CN117732871A - 镍卷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种镍卷及其制备方法。该镍卷的制备方法，包括如下步骤：将热轧镍卷依次进行退火处理和修磨处理，制备预处理后的镍卷材；采用恒轧制力模式，对所述预处理后的镍卷材进行第一冷轧，直至镍卷材的总变形量达到50%，然后采用压下量控制模式进行第二冷轧，制备预设厚度的镍卷；其中，第一冷轧的轧制道次为n1，任意轧制道次采用的轧制力分别独立地选自150t~350t，压下量控制模式中，通过固定各轧制道次的辊缝宽度进行；n1取大于或等于1的整数。该镍卷的制备方法能提高镍卷的光泽度，同时降低镍卷的表面粗糙度。
Description
技术领域
本申请涉及金属加工技术领域，特别是涉及一种镍卷及其制备方法。
背景技术
镍材由于良好的耐腐蚀性能，逐步被应用于电极领域作为电极材料使用。镍材具有优异的冷变形性能，采用卷式轧制的生产方式可大大提升其生产效率，降低其生产成本。
一些领域对电极用的镍卷的表面状态要求较高，例如微小的擦划伤、夹杂、麻点等缺陷都会导致电极产品无法进一步应用，同时对表面粗糙度及光泽度提出了更高要求。然而，传统的冷轧制备方法制得的镍卷的表面质量难以满足市场对电极领域用镍卷的越来越高的要求。
因此，传统技术仍有待发展。
发明内容
基于此，本申请提供了一种镍卷及其制备方法，该镍卷的制备方法能提高镍卷的光泽度，同时降低镍卷的表面粗糙度。
本申请一方面提供一种镍卷的制备方法，包括如下步骤：
将热轧镍卷依次进行退火处理和修磨处理，制备预处理后的镍卷材；
采用恒轧制力模式，对所述预处理后的镍卷材进行第一冷轧，直至镍卷材的总变形量达到50%，然后采用压下量控制模式进行第二冷轧，制备预设厚度的镍卷；
其中，所述第一冷轧的轧制道次为n1，任意轧制道次采用的轧制力分别独立地选自150t~350t；所述压下量控制模式中，通过固定各轧制道次的辊缝宽度进行；
n1取大于或等于1的整数。
上述镍卷的制备方法中，将热轧镍卷经过退火处理以及修磨处理，达到对其表面的缺陷进行初步改善的目的，然后将预处理后的镍卷材先进行恒轧制力模式下的第一次冷轧直至达到特定的形变量，并控制每道次轧制采用的轧制力，然后再采用特定的压下量控制模式进行第二冷轧，在达到进一步改善镍卷表面缺陷的同时，降低镍卷因质软而导致的轧制不稳定、打滑等现象的发生几率，能提高镍卷的光泽度，同时降低镍卷的表面粗糙度。
同时，上述制备方法中，采用先后进行的特定的第一冷轧和第二冷轧步骤，轧制工序稳定，改善成品表面质量的同时，还能对成品的厚度进行精准控制，同时改善板形，即使在要求总变形量在70%~90%的镍卷制备，也能获得表面质量较高的镍卷，且成材率高。
可理解，上述“恒轧制力模式”是指在独立的轧制道次中，轧制力保持恒定，不同轧制道次采用的轧制力可相同或不同。
在其中一些实施例中，n1≥2，且在所述第一冷轧过程中的任意相邻的两次轧制道次中，先进行的轧制道次采用的轧制力小于后进行的轧制道次采用的轧制力。
进一步对第一冷轧过程中各轧制道次的轧制力相对大小，进一步提高镍卷的表面质量和成材率。
在其中一些实施例中，在所述第一冷轧的过程中，控制各轧制道次的轧制速度为100 m/min~200m/min。
在其中一些实施例中，所述第二冷轧过程中，各道次的压下量分别独立地选自15%~35%；和/或
所述第二冷轧过程中，控制先进行的轧制道次的压下量大于后进行的轧制道次的压下量；和/或
所述第二冷轧的总压下量≥50%。
可理解，压下量控制模式通过固定辊缝宽度进行，以控制每道次的压下量，具体的辊缝宽度和轧制道次可根据最终所需的镍卷的厚度设计。
在其中一些实施例中，所述修磨处理包括如下步骤：
采用砂带对经过所述退火处理后的镍卷的表面进行n2次打磨处理，n2取大于或等于2的整数；
每次所述打磨处理采用的砂带的目数分别独立地选自60目~120目，且任意相邻的两次打磨处理中，先进行的打磨处理采用的砂带的目数小于后进行的打磨处理采用的砂带的目数。
采用特定的先粗打磨后细打磨的打磨方法，提高预处理后的镍卷材的表面质量。
