[發明專利]一種超薄鎳復合銅帶的生產制造方法

有效

• 申請號: 201410015108.8
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103707614A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 徐卓輝;肖昌鵬;覃超
• 申請（專利權）人: 深圳市中金嶺南科技有限公司
• 主分類號: B32B37/10
• 分類號: B32B37/10;B32B15/01;B21B1/22;B21B1/40;C21D8/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周美華

技術領域

本發明屬于帶材軋制領域，具體涉及一種生產超薄鎳復合銅帶的方法。

背景技術

在動力及高倍率鋰電池、電子電器產品領域經常希望用到高導電性的雙面或單面復合有超薄鎳層的銅帶材，這種復合鎳的銅帶材通常是由占厚度80％以上的銅層和8％以下的鎳層構成。銅金屬具有優異的導電性能，而鎳則具有優良的耐熱、耐磨損、耐腐蝕性，在銅帶材的表面復合一層超薄的鎳金屬，使得帶材的導電性能得以保證的同時還能夠達到優良的表層抗蝕性，即帶材的導電性接近純銅而表面抗蝕性則能夠達到鎳的效果。從保證帶材導電性能的角度考慮，鎳層越薄，帶材中銅層的厚度占整體厚度的比例越大，帶材的導電性能就越優良。例如，根據復合金屬電阻率滿足歐姆定律的計算公式可知當總的鎳層比例低于總厚的16％(即雙面時各鎳層低于總厚的8％)時，其導電率與純銅相差僅為10％左右。因此，如何制備得到超薄鎳復合銅帶，是本領域技術人員關注的焦點之一。

早期技術中，為了將超薄鎳層復合在銅帶材上，本領域技術人員廣泛采用的是鍍鎳的工藝，即采用電鍍或者化學鍍的方式將鎳鍍在銅帶材上。但是這種電鍍鎳或者化學鍍鎳存在的缺點在于：(1)鍍鎳銅帶的基材與覆材的可靠性不高，電鍍或化學鍍過程的不穩定性容易導致基材與覆材之間發生脫層現象。(2)電鍍或者化學鍍過程中存在嚴重的環境污染問題。

現有技術中，為了解決上述電鍍或者化學鍍鎳存在的問題，本領域技術人員開始使用熱軋復合工藝制備鎳復合銅帶，如中國專利文獻CN1805174A公開了一種電池的極耳或電池之間導電金屬片的加工方法，該方法先對銅帶和鎳帶進行清洗、除油、退火、拋光處理，然后再將處理后的銅帶和鎳帶放在復合軋機上進行復合，然后再經過退火、冷軋至所需厚度。該方案在獲得性能優異的復合金屬材料的同時還能達到生產過程綠色環保的效果，但其仍舊存在的缺陷在于，上述制備工藝并不適用于或者可理解為無法制備出超薄鎳層的復合帶材。原因在于當鎳覆層與基材的比例低于10％時，兩者厚度比例過于懸殊決定了復合前覆層組元原材料帶材的厚度需要盡量偏薄，在目前市面上可供貨的純銅帶材厚度不超過4mm的情況下，偏薄的原材料鎳帶材(厚度低于0.4mm)在復合過程經常容易刮邊、跑偏及斷帶，使得復合過程無法正常進行，即使復合出來其成材率也非常低。

中國專利文獻CN101791885A則公開了一種最外兩層為薄鎳層或鎳基合金層的復合材料及其制備方法，該方法將3層或者3層以上的復合金屬帶材經一次次層疊熱軋復合而成。該專利所述方案由于存在以下幾方面嚴重缺陷而無法制備出超薄鎳復銅帶：(1)當其中間層出現兩個或兩個以上相互接觸的純銅層時，按該方案所述退火方式進行熱處理時，各個銅層間的界面仍舊會存在，各個純銅層間難以形成致密、一體化的整體結構；(2)要制備成高導電性而且性能穩定的復合金屬帶材，采用該方案所述的熱處理退火方式完全不可行。因為其中所述退火時間為1～3h，這種長時間的退火處理會導致復合金屬材料熱處理過程中的過擴散現象，進而使得制備得到的銅鎳復合金屬的導電性能急劇下降。

針對上述現有技術方案的缺陷，本發明人開始探索適用于制備超薄鎳復合銅帶的軋制工藝。本發明人認為：要解決初始鎳層過薄而導致的軋制復合工藝無法正常進行的問題，就必須將厚度較大的鎳帶和占總厚度比例很大的銅帶進行多次軋制復合，即必須將厚度較大的鎳層和多層銅帶進行熱軋復合，而這一過程中存在的技術瓶頸在于如何能夠消除各個銅層間的界面，即如何制備得到致密、一體化的銅層結構，這是現有技術尚未解決的難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是制備超薄鎳復合銅帶的工藝，在將鎳層和多個銅層進行熱軋復合時，銅層和銅層之間的界面仍舊不會消失，多個銅層難以形成一個致密、一體化的銅層的技術問題，進而提供一種具有致密一體化、占總厚度比例更大的銅層的超薄鎳復合銅帶的生產方法。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案如下：

一種超薄鎳復合銅帶的生產制造方法，至少包括如下工序：

(1)將鎳帶和至少兩條銅帶在還原氣氛或者惰性氣氛中進行軋制復合，制備得到鎳復合銅帶，其中所述至少兩條銅帶表面緊貼排列；

(2)對所述鎳復合銅帶進行致密一體化的擴散退火處理，所述擴散退火處理在還原氣氛或者惰性氣氛中進行，擴散退火處理的溫度為500～850℃，退火速度為1-6米/分鐘；

(3)對所述鎳復合銅帶進行一次或者多次軋制-軟化退火處理，所述軟化退火處理在還原氣氛或者惰性氣氛中進行，軟化退火處理的溫度為750～950℃，退火速度為1-12米/分鐘。