本發(fā)明涉及鋼帶鍍覆，具體是一種耐腐蝕鋼帶及其多層鍍覆工藝。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著人們對電池性能的要求越來越高，堿錳電池、鎳氫電池和鋰離子動力電池等電池的殼體材料的性能也越來越受到廣大專業(yè)人士的關(guān)注。電池外殼作為一個密封的容器，由于強腐蝕性電解液的填充，要求其有足夠強的耐腐蝕性能。

2、目前常用的方法是通過在電池外殼鍍覆鎳層，以增強電池外殼的耐腐蝕性能，但如果是純鎳層，其存在成本高，且耐腐蝕性能并不能最大限度的得到發(fā)揮的局限性。在現(xiàn)有專利cn102148339a中公開了一種鍍覆鎳-鈷/鎳/鎳-鈷多層膜電池殼體鋼帶及其制備工藝。是以鋼帶為基底，鋼帶的兩面分別鍍覆了鎳-鈷/鎳/鎳-鈷多層膜。底層為納米晶鎳-鈷合金鍍層，中間層為微米晶鎳鍍層，表層為納米晶鎳-鈷合金鍍層。該發(fā)明的多層膜材料，使鋼帶的耐腐蝕性能和沖壓性能整體得到優(yōu)化和提高。用此種鋼帶沖壓成電池殼，裝配電池之后，可以提高電池的電性能和存儲性能。

3、基于此，本發(fā)明中將提供一種耐腐蝕鋼帶及其多層鍍覆工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐腐蝕鋼帶及其多層鍍覆工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種耐腐蝕鋼帶的多層鍍覆工藝，具體包括以下步驟：

4、s1：對鋼帶進行預處理，得到預處理鋼帶；

5、s11：鋼帶整卷原料依次進行開卷、矯直后，將其浸入酸性除油劑中，在40~50℃下，進行浸泡處理2~10min，取出，采用清水沖洗干凈，干燥，完成清潔處理和粗糙化處理，得到預處理鋼帶i；

6、s12：將預處理鋼帶i浸入活化液中，在40~50℃下，浸泡處理1~3min，取出，采用清水沖洗干凈，干燥，完成活化處理，得到預處理鋼帶；

7、s2：將預處理鋼帶浸入鍍鎳液中進行電鍍處理，再對其進行等離子噴涂處理，最終在預處理鋼帶表面鍍覆一層內(nèi)鎳層，得到鍍鎳鋼帶i；

8、s3：采用等離子噴涂處理的方法，在鍍鎳鋼帶i表面鍍覆一層中間鎳層，得到鍍鎳鋼帶ii；

9、s4：采用等離子噴涂處理的方法，在鍍鎳鋼帶ii表面鍍覆一層外鎳層，得到鍍鎳鋼帶iii；

10、s5：對鍍鎳鋼帶iii進行熱處理，得到耐腐蝕鋼帶。

11、進一步地，所述酸性除油劑由型號為kzd-1012的除油劑、增強劑和水以體積比2:(1~2):10混合得到。

12、進一步地，所述增強劑包括以下濃度原料：濃硫酸5~10g/l、檸檬酸20~30g/l、緩蝕劑5~10g/l、穩(wěn)定劑5~10g/l，溶劑為水。

13、進一步地，所述緩蝕劑包括但不限于硅酸鈉、苯胺、六亞甲基四胺中的一種或多種的組合。

14、進一步地，所述穩(wěn)定劑包括但不限于4-戊氧基芐醇、1,2,5-戊三醇、新戊二醇二苯甲酸酯中的一種或多種的組合。

15、進一步地，所述預處理鋼帶i的粗糙度為ra=0.8~1.2μm。

16、進一步地，所述活化液包括以下濃度原料：鹽酸35~37wt%、表面活性劑5~10g/l。

17、進一步地，所述表面活性劑包括但不限于烯丙基磺酸鈉、鄰磺酰苯酰亞胺鈉、乙烯基磺酸鈉、op-10、np-10中的一種或多種的組合；表面活性劑具有活化作用，協(xié)同鹽酸對鋼帶進行活化處理，進一步增強鋼帶和金屬鍍層的結(jié)合力。