在其中一些实施例中，n2为2，先进行的打磨处理采用的砂带的目数为60目~80目，后进行的打磨处理采用的砂带的目数为100目~120目。
在其中一些实施例中，所述修磨处理满足如下(1)~(2)中至少一个条件：
(1)每次所述打磨处理的打磨线速度为5m/min~10m/min；
(2) 每次所述打磨处理采用的打磨设备的电流为55mA~70mA。
在其中一些实施例中，所述制备方法满足如下(1)~(2)中至少一个条件：
(1)所述预处理后的镍卷材的表面粗糙度小于0.5μm；
(2)经过所述第二冷轧后的镍卷的总变形量为75%~90%。
在其中一些实施例中，在进行所述第一冷轧的步骤之前，还包括对预处理后的镍卷材进行脱脂处理的步骤。
本申请的另一方面提供一种镍卷，所述镍卷采用如上所述的镍卷的制备方法制得。
附图说明
图1为本申请一些实施方式中的镍卷的实物图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述，并给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个及以上，除非另有明确具体的限定。
本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60~120和80~110的范围，理解为60~110和80~120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，且如果还列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1~3、1~4、1~5、2~3、2~4和2~5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a~b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0~5”表示本文中已经全部列出了“0~5”之间的全部实数，“0~5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2~10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。
在本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请中，若无特殊说明，本申请的步骤在“室温”下进行，“室温”一般指4℃~30℃，较佳地指20±5℃。
研究发现：由于镍卷质软，采用传统的压下量控制模式进行冷轧容易导致轧制不稳定、打滑等缺陷，从而对制得的镍卷的板形及厚度精度产生不利影响。
由此，在长时间的实际生产过程中研究探索后，获得本申请的镍卷的制备方法。
本申请一实施方式，提供一种镍卷的制备方法，包括如下步骤S10~S20。
步骤S10：将热轧镍卷依次进行退火处理和修磨处理，制备预处理后的镍卷材。
步骤S20、采用恒轧制力模式，对所述预处理后的镍卷材进行第一冷轧，直至镍卷材的总变形量达到50%，然后采用压下量控制模式进行第二冷轧，制备预设厚度的镍卷。
其中，第一冷轧的轧制道次为n1，任意轧制道次采用的轧制力分别独立地选自150t~350t；压下量控制模式中，通过固定各轧制道次的辊缝宽度进行；
n1取大于或等于1的整数。
上述镍卷的制备方法中，将热轧镍卷经过退火处理以及修磨处理，达到对其表面的缺陷进行初步改善的目的，然后将预处理后的镍卷材先进行恒轧制力模式下的第一次冷轧直至达到特定的形变量，并控制每道次轧制采用的轧制力，然后再采用特定的压下量控制模式进行第二冷轧，在达到进一步改善镍卷表面缺陷的同时，降低镍卷因质软而导致的轧制不稳定、打滑等现象的发生几率，能提高镍卷的光泽度，同时降低镍卷的表面粗糙度。
同时，上述制备方法中，采用先后进行的特定的第一冷轧和第二冷轧步骤，轧制工序稳定，改善成品表面质量的同时，还能对成品的厚度进行精准控制，同时改善板形，即使在要求总变形量在70%~90%的镍卷制备，也能获得表面质量较高的镍卷，且成材率高。
