8℃，加热时间3.5-4小时；烘好后经过九道轧制，制成半成品镍带；
（5）、表面处理：对半成品镍带进行开卷、校平和清洗；
（6）、冷轧：对表面处理后的半成品镍带进行粗冷轧，厚度轧至1.9-2.1mm，然后进行中冷轧，厚度轧至0.8-1.0mm；
（7）、退火；
（8）、精冷轧：对退火后的半成品镍带进行精冷轧，厚度轧至0.01—0.15mm；
（9）、连续光亮退火：对精冷轧后的镍带进行连续光亮退火，得到成品的大卷重、超宽度镍合金带、箔。
本发明的未加工的镍板和需回炉的镍带，按照7:1进行混合。
本发明的步骤2中，熔融，制备大重量镍锭包括以下步骤：
（1）、取38%-42%的镍原料，当压力在-0.5MPa以下时，开始熔炼，熔炼10-20分钟，将温度升至1200-1400°C，继续熔炼，直至镍原料全部溶化后，使镍水逐渐冷却凝固，停止熔炼；
（2）、取38%-42%的镍原料，当压力在-0.75MPa以下时，开始熔炼，将温度升至1500-1700°C，直至镍原料全部溶化后，使镍水逐渐冷却凝固，停止熔炼；
（3）、取18%-22%的镍原料，抽真空的同时，在430-630°C下开始熔炼，当压力达到-0.1MPa以下时，冲入氩气，将温度升至1500-1700°C，继续熔炼，直到镍水完全溶化后再加热4-6分钟；
（4）、加入脱氧剂，精炼55-65分钟后，将温度降至200-300°C，进行荡炉；
（5）、充入氩气，进行浇铸，制成镍锭。
步骤4中，荡炉时镍水到达熔炼炉炉口0.5-1.5cm处，荡炉5-8次，每次10-15分钟。
步骤5中，浇铸时，加热升温,，由350-390°C升温至1040-1080°C，浇铸时间10-14分钟，降温至775-815°C，13-17分钟后停止熔炼，保温4-6分钟，充入氩气，9-11分钟后，使镍锭冷却，制得成品。
本发明的步骤3中，铣面时，单次吃刀小于2mm；先铣侧面4-6次，再铣正面4-6次，直至镍锭的厚度为115-116cm，需铣成4个8-10cm的倒角。
本发明的步骤4中，九道轧制的时间分别为115-91-73-50-43-21-14-8.5-6.5-5，最终轧制成厚度大于5mm，宽度大于300mm，弯曲度小于2cm/m的半成品镍带。
本发明的步骤5中，用七辊校平机校平，校平后进行两辊清刷，清刷后采用酒精和水按照1:12的比例配置的酒精溶剂清洗半成品镍带，将带材竖在清洗池中浸泡26分钟左右，最后再采用六辊清刷，清除镍带表面水渍。
本发明的步骤7中，退火采用钟罩式光亮退火方法；充入氨气，退火时间为10-14小时。
本发明制备的镍合金带、箔的卷重大于500KG
本发明的有益效果：
本发明的填补了超长、超宽镍带的空白，可适用于大型动力电池，适应了镍带的自动化流水线加工趋势，大大降低了生产能耗，降低了生产成本，且可大大缩短镍带加工的生产周期，提高了生产效率。
本发明的方法制备的镍带可达的技术指标如下：
（1）卷重500KG以上，宽度可达350mm；
（2）焊锡时间可缩短至1秒（目前为3秒），焊接处拉力可达4KG（目前为2KG）；
（3）硬度HV可控制在120—130之间，硬度公差为±5度（一般为±10度）；
（4）厚度公差控制在±0.001mm（一般为±0.005mm）；
（5）能够保证镍纯度在99.999%以上，有效地降低镍中最有害的杂质硫、磷的含量，使硫、磷分别降到10ppm以下，提高了镍带的抗腐蚀性。
（6）电阻率小，ρ≤0.068 Ω·mm2/M；具备良好的导电性能。
（7）镍带质地均匀，可加工性能强，可提高其冲击韧性80%，持久强度与延伸率分别提高30%，断面收缩率提高50%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
一种大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，它包括以下步骤：配料——熔融——铣面——热轧——表面处理——冷轧——钟罩光亮退火——精冷轧——连续光亮退火——外观检查
详细工艺流程如下：
1、配料：取适量的未经加工过的镍板及需回炉的镍带，按照7∶1比例进行配置，这样能够确保镍带的硬度可控制在120-130之间，还能降低熔炼所需的能耗。由于镍带产品制作过程中会有不良品发生，不良品需要回炉重新熔炼制作，7∶1是经多次试验的最佳比例，这样既不影响镍带的品质而且所需能耗最低。
2、熔融：按总料量的2/5、2/5、1/5分三次在适当的时间投入真空熔炼炉， 熔融，按照制备大重量镍锭的方法进行大重量超宽度镍锭的制备，经过此种方法制备的镍锭能够保证：镍纯度在99.999%以上；电阻率小ρ≤0.068 Ω·mm2/M；镍带质地均匀，可加工性能强，可提高其冲击韧性80%，持久强度与延伸率分别提高30%，断面收缩率提高50%，镍锭宽度在300mm以上，为后面的超宽压延提供了前提。
3、铣面：先按照熔炼时划好的缩孔锯切线进行锯切，然后进行铣面，注意铣面时单次吃刀不得超过2mm，一定要先铣侧面，再铣正面，正面需铣5次，铣面后的镍锭厚度为115-116cm，需铣成4个8-10cm的倒角，使得镍锭表面要平滑、无杂质、无砂眼、无气孔。
4、热轧：将现有轧机进行技术改进，确保超宽度镍锭能够进入轧机口。将铣面后的镍锭放入炉中进行加热，将温度控制在1100±8℃加热3.5-4小时，使得镍锭表面呈红色且略微发白，烘好后经过九道轧制：115-91-73-50-43-21-14-8.5-6.5-5，最终轧制成厚度不低于5mm，宽度不低于300mm，误差仅为±0.05mm，弯曲度控制在2cm/m的半成品镍带。
