一种动力电池极耳用铜带的生产工艺的制作方法

文档序号:16644538发布日期:2019-01-16 08:04阅读:339来源:国知局

本发明涉及有色金属加工的技术领域,尤其是涉及一种动力电池极耳用铜带的生产工艺。



背景技术:

随着新能源汽车和储能系统的高速发展,电池极耳的市场需求不断扩大。电池极耳生产大多采用铜带电镀工艺,作为基材的铜带质量直接影响电镀后极耳的质量。目前,常用的电池极耳用铜带主要存在的问题是:产品表面一致性差,导致电镀后存在色差、色斑等表面缺陷;产品表面光洁度差,电镀后镀层附着力低。

专利cn201710866137.9提供了一种新能源汽车电池极耳用铜带的制备方法,其包括熔炼、铸造、热轧等工艺,其存在能耗高、效率低等不足。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种动力电池极耳用铜带的生产工艺,使用本发明制备的动力电池极耳用铜带按照重量百分比计,铟含量为0.01%,钇含量0.002%,钙含量0.002%,铌含量0.002%,锂含量0.002%,动力电池极耳用铜带的抗拉强度220-230mpa、伸长率≥50%、导电率≥99%iacs、软化温度≥300℃,氧含量≤3ppm,表面平均粗糙度小于0.1μm。本发明提供的生产工艺具有工艺流程短、生产效率高、性能优异等特点。

为达到上述目的,本发明的技术方案是:

一种动力电池极耳用铜带的生产工艺,包括如下步骤:

1)上引铜杆:将a级高纯铜、纯银、铜铟中间合金、铜钇中间合金、铜钙中间合金、铜铌中间合金、铜锂中间合金,预热烘干后置于熔炼装置中熔化,采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面,经在线除气装置除气、脱氧后,用牵引机组上引铜杆,然后铜杆进入收线装置;

2)连续挤压:以步骤1)中制备的铜杆为原料,采用连续挤压机组生产铜带坯;连续挤压机转速为3.2r/min,铜带坯的宽度为320mm,厚度为20mm,铜带坯的横向公差小于0.01mm;连续挤压铜带坯用腔体的通道长度为100mm,腔体与挤压轮的间隙为1.0mm,腔体使用前先进行预热,预热温度为470℃,预热时间为5小时;连续挤压铜带坯用模具厚度为50mm,模具的模角为10°,模具的定径带长度为10mm;

3)冷轧:采用冷轧机组对铜带坯料进行轧制,轧制道次加工率为36~40%,轧制压力≤3000kn,轧制速度≤100m/min,轧制前张力50~55kn,后张力61~75kn;最后一道次的轧制铜带的前张力为20kn,轧制后张力为25kn,轧制速度为80m/min;轧制时采用5%乳化液进行冷却润滑,采用真空虹吸式挤干机除去轧制后铜带表面残留的乳化液,并采用风刀将卷取前铜带的表面吹扫干净。

4)清洗研磨:将冷轧后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和3500目不织布刷进行精抛。

5)退火:采用光亮退火设备对冷轧后铜带进行退火,退火温度为350℃,退火时间6h;光亮退火设备采用氢气作为保护气体,升温速度为50℃/小时,冷却时间12小时;退火后,铜带的抗拉强度220-230mpa,延伸率大于50%,铜带的晶粒度为0.016-0.025mm。

6)清洗研磨:将退火后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和3500目不织布刷进行精抛。

7)精轧:采用可逆液压冷轧机组对铜带进行精轧,道次加工率为25~30%,轧制的前张力为15-20kn、轧制铜带的后张力为16-25kn。轧制时采用5%乳化液进行冷却润滑,采用真空虹吸式挤干机除去轧制后铜带表面残留的乳化液,并采用风刀将卷取前铜带的表面吹扫干净。

8)清洗研磨:将退火后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和4000目不织布刷进行精抛。

9)退火:采用气垫炉退火设备对冷轧后铜带进行退火,采用氢气作为保护气体,退火后,铜带的抗拉强度220-230mpa,延伸率大于50%,铜带的晶粒度为0.010-0.015mm。

10)清洗研磨:将退火后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和4000目不织布刷进行精抛,使铜带表面平均粗糙度小于0.1μm。

11)矫直:采用矫直机组对铜带板型进行控制;矫直前张力控制在0.6-0.7kn,后张力控制在0.4-0.5kn,矫直后铜带的板型小于5i;