可理解，上述“恒轧制力模式”是指在独立的轧制道次中，轧制力保持恒定，不同轧制道次采用的轧制力可相同或不同。“总变形量”是指第一冷轧后的镍卷相对于预处理后的镍卷材的厚度变形量。进一步地，变形量的计算方式参照本领域公知的计算方式，例如:变形量=（初始厚度-轧制后的厚度）/初始厚度×100%。
“压下量模式”是指每一道次固定辊缝宽度，从而达到控制每道次特定的压下量，具体轧制道次和辊缝宽度根据最终所需的镍卷的预设厚度设定。
在其中一些实施例中，在其中一些实施例中，n1≥2，且在第一冷轧过程中的任意相邻的两次轧制道次中，先进行的轧制道次采用的轧制力小于后进行的轧制道次采用的轧制力。
可理解：n1的上限值由总变形量决定，镍卷材的总变形量达到50%即停止第一冷轧。
随着轧制道次增加，镍卷硬化越严重，因此控制第一冷轧过程中各轧制道次的轧制力相对大小，进一步提高镍卷的板形和成材率。
在其中一些实施例中，在第一冷轧的过程中，控制各轧制道次的轧制速度为100m/min~200m/min。
可理解，一个道次结束是带卷从可逆式轧制的一端运行到另一端，具体时间是根据带卷长度决定的，通过控制速度及可控制带卷的轧制时间。
在其中一些实施例中，第二冷轧过程中，各道次的压下量分别独立地选自15%~35%。
在其中一些实施例中，第二冷轧过程中，控制先进行的轧制道次的压下量大于后进行的轧制道次的压下量。
在其中一些实施例中，第二冷轧的总压下量≥50%。
可理解，压下量控制模式通过固定辊缝宽度进行，以控制每道次的压下量，具体的辊缝宽度和轧制道次可根据最终所需的镍卷的厚度设计。
第二冷轧的总压下量是指第二冷轧后的产品相对于第一冷轧后的产品的压下量，各道次的压下量是指该道次产品先对于前次轧制道次产品的压下量。压下量的计算方法采用本领域常用的计算方法，例如：压下量=(初始厚度-终止厚度) /初始厚度×100%。
在其中一些实施例中，修磨处理包括如下步骤：
采用砂带对经过退火处理后的镍卷的表面进行n2次打磨处理，n2取大于或等于2的整数。
每次打磨处理采用的砂带的目数分别独立地选自(60~120)目，且任意相邻的两次打磨处理中，先进行的打磨处理采用的砂带的目数小于后进行的打磨处理采用的砂带的目数。
上述“60目~120目”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：120目、100目、80目、60目；或任意两个数值组成的范围。
可理解：砂带的目数越小代表砂粒度越大或砂带越粗，打磨效果也越粗糙。采用特定的先粗打磨后细打磨的打磨方法，对退火处理后的镍卷材表面的各类凹凸缺陷进行有效修磨的同时，降低因打磨处理本身带来的连带的伤害，提高预处理后的镍卷材的表面质量。
在其中一些实施例中，n2为2，先进行的打磨处理采用的砂带的目数为60目~80目，后进行的打磨处理采用的砂带的目数为100目~120目。
上述“60目~80目”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：80目、60目。
上述“100目~120目”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：120目、100目。
在其中一些实施例中，每次打磨处理的打磨线速度为5m/min~10m/min。
上述“5m/min~10m/min”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：5m/min、6m/min、7m/min、8m/min、9m/min、10m/min；或任意两个数值组成的范围。
在其中一些实施例中，每次打磨处理采用的打磨设备的电流为55mA~70mA。
上述“55mA~70mA”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：55mA、56mA、57mA、58mA、59mA、60mA、61mA、62mA、63mA、64mA、65mA、66mA、67mA、68mA、69mA、70mA。
可理解，砂带是装载在设备上对镍卷材进行打磨，打磨设备可以是本领域常用的各类打磨设备，例如打磨机。