18、鋼帶表面含有鐵銹、油污、氧化膜等影響與金屬鍍層結(jié)合力的物質(zhì)，因此，為了使金屬鍍覆過程順利進行并獲得結(jié)合力良好的金屬鍍層，在正式施鍍前需要對鋼帶進行清潔處理，以去除鐵銹、油污、氧化膜等物質(zhì)。此外，促進金屬鍍層結(jié)合力的方法還有增加基體的粗糙度，一方面粗糙度可以增加金屬鍍層和基體的接觸面積，另一方面粗糙度可以增加金屬鍍層和基體的機械咬合力，從而達到提高金屬鍍層結(jié)合力。但同時也需要注意粗糙度的控制，粗糙度本身屬于裂紋源，會造成應(yīng)力集中，對于基體會造成損傷；且粗糙度過低也會使結(jié)合力降低。

19、基于上述原因，本發(fā)明中采用酸性除油劑對鋼帶進行預處理（包括清潔處理和粗糙化處理）。由于鋼帶表面油污、鐵銹、氧化膜厚度并不均一，必然存在部分區(qū)域的油污等污染物被清潔干凈后，另外還有別的部分區(qū)域并未被完全清潔干凈，因此，通過進一步控制在鋼帶在酸性除油劑中的處理時長，可以達到對鋼帶完全清洗干凈，且對其進行一定酸蝕處理，進而增加鋼帶粗糙度的目的，而為了最大限度的增強鋼帶與后續(xù)鍍層的結(jié)合力，本發(fā)明中粗糙度ra控制在0.8~1.2μm之間。

20、另外，由于kzd-1012型除油劑對于除油、除銹能力較強，但對于酸蝕的能力較差，因此，本發(fā)明中配制了增強劑對其進行改善。其中濃硫酸和檸檬酸可以提高酸蝕的活性，促進后續(xù)酸蝕；緩蝕劑則起到避免鋼帶被過度酸蝕的作用；穩(wěn)定劑則起到促進kzd-1012型除油劑和增強劑兩者親和的作用，增強兩者的聯(lián)系，以提高酸性除油劑的性能。

21、進一步地，所述鍍鎳液包括以下濃度原料：硫酸鎳180~300g/l、氯化鎳30~50g/l、硼酸30~50g/l，溶劑為水。

22、進一步地，所述鍍鎳液使用氨水調(diào)節(jié)ph至3.5~4.5。

23、進一步地，所述電鍍處理的工藝參數(shù)為：電流密度為2~6a/dm2，電鍍溫度為50~70℃。

24、進一步地，s2中，所述等離子噴涂所用噴涂粉料為鎳粉，純度≥99.99%，粒徑為1~5μm。

25、進一步地，所述等離子噴涂處理的工藝參數(shù)為：功率為30~40kw，送粉速率為20~30g/min，氬氣流量為45~55l/min，氫氣流量為20~25l/min，噴涂距離為90~110mm。

26、進一步地，所述內(nèi)鎳層厚度為15~20μm。

27、由于預處理鋼帶表面具有一定粗糙度，因此，方案中首先采用電鍍處理的方法，可以使鎳盡可能完全的沉積到預處理鋼帶表面的各個部位；但是電鍍處理存在著鍍層的質(zhì)量和厚度不利于控制的問題，且在預處理鋼帶本身表面存在一定粗糙度的情況下，這種情況就會更嚴重，因此方案中進一步采用等離子噴涂處理的方法，在電鍍的鎳層上噴涂鎳，來補償電鍍處理帶來的缺陷，最終在預處理鋼帶上鍍覆一層質(zhì)量厚度均勻的鎳層；為了使電鍍得到的鍍層質(zhì)量不出現(xiàn)較大缺陷，應(yīng)嚴格控制電鍍處理的工藝參數(shù)，如電流密度控制在2~6a/dm2，電鍍溫度控制在50~70℃。

28、進一步地，s3中，所述等離子噴涂所用粉料包括以下質(zhì)量百分數(shù)配比的原料：鎳粉93~97wt%、鈷粉1~4wt%、二氧化鈦1~3wt%、鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料0.5~1.5wt%。

29、進一步地，所述二氧化鈦、鈷粉的純度均為99.99%，粒徑為1~5μm。

30、進一步地，所述鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料的制備方法為：將石墨烯、鎳粉、碳化鈦加入到球磨機內(nèi)研磨2~10h后，于950~1000℃、15~25mpa下，真空燒結(jié)2~6h，得到鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料。