5、表面处理：采用开卷机开卷后，用七辊校平机校平，校平后进行两辊清刷，清刷后采用按照酒精和水1:12的比例配置的酒精溶剂清洗半成品，将带材竖在清洗池中浸泡26分钟左右，能够达到清洗的最佳效果，最后再采用六辊清刷，清除镍带表面水渍。
6、冷轧：再经过粗冷轧轧至2mm，中冷轧轧至0.9mm，轧制后板型要平直，不得有严重的波浪形。
7、钟罩式光亮退火：通过充入氨气，使炉内保护气体形成强对流循环，这样能有效提高炉温的均匀性。从而确保镍带物理性能的均匀一致，有效地防止镍带表面氧化、卷边、脱碳现象，进一步改善镍带的延展性和韧性，达到可靠的光亮处理。此过程需要约12小时。
8、精冷轧：最终轧成0.15—0.01mm，轧制中要确保半成品厚度均匀，表面清洁、光滑，不得有严重的积水、油迹和污染物，采用冷却水循环系统，有效地过滤去残留的轧机油，循环使用。
9、连续光亮退火：冷轧后再经过连续光亮退火从而有效地去除镍带表面氧化层及残留油污达到表面光亮的效果，控制退货时走带的速度来使镍带的硬度达到预期值。
10、外观检查：经过检查无划伤、黑丝、起皮、气泡等即为可初判为合格产品。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是它包括以下步骤：
（1）、配料：取未加工的镍板和需回炉的镍带，按照6:1-8:1进行混合配置；
（2）、熔融：制备大重量镍锭；将镍锭放至冷却区，划好缩孔锯切线；
（3）、铣面：按照熔融后划好的缩孔锯切线进行锯切，然后进行铣面；
（4）、热轧：将铣面后的镍锭放入炉中进行加热，加热温度为1100±8℃，加热时间3.5-4小时；烘好后经过九道轧制，制成半成品镍带；
（5）、表面处理：对半成品镍带进行开卷、校平和清洗；
（6）、冷轧：对表面处理后的半成品镍带进行粗冷轧，厚度轧至1.9-2.1mm，然后进行中冷轧，厚度轧至0.8-1.0mm；
（7）、退火；
（8）、精冷轧：对退火后的半成品镍带进行精冷轧，厚度轧至0.01—0.15mm；
（9）、连续光亮退火：对精冷轧后的镍带进行连续光亮退火，得到成品的大卷重、超宽度镍合金带、箔。
2.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是所述的步骤1中，未加工的镍板和需回炉的镍带，按照7:1进行混合配置。
3.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是所述的步骤2中，熔融，制备大重量镍锭包括以下步骤：
（1）、取38%-42%的镍原料，当压力在-0.5MPa以下时，开始熔炼，熔炼10-20分钟，将温度升至1200-1400°C，继续熔炼，直至镍原料全部溶化后，使镍水逐渐冷却凝固，停止熔炼；
（2）、取38%-42%的镍原料，当压力在-0.75MPa以下时，开始熔炼，将温度升至1500-1700°C，直至镍原料全部溶化后，使镍水逐渐冷却凝固，停止熔炼；
（3）、取18%-22%的镍原料，抽真空的同时，在430-630°C下开始熔炼，当压力达到-0.1MPa以下时，冲入氩气，将温度升至1500-1700°C，继续熔炼，直到镍水完全溶化后再加热4-6分钟；
（4）、加入脱氧剂，精炼55-65分钟后，将温度降至200-300°C，进行荡炉；
（5）、充入氩气，进行浇铸，制成镍锭。
4.根据权利要求3所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是步骤4中，荡炉时镍水到达熔炼炉炉口0.5-1.5cm处，荡炉5-8次，每次10-15分钟。
5.根据权利要求3所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是步骤5中，浇铸时，加热升温,，由350-390°C升温至1040-1080°C，浇铸时间10-14分钟，降温至775-815°C，13-17分钟后停止熔炼，保温4-6分钟，充入氩气，9-11分钟后，使镍锭冷却，制得成品。
6.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是所述的步骤3中，铣面时，单次吃刀小于2mm；先铣侧面4-6次，再铣正面4-6次，直至镍锭的厚度为115-116cm，镍锭上铣成4个8-10cm的倒角。
7.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是所述的步骤4中，九道轧制的时间分别为115-91-73-50-43-21-14-8.5-6.5-5，最终轧制成厚度大于5mm，宽度大于300mm，弯曲度小于2cm/m的半成品镍带。
8.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是所述的步骤5中，用七辊校平机校平，校平后进行两辊清刷，清刷后采用酒精和水按照1:12的比例配置的酒精溶剂清洗半成品镍带，将带材竖在清洗池中浸泡26分钟左右，最后再采用六辊清刷，清除镍带表面水渍。
9.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是所述的步骤7中，退火采用钟罩式光亮退火方法；充入氨气，退火时间为10-14小时。
10.根据权利要求1所述的大卷重、超宽度镍合金带、箔制备方法，其特征是制备的镍合金带、箔的卷重大于500KG。
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