CN103343367A

CN103343367A - 镀镍钢带及其制备方法

Info

Publication number: CN103343367A
Application number: CN2013102940318A
Authority: CN
Inventors: 邓国梁; 李清湘; 王度根; 南春雷; 刘东林; 郭军强
Original assignee: Shenzhen Nonfemet Hi-power Battery Material Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Nonfemet Hi-power Battery Material Co Ltd
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2013-10-09

Abstract

本发明涉及一种镀镍钢带及其制备方法，所述镀镍钢带包括钢基带，钢基带的两侧面由里向外依次电镀有铁-镍结合层、暗镍层和半光亮镍层。铁-镍结合层和半光亮镍层的电镀工艺为脉冲电镀工艺。暗镍层的电镀工艺为直流电镀工艺。所述制备方法包括：预处理步骤；电镀步骤，用脉冲电镀工艺在预处理过的钢基带外表面预镀一层超薄镀镍层作为铁-镍结合层，然后采用直流电镀工艺在超薄镀镍层外表面电镀一层薄的暗镍层，再用脉冲电镀工艺在暗镍层外表面电镀一层超薄半光亮镍层；后处理步骤，清洗并烘干电镀获得的镀镍钢带，最后进行热处理。本发明在钢基带表面通过电镀工艺形成三层不同的镀层，使镀层与钢基带的结合力增强，耐腐蚀和焊接等性能得到明显改善。

Description

镀镍钢带及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢带产品技术领域，尤其涉及一种镀镍钢带及其制备方法。

背景技术

目前，镍镉电池、碱锰电池等电池的电解质主要采用氢氧化钾等强碱性物质，因此，电池的制作材料需要具有较强的耐腐蚀性能，金属镍恰好具有优良的耐碱蚀性能。另外，金属镍具有良好的焊接性能，使得电池每个部件之间的连接可以采用焊接实现。

传统的镀镍钢带只是在钢铁材质的基带上镀覆一层镍，而镍在空气中长期暴露容易生成表面氧化膜，这层膜不仅改变了材料的电阻，而且会影响它的耐腐蚀性能和焊接性能等性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种镀镍钢带，其镀层与钢基带的结合力更强、能明显改善耐腐蚀性能。

本发明进一步所要解决的技术问题在于，提供一种镀镍钢带的制备方法，以获得镀层与钢基带结合力更强、耐腐蚀性明显改善的镀镍钢带。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种镀镍钢带，包括钢基带，所述钢基带的两侧面由里向外依次电镀有铁-镍结合层、暗镍层和半光亮镍层。

进一步地，所述铁-镍结合层和半光亮镍层的电镀工艺为脉冲电镀工艺。

进一步地，所述暗镍层的电镀工艺为直流电镀工艺。

进一步地，所述铁-镍结合层、暗镍层和半光亮镍层的厚度依次为1.0±0.5μm、1.5±1.0μm、1.0±0.5μm。

进一步地，钢基带为冷轧钢带。

进一步地，所述冷轧钢带的型号为SPCC、SPCE或BDCK。

另一方面，本发明还提供一种如上任一项所述的镀镍钢带的制备方法，包括如下步骤：

预处理步骤，清洁钢基带表面，再对钢基带表面进行活化处理；

电镀步骤，先用脉冲电镀工艺在预处理过的钢基带外表面预镀一层超薄镀镍层作为铁-镍结合层，然后采用直流电镀工艺在超薄镀镍层外表面电镀一层薄的暗镍层，再用脉冲电镀工艺在暗镍层外表面电镀一层超薄半光亮镍层；

后处理步骤，清洗并烘干完成电镀获得的镀镍钢带，最后进行热处理以去除冷变形造成的内应力并减少针孔，强化镀镍钢带耐腐蚀性。

进一步地，预处理步骤中，对钢基带依次进行如下处理：化学除油、电解除油、热水洗涤、硫酸或盐酸溶液中浸泡活化和纯水洗涤。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：本发明在钢基带表面通过电镀工艺成型出三层不同的电镀层，使镀层与钢基带的结合力增强，耐腐蚀性能明显改善。使用这种钢带生产电池时，其耐腐蚀和焊接等性能得到明显改善，可广泛应用于镍镉电池、镍氢电池、碱锰电池等电池产品。