在其中一些实施例中，每一次打磨处理都采用双面打磨。
可理解，在镍卷的厚度方向上，镍卷具有相对设置的两个表面，打磨处理时，对两个表面均进行打磨处理。
在其中一些实施例中，预处理后的镍卷材的表面粗糙度小于0.5μm。
在进行所述第一冷轧的步骤之前，还包括对预处理后的镍卷材进行脱脂处理的步骤。
脱脂处理可以去除镍卷材表面残留的润滑剂和杂质，采用的脱脂液可以是本领域常用的脱脂液，包括但不限于：NaOH溶液。
进一步地，在脱脂处理后进行干燥，再进行第一冷轧处理。
在其中一些实施例中，退火处理的温度为480℃~620℃，时间≥6h。
在其中一些实施例中，第一冷轧处理和第二冷轧处理均在室温下进行。
在其中一些实施例中，经过第二冷轧后的镍卷的总变形量为75%~90%
经过第二冷轧后的镍卷的总变形量是指经过第二冷轧后的镍卷相对于热轧镍卷的变形量，通过控制总变形量，即限定第二冷轧的终点，从而使得到的镍卷的表面质量满足电极用镍卷的要求。
上述“75%~90%”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值及以下点值：75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%；或任意两个数值组成的范围。
在其中一些实施例中，在第二冷轧处理的步骤之后，还包括对第二冷轧处理后的镍卷依次进行脱脂处理和退火处理的步骤。
脱脂处理的条件可同上，在此不再赘述。
在其中一些实施例中，退火处理的温度为480℃~620℃，时间≥6h。
本申请的另一方面提供一种镍卷，该镍卷采用如上所述的镍卷的制备方法制得。
上述镍卷的制备方法制得的镍卷的光泽度较高且表面粗糙度低，能用于制备电极。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以下为具体实施例。
实施例1
(1)镍卷的制备：
S1:将热轧(4.0mm厚度)镍卷于520℃下进行退火处理20min，然后先采用
60目和80目的砂带对镍卷上下表面进行连续打磨，然后采用100目和120目的砂带对镍卷上下表面进行连续打磨，砂带打磨线速度在7m/min，打磨设备的电流在55-70mA，获得预处理后的镍卷材(3.88mm厚度)，测得其表面粗糙度Ra为0.4μm；然后将镍卷材置于氢氧化钠水溶液中进行脱脂处理，去除表面润滑液残留，随后烘干。
S2:将烘干后的镍卷材进行第一次冷轧处理：采用恒轧制力模式，于25℃
下进行3道次轧制直至总变形量达到50%终止(1.94mm厚度)，每道次的轧制力按照轧制的先后顺序依次控制在150t-200t-260t，每道次的轧制速度为120m/min；随后采用压下量控制模式进行第二次冷轧处理：于室温下，固定辊缝宽度进行2道次冷轧，以使每道次的压下量分别依次为35%，25%，控制第二次冷轧的总压下量为58%，直至带卷轧制至成品厚度（0.8mm厚度），总变形量达到79%，然后于氢氧化钠水溶液中进行脱脂处理，再于530℃退火处理6h，得到镍卷成品，实物图如图1所示。
(2)测试：
1、对制得的镍卷成品的表面粗糙度进行测试，记为Ra。具体结果请见表1。
2、参照标准ASTM D523镜面光泽的测试方法对制得的镍卷成品的表面光泽度进行测试。具体结果请见表1。
3、重复上述步骤(1)制得20个批次镍卷成品，并对其表面粗糙度和光泽度进行测试，判断其是否符合电极用镍卷技术要求，符合标准的则为合格品，反之则不合格，按照下述公式计算其合格率：
合格率=合格产品个数/总产品个数×100%
具体结果请见表1。
实施例2~4
实施例2~4与实施例1基本相同，不同之处仅在于：第一次冷轧处理中，控制每道次的轧制力与实施例1不同，其中实施例2第一次冷轧处理中，每道次的轧制力按照轧制的先后顺序依次控制在180t-200t-250t；实施例3第一次冷轧处理中，每道次的轧制力按照轧制的先后顺序依次控制在150t-220t-280t；实施例4第一次冷轧处理中，每道次的轧制力按照轧制的先后顺序依次控制在180t-250t-300t。