31、進一步地，所述石墨烯、鎳粉、碳化鈦三者的質(zhì)量比為(0.01~0.2):100:(0.2~0.5)；其中石墨烯為單層片狀，其厚度為0.5~1.2nm，鎳粉的粒徑為1~5μm，碳化鈦的粒徑為1~5μm。

32、進一步地，所述中間鎳層厚度為10~20μm。

33、本發(fā)明中，進一步采用等離子噴涂技術(shù)在內(nèi)鎳層上鍍覆一層中間鎳層，該中間鎳層中添加了鈷、二氧化鈦、鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料。其中，鈷可以穩(wěn)定鎳的晶格結(jié)構(gòu)，減少中間鎳層中晶體缺陷的形成，使中間鎳層的穩(wěn)定性得到增加；二氧化鈦具有一定潤滑效應(yīng)，能夠增強中間鎳層的耐磨性；石墨烯可以協(xié)同二氧化鈦增強中間鎳層的耐磨性，而碳化鈦可以促進增強石墨烯的耐磨性，同時兩者對于耐腐蝕性也有一定的改性增強，因此，本發(fā)明中通過鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料引入碳化鈦、石墨烯，既解決了單一石墨烯與金屬結(jié)合不緊密的問題，又對中間鎳層的耐磨性、耐腐蝕性有著明顯的增強，還不會影響中間鎳層和內(nèi)鎳層之間的結(jié)合性。

34、進一步地，s4中，所述等離子噴涂所用粉料包括以下質(zhì)量百分數(shù)配比的原料：鎳粉87~92wt%、鋁粉3~6wt%、鈷粉1~3wt%、二氧化鈦1~2wt%、碳化鎢0.5~2wt%、碳化硅0.5~2wt%、鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料0.5~2wt%。

35、進一步地，所述外鎳層厚度為10~20μm。

36、進一步地，所述鋁粉、鈷粉、二氧化鈦、碳化鎢、碳化硅五者的純度均為99.99%，粒徑為1~5μm。

37、本發(fā)明中，進一步采用等離子噴涂技術(shù)在中間鎳層上鍍覆一層外鎳層，相較于中間內(nèi)層，該外鎳層中進一步添加了鋁粉、碳化鎢、碳化硅。其中碳化鎢、碳化硅可以增強外鎳層的耐磨性和耐腐蝕性；鋁粉能夠促進碳化硅、碳化鎢以及鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料在外鎳層中的致密性，進而使碳化鎢、碳化硅以及鎳/碳化鈦/石墨烯納米材料充分發(fā)揮作用；且鎳粉、鋁粉在等離子噴涂后具有一定黏結(jié)性，能夠促進與中間鎳層的結(jié)合性；另外為保障各層的質(zhì)量，應(yīng)嚴格控制等離子噴涂的工藝參數(shù)。

38、進一步地，所述熱處理的過程為：將鍍鎳鋼板iii置于氬氣氛圍中，于500~700℃加熱1~5h，加熱完畢后，待其在氬氣氛圍下自然冷卻，完成熱處理；經(jīng)熱處理后，可以進一步加強內(nèi)鎳層與鋼帶和中間鎳層、中間鎳層與內(nèi)鎳層和外鎳層以及外鎳層與中間鎳層之間的結(jié)合力；同時各層的致密性也得到增強。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

40、1、本發(fā)明中，通過對鋼帶進行“清潔處理+粗糙化處理+活化處理”三步預處理，極大地增強了鋼帶與內(nèi)鎳層的結(jié)合力；

41、2、本發(fā)明中，通過電鍍處理+等離子噴涂處理，鍍覆得到了質(zhì)量、厚度均勻的內(nèi)鎳層，極大地促進了后續(xù)中間鎳層與其的結(jié)合；

42、3、本發(fā)明中，通過對等離子噴涂粉末的調(diào)整，依次在內(nèi)鎳層上鍍覆了中間鎳層、在中間鎳層上鍍覆了外鎳層，各層之間結(jié)合緊密，且對于鋼帶的耐磨性、耐腐蝕性進行了顯著的改善。