附图说明

图1是本发明镀镍钢带的分解图。

图2是本发明镀镍钢带的制备方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图2所示，本发明提供一种镀镍钢带，包括钢基带1，所述钢基带1的两侧面由里向外依次电镀有铁-镍结合层2、暗镍层3和半光亮镍层4。

其中，所述铁-镍结合层2和半光亮镍层4的电镀工艺优选为脉冲电镀工艺。而所述暗镍层3的电镀工艺优选为直流电镀工艺。

所述铁-镍结合层2、暗镍层3和半光亮镍层4的厚度依次为1.0±0.5μm、1.5±1.0μm、1.0±0.5μm。

所述钢基带可采用冷轧钢带。优选地，所述冷轧钢带的型号为SPCC、SPCE或BDCK。

本发明还公开上述镀镍钢带的制备方法，其包括如下步骤：

一、预处理步骤

对待镀的原始钢基带进行预处理，预处理主要包括依次进行的如下处理：化学除油、电解除油、热水洗涤、硫酸或盐酸溶液中浸泡活化和纯水洗涤。其中，上述各步处理的控制参数如下：

1、化学除油

除油液包括如下成分：NaOH 60±5 g/L、Na₂CO₃30±5g/L以及Na₃PO₄ 40±5 g/L；

温度：65±5℃；

2、电解除油

除油液包括如下成分：NaOH 45±5 g/L，Na₃PO₄30±5g/L；

电解除油液温度：65±5℃；

电流密度：5-10 A/dm²；

3、热水洗涤温度：65±5℃；

4、活化

使用硫酸溶液H₂SO₄10-15%或者盐酸溶液HCl 8%-12%。

预处理步骤主要是清除基带表面可能影响后续电镀步骤的电镀效果的各种油污等杂质，所采用的各项处理方式也为常见处理工艺，相应的化学试剂的成分搭配也为常见搭配方式，在此不多赘述。

二、电镀步骤

电镀步骤又分三步依次进行：预镀镍、镀暗镍和镀半光亮镍。

1、预镀镍在如下硫酸镍镀液中进行：

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 150±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 40±5 g/L

硼酸 H₃BO₃40±5 g/L

镀液pH：1-2（采用硫酸调整）

电流密度：1.5-2.5 A/dm²

体系温度：40±5 ℃

阳极：使用的是电解镍块，并放置于用聚丙烯袋包覆的钛篮中。

2、镀暗镍在如下硫酸镍镀液中进行：

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 280±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 45±10 g/L

硼酸 H₃BO₃45±10 g/L

镀液pH：3.5-4.5（采用硫酸调整）

电流密度：1.5-4 A/dm²

体系温度：50±5 ℃

3、镀半光亮镍在如下硫酸镍镀液中进行：

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 280±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 45±10 g/L

硼酸 H₃BO₃45±10 g/L

光亮剂 SN-2003A 0.4±0.1 mg/L

SN-2003B 0.5±0.1 mg/L

SN-2003C 5±1 mg/L

SN-2004D 2±0.5 mg/L

镀液pH：3.5-4.5（采用硫酸调整）

电流密度：1.5-4 A/dm²

体系温度：50±5 ℃

阳极：使用的是镍块，并放置于用聚丙烯袋包覆的钛篮中。

以上预镀镍、镀暗镍和镀半光亮镍三种处理工艺在电镀领域均已是常见工艺，在此不多赘述。而本申请通过将这三种处理工艺有机结合起来，可使镀层与钢基带的结合力增强，耐腐蚀性能明显改善。

三、后处理步骤

将完成电镀获得的镀镍钢带用纯水洗涤后，烘干，最后，再进行热处理以去除冷变形造成的内应力，同时有利于减少针孔，增强钢带耐腐蚀性。

以下通过实施例和对比例进一步说明本发明镀镍钢带的制备方法以及本发明镀镍钢带的性能。

实施例

1、选用厚度为0.25mm的SPCE作为钢基带。

为使钢基带与镀层之间结合力更强，要对待镀的原始钢基带进行预处理，其中包括化学除油、电解除油、热水洗涤、含硫酸的溶液中浸泡活化、纯水洗涤后进入电镀操作。其中上述各步骤的控制参数如下：

