一种镍铜双金属复合带材的制备方法与流程

1.本发明涉及属于金属复合带材加工技术领域，尤其涉及一种镍铜双金属复合带材的制备方法。


背景技术：

2.5g通信、新能源汽车等新兴重点领域发展迅猛，市场对新能源电池性能要求不断提高，节能、环保是电池发展的必然趋势。常规的电池负极材料有镀镍钢带，其价格低廉，但镀层薄、侧面无保护易生锈、内阻大，焊接性一般；镀镍铜带，其内阻小，但镀层薄、可焊接性能一般，对焊接工艺要求特高，否则易脱落；纯镍带，焊接性能好，抗氧化能力强，但内阻偏大；新型镍铜复合带材，能够降低电池内阻，延长电池使用寿命，镍铜复合带材作为负极材料，镍面为焊接面，铜面为导电面，其综合了镀镍铜带和镍带的优点，使负极材料的性能达到更佳，我国高性能镍铜复合带材主要依赖进口，市场急需国内替代品。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种镍铜双金属复合带材的制备方法，以满足目前长寿命电池负极材料的市场需求。本发明采用的技术方案是：一种镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：包括以下步骤：s1.粉末包套制作：将纯镍粉与纯铜粉依次装填入包套中，形成镍/铜/镍三层粉末体系，将包套施加振动使得振实密度达到3.5~5.4 g/cm3，并加热、抽真空，之后封焊包套，得到粉末包套；s2.粉末包套热轧：将粉末包套预热，然后进行7~9道次热轧，轧成3.8~4mm厚度的板材；s3.中间退火：将热轧板材表面的包套去除，然后在氢气还原炉中还原退火；s4.冷轧：将退火后的板材经3~10道次冷轧加工成0.02~0.5 mm厚度的镍铜双金属复合带材。
4.优选的是，所述的镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：所述步骤s1加热温度为300~600℃，加热时间为3~24 h，抽真空至10-4
~10-6pa
。
5.优选的是，所述的镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：所述步骤s1中纯镍粉与纯铜粉平均粒度均为50~250 μm。
6.优选的是，所述的镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：所述步骤s1镍/铜/镍三层粉末体系的镍/铜/镍质量比为1:10:1~1:1:1。
7.优选的是，所述的镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：所述步骤s2预热温度为600~1000℃，预热时间为20~120 min。
8.优选的是，所述的镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：所述步骤s3退火温度为400~600℃，退火时间为10~60 min。
9.优选的是，所述的镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：所述步骤s4冷轧线速为
0.2~2 m/s。
10.本发明的技术原理为：本发明将纯镍粉与纯铜粉依次装填包套，形成镍/铜/镍三层粉末体系，抽真空、封焊后，经热轧、冷轧成镍铜双金属复合带材。本发明技术优势在于粉末包套轧制不引入氧、氮等间隙元素杂质，避免了空气预热氧化对内部镍、铜的污染，保证了材料的高导电性能；镍与铜同属面心立方晶体结构，镍与铜之间形成互扩散层，界面结合良好；由于粉末颗粒内部晶粒细小，使复合带材获得细晶强化效果，力学性能优异。
11.本发明的优点在于：（1）本发明的镍铜双金属复合带材的制备方法，采用粉末包套热轧技术，全流程隔绝氧、氮等杂质来源，保证了镍铜双金属复合带材的高纯度。
12.（2）本发明的镍铜双金属复合带材的制备方法，镍与铜同属面心立方晶体结构，镍与铜之间形成互扩散层，异质金属间的界面结合及热匹配性能优异，避免加工过程产生孔洞等缺陷，提高复合带材成品率。
具体实施方式
13.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
14.实施例1一种镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：包括以下步骤：s1.按照镍/铜/镍三层粉末体系的质量比为1:10:1，将平均粒径为50 μm的纯镍粉与纯铜粉依次装填入20#钢包套中，粉末包套振实使得振实密度达到3.5g/cm3，在包套制作设备中加热至600℃，加热时间为3 h，抽真空至10-6pa
，封焊包套，得到粉末包套；s2.将上述粉末包套在空气加热炉中预热，预热温度为800℃，预热时间为60min，进行7次热轧，轧成3.8mm厚度的板材，且保证孔隙率≤0.5%；s3.将热轧板材表层20#钢包套材质机加工去除后，在氢气还原炉600℃下保温10min进行中间退火；s4.将退火后的板材经7道次冷轧加工成0.1mm厚度的镍铜双金属复合带材，轧制线速为2 m/s。
15.经检测，复合带材表面焊接性能优异，带材导电率达98.7%iacs。
16.实施例2一种镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：包括以下步骤：s1.按照镍/铜/镍三层粉末体系的质量比为1:1:1，将平均粒径为250 μm的纯镍粉与纯铜粉依次装填入45#钢包套中，粉末包套振实使得振实密度达到4.4 g/cm3，在包套制作设备中加热至300℃，加热时间为24h，抽真空至10-4pa
，封焊包套，得到粉末包套；s2.将上述粉末包套在空气加热炉中预热，预热温度为1000℃，预热时间为20min，进行8道次热轧，轧成3.8mm厚度的板材，且保证孔隙率≤0.2%；s3.将热轧板材表层45#钢包套材质机加工去除后，在氢气还原炉400℃保温60min，进行还原退火；s4.将退火后的板材经3道次冷轧加工0.5mm的镍铜双金属复合带材，轧制线速为1 m/s。
17.经检测，复合带材表面焊接性能优异，带材导电率达51.2%iacs。
18.实施例3一种镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：包括以下步骤：s1.按照镍/铜/镍三层粉末体系的质量比为1:5:1，将平均粒径为50 μm的纯镍粉与平均粒径为250 μm的纯铜粉依次装填入20#钢包套中，粉末包套振实至振实密度达到5.0g/cm3，在包套制作设备中加热至500℃，加热时间为16h，抽真空至10-5pa
，封焊包套，得到粉末包套；s2.将上述粉末包套在空气加热炉中预热，预热温度为700℃，预热时间为30min，进行8次热轧，轧成4mm厚度的板材，且保证孔隙率≤0.3%；s3.将热轧板材表层20#钢包套材质机加去除后，在氢气还原炉550℃保温40min，进行中间退火；s4.将退火后的板材经8道次冷轧，加工成0.3 mm厚度的镍铜双金属复合带材，轧制线速为1 m/s。
19.经检测，复合带材表面焊接性能优异，带材导电率达83.6%iacs。
20.实施例4一种镍铜双金属复合带材的制备方法，其中：包括以下步骤：s1.按照镍/铜/镍三层粉末体系的质量比为1:8:1，将平均粒径为100 μm的纯镍粉与平均粒径为50 μm的纯铜粉依次装填入45#钢包套中，粉末包套振实至振实密度达到5.4 g/cm3，在包套制作设备中加热至400℃，加热时间为20h，抽真空至10-5pa
，封焊包套，得到粉末包套；s2.将上述粉末包套在空气加热炉中预热，预热温度为600℃，预热时间为120min，进行9道次热轧，轧成3.8mm厚度的板材，且保证孔隙率≤0.2%；s3.将热轧板材表层45#钢包套材质机加工去除后，在氢气还原炉500℃保温30min进行中间退火；s4.将退火后的板材经10道次冷轧加工成0.02mm厚度的镍铜双金属复合带材，轧制线速为0.2 m/s。
21.经检测，复合带材表面焊接性能优异，带材导电率达91.3%iacs。
22.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。