其他步骤及条件与实施例1相同。测试结果请见表1。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处仅在于：步骤S2中，第一次冷轧处理也采用压下量控制模式，压下量控制模式的参数同实施例1中第二冷轧处理参数相同。
其他工艺条件与实施例1相同。实验结果表明：第一冷轧处理采用压下控制模式时，会出现会打滑导致轧制过程无法正常启动。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于：第一次冷轧处理中，控制每道次的轧制力与实施例1不同，第一次冷轧处理中，每道次的轧制力按照轧制的先后顺序依次控制在150t-300t-400t。
其他工艺条件与实施例1相同。具体结果请见表1。
各实施例及对比例的测试结果请见表1。
表1
“/”代表实验无法顺利进行。其中对比例2制得的镍卷变形不可控，导致卷形异常，各处的光泽度不均一，存在多个光泽度数据。
分析对表1数据，本申请实施例中镍卷的制备方法能提高镍卷的光泽度，同时降低镍卷的表面粗糙度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种镍卷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将热轧镍卷依次进行退火处理和修磨处理，制备预处理后的镍卷材；
采用恒轧制力模式，对所述预处理后的镍卷材进行第一冷轧，直至镍卷材的总变形量达到50%，然后采用压下量控制模式进行第二冷轧，制备预设厚度的镍卷；
其中，所述第一冷轧的轧制道次为n1，任意轧制道次采用的轧制力分别独立地选自150t~350t；所述压下量控制模式中，通过固定各轧制道次的辊缝宽度进行；
n1取大于或等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的镍卷的制备方法，其特征在于，n1≥2，且在所述第一冷轧过程中的任意相邻的两次轧制道次中，先进行的轧制道次采用的轧制力小于后进行的轧制道次采用的轧制力。
3.根据权利要求1所述的镍卷的制备方法，其特征在于，在所述第一冷轧的过程中，控制各轧制道次的轧制速度为100 m/min~200m/min。
4.根据权利要求1~3任一项所述的镍卷的制备方法，其特征在于，所述第二冷轧过程中，各道次的压下量分别独立地选自15%~35%；和/或
所述第二冷轧过程中，控制先进行的轧制道次的压下量大于后进行的轧制道次的压下量；和/或
所述第二冷轧的总压下量≥50%。
5.根据权利要求1~3任一项所述的镍卷的制备方法，其特征在于，所述修磨处理包括如下步骤：
采用砂带对经过所述退火处理后的镍卷的表面进行n2次打磨处理，n2取大于或等于2的整数；
每次所述打磨处理采用的砂带的目数分别独立地选自60目~120目，且任意相邻的两次打磨处理中，先进行的打磨处理采用的砂带的目数小于后进行的打磨处理采用的砂带的目数。
6.根据权利要求5所述的镍卷的制备方法，其特征在于，n2为2，先进行的打磨处理采用的砂带的目数为60目~80目，后进行的打磨处理采用的砂带的目数为100目~120目。
7.根据权利要求5所述的镍卷的制备方法，其特征在于，所述修磨处理满足如下(1)~(2)中至少一个条件：
(1)每次所述打磨处理的打磨线速度为5m/min~10m/min；
(2) 每次所述打磨处理采用的打磨设备的电流为55mA~70mA。
8.根据权利要求1~3任一项所述的镍卷的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下(1)~(2)中至少一个条件：
(1)所述预处理后的镍卷材的表面粗糙度小于0.5μm；
(2)经过所述第二冷轧后的镍卷的总变形量为75%~90%。
9.根据权利要求1~3任一项所述的镍卷的制备方法，其特征在于，在进行所述第一冷轧的步骤之前，还包括对预处理后的镍卷材进行脱脂处理的步骤。
10.一种镍卷，其特征在于，所述镍卷采用如权利要求1~9任一项所述的镍卷的制备方法制得。
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