化学除油液成分：NaOH 60 g/L，Na₂CO₃30 g/L，Na₃PO₄ 40 g/L；

化学除油液温度：65±5℃；

化学除油时间：3~5 min；

电解除油液成分：NaOH 45 g/L，Na₃PO₄30 g/L；

电解除油液温度：65±5℃；

电解除油时间：3~5 min；

电流密度：5-10 A/dm²；

热水洗涤温度：65℃左右；

洗涤时间：1~5 min；

活化用硫酸溶液浓度：H₂SO₄10-15%（HCl 8%-12%）；

活化时间：1~5 min；

2、预镀镍

预镀镍在如下硫酸镍镀液中进行。

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 150±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 35 g/L

硼酸 H₃BO₃40 g/L

镀液PH值： 1~2（采用硫酸调整）

电流密度： 1.5~2.5 A/dm²

体系温度： 40±5 ℃

阳极：使用的是电解镍块，并放置于用聚丙烯袋包覆的钛篮中

镀层厚度：0.5 μm。

3、镀暗镍

镀暗镍在如下硫酸镍镀液中进行。

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 280±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 45±10 g/L

硼酸 H₃BO₃45±10 g/L

镀液PH值：3.5~4.5（采用硫酸调整）

电流密度：1.5~4 A/dm²

体系温度：50±5 ℃

镀层厚度：1.0 μm。

4、镀半光亮镍

镀半光亮镍在如下硫酸镍镀液中进行。

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 280±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 45±10 g/L

硼酸 H₃BO₃45±10 g/L

光亮剂 SN—2003A 0.4±0.1 mg/L

SN—2003B 0.5±0.1 mg/L

SN—2003C 5±1 mg/L

SN—2004D 2±0.5 mg/L

镀液PH值：3.5~4.5（采用硫酸调整）

电流密度：1.5~4 A/dm²

体系温度：50±5 ℃

镀层厚度：0.5μm。

5、清洗烘干

将上述镀好的钢带用纯水洗涤后，烘干。

6、热处理

烘干后的镀镍钢带进行热处理，热处理工艺为：250℃—450℃，保温2—6 h。

比较例

选用厚度为0.25mm的SPCE作为钢基带，进行除油和活化，步骤与实施例相同，采用直流电镀的方法，镀出一层厚度为2.0μm的镀镍层。

电镀在如下硫酸镍镀液中进行。

镀液组成：

硫酸镍 NiSO₄6H₂O 280±20 g/L

氯化镍 NiCl₂6H₂O 45±10 g/L

硼酸 H₃BO₃45±10 g/L

镀液PH值：3.5~4.5（采用硫酸调整）

电流密度：1.5~4 A/dm²

体系温度：50±5 ℃

阳极：使用的是镍块，并放置于用聚丙烯袋包覆的钛篮中

镀层厚度：2.0μm。

对实施例和比较例制得的材料进行中性盐雾试验、拉力试验和表面硬度测试。结果见表1：

Figure 2013102940318100002DEST_PATH_IMAGE001

通过上述评定可以看出，本发明的实施例制得的材料与比较例制得的材料相比，其抗拉强度和表面硬度略有提升，而耐腐蚀性能则有了显著的提高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims

1. 一种镀镍钢带，包括钢基带，其特征在于，所述钢基带的两侧面由里向外依次电镀有铁-镍结合层、暗镍层和半光亮镍层。

2. 如权利要求1所述的镀镍钢带，其特征在于，所述铁-镍结合层和半光亮镍层的电镀工艺为脉冲电镀工艺。

3. 如权利要求1所述的镀镍钢带，其特征在于，所述暗镍层的电镀工艺为直流电镀工艺。

4. 如权利要求1所述的镀镍钢带，其特征在于，所述铁-镍结合层、暗镍层和半光亮镍层的厚度依次为1.0±0.5μm、1.5±1.0μm、1.0±0.5μm。

5. 如权利要求1所述的镀镍钢带，其特征在于，钢基带为冷轧钢带。

6. 如权利要求5所述的镀镍钢带，其特征在于，所述冷轧钢带的型号为SPCC、SPCE或BDCK。

7. 一种如权利要求1~6中任一项所述的镀镍钢带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8. 如权利要求7所述的镀镍钢带的制备方法，其特征在于，预处理步骤中，对钢基带依次进行如下处理：化学除油、电解除油、热水洗涤、硫酸或盐酸溶液中浸泡活化和纯水洗涤。