12)分切:采用分切设备对铜带进行分切,分切的刀片间隙为0.03mm,刀轴的压下量为0.20mm,每米铜带的侧边弯曲度小于1mm,每米铜带的横向弯曲度小于1mm,每米铜带的扭曲度小于5°。

本发明的有益效果是:通过使用本发明提供的一种动力电池极耳用铜带的生产工艺,具有以下优点:

1.本发明添加铟、钇、钙、铌、锂等微量元素,提高铜带的焊接性能、软化温度和电镀后表面色泽均匀,同时保证铜带的导电性。

2.本发明采用多道次的清洗研磨的工艺,提高铜带表面质量,降低铜带的表面粗糙度,使铜带电镀后色泽均一。

3.本发明采用上引连铸、连续挤压技术,可以不采用热轧,节省大量的能耗。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。

本发明的目的在于提供了一种动力电池极耳用铜带的生产工艺,包括如下步骤:

1)上引铜杆:将a级高纯铜、纯银、铜铟中间合金、铜钇中间合金、铜钙中间合金、铜铌中间合金、1铜锂中间合金,预热烘干后置于熔炼装置中熔化,采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面,经在线除气装置除气、脱氧后,用牵引机组上引铜杆,然后铜杆进入收线装置;

2)连续挤压:以步骤1)中制备的铜杆为原料,采用连续挤压机组生产铜带坯;连续挤压机转速为3.2r/min,铜带坯的宽度为320mm,厚度为20mm,铜带坯的横向公差小于0.01mm;连续挤压铜带坯用腔体的通道长度为100mm,腔体与挤压轮的间隙为1.0mm,腔体使用前先进行预热,预热温度为470℃,预热时间为5小时;连续挤压铜带坯用模具厚度为50mm,模具的模角为10°,模具的定径带长度为10mm;

3)冷轧:采用冷轧机组对铜带坯料进行轧制,轧制道次加工率为36~40%,轧制压力≤3000kn,轧制速度≤100m/min,轧制前张力50~55kn,后张力61~75kn;最后一道次的轧制铜带的前张力为20kn,轧制后张力为25kn,轧制速度为80m/min;轧制时采用5%乳化液进行冷却润滑,采用真空虹吸式挤干机除去轧制后铜带表面残留的乳化液,并采用风刀将卷取前铜带的表面吹扫干净。

4)清洗研磨:将冷轧后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和3500目不织布刷进行精抛。

5)退火:采用光亮退火设备对冷轧后铜带进行退火,退火温度为350℃,退火时间6h;光亮退火设备采用氢气作为保护气体,升温速度为50℃/小时,冷却时间12小时;退火后,铜带的抗拉强度220-230mpa,延伸率大于50%,铜带的晶粒度为0.016-0.025mm。

6)清洗研磨:将退火后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和3500目不织布刷进行精抛。

7)精轧:采用可逆液压冷轧机组对铜带进行精轧,道次加工率为25~30%,轧制的前张力为15-20kn、轧制铜带的后张力为16-25kn。轧制时采用5%乳化液进行冷却润滑,采用真空虹吸式挤干机除去轧制后铜带表面残留的乳化液,并采用风刀将卷取前铜带的表面吹扫干净。

8)清洗研磨:将退火后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和4000目不织布刷进行精抛。

9)退火:采用气垫炉退火设备对冷轧后铜带进行退火,采用氢气作为保护气体,退火后,铜带的抗拉强度220-230mpa,延伸率大于50%,铜带的晶粒度为0.010-0.015mm。

10)清洗研磨:将退火后的铜带进行清洗研磨,利用20%的碱液对铜带进行脱脂,脱脂储液箱采用油水分离技术,碱液温度控制在20-25℃,采用1000目的针刷粗抛光和4000目不织布刷进行精抛,使铜带的表面平均粗糙度小于0.1μm。

11)矫直:采用矫直机组对铜带板型进行控制;矫直前张力控制在0.6-0.7kn,后张力控制在0.4-0.5kn,矫直后铜带的板型小于5i;

12)分切:采用分切设备对铜带进行分切,分切的刀片间隙为0.03mm,刀轴的压下量为0.20mm,每米铜带的侧边弯曲度小于1mm,每米铜带的横向弯曲度小于1mm,每米铜带的扭曲度小于5°。

本发明制备的动力电池极耳用铜带的铟含量为0.01%,钇含量0.002%,钙含量0.002%,铌含量0.002%,锂含量0.002%,动力电池极耳用铜带的抗拉强度220-230mpa、伸长率≥50%、导电率≥99%iacs、软化温度≥300℃,氧含量≤3ppm,表面平均粗糙度小于0.1μm。

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