奥氏体系不锈钢箔的制作方法

文档序号:14185881阅读:143来源:国知局

本发明涉及奥氏体系不锈钢箔。特别是涉及尽管板厚极薄但是具有良好的成形性的奥氏体系不锈钢箔。



背景技术:

随着电子设备的小型化、轻量化,电子设备的轻便化、可移动化不断发展,很多的电子设备所装载的锂离子电池等电池被要求小型化、轻量化。特别是关于智能手机等电子设备所要求的电池的小型化、轻量化,要求时代最尖端水平的规格。

现在,面向智能手机的锂离子电池的电池外壳,使用铝薄板的罐型、层压了树脂薄膜的铝箔。特别是以提高单位体积的容量密度为目的,较多地使用了层压有树脂薄膜的铝箔。最近,以进一步的小型轻量化为目的,需求更薄的外装材料。但是,作为基材的铝箔,存在下述课题:如果薄壁化,则在制造过程中容易发生针孔,不能够确保水分阻隔性,另外,通过薄壁化,扎刺强度和刚性会降低,不能够确保针对来自外部的冲击和针对电池的内部膨胀的强度。因此,就铝箔而言,看得出在进一步的小型化方面存在极限。

于是,由强度和刚性比铝高的不锈钢构成的箔(不锈钢箔)受到关注。但是,不锈钢与铝相比,比重高,因此要应用于小型化和轻量化的电子设备所要求的电池外壳的话,需要板厚极薄(例如60μm以下)的不锈钢箔。特别是为了谋求电池容量的增大,需求尽管板厚为60μm以下但是被加工性高、例如即使是成形为方罐形状的情况也能够均匀成形的不锈钢箔。

作为极薄的不锈钢箔,专利文献1中公开了厚度25μm以下的不锈钢箔。如果成为极薄不锈钢箔,则会从腐蚀端面沿轧制方向发生伴有裂纹的空隙。专利文献1为了消除该问题而公开了限制5μm以上的夹杂物的个数的发明。

另外,作为将不锈钢箔应用于电池用外壳的例子有专利文献2~4。专利文献2公开了冲压加工厚度20~100μm的不锈钢箔来作为电池用外装材料的例子,专利文献3公开了冲压加工厚度100μm的不锈钢箔来作为电池用外装材料的例子,专利文献4公开了冲压加工厚度40~150μm的不锈钢箔来作为电池用外装材料的例子。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-273586号公报

专利文献2:日本特开2004-52100号公报

专利文献3:日本特开2013-41788号公报

专利文献4:日本特开2012-92361号公报

专利文献5:日本特开2007-168184号公报



技术实现要素:

通常,极薄的不锈钢箔,如hdd(硬盘驱动器:harddiskdrive)用的磁头悬架所使用的弹簧用等那样,在轧制后不退火而以轧制态、或者在实施了张力退火(tensionannealing)之类的使抗拉强度和屈服强度提高的热处理之后,被冲裁加工或蚀刻加工的情况较多。专利文献1的技术是解决在这样的蚀刻加工时产生的技术课题的技术。

但是,在将极薄的不锈钢箔应用于电池外壳的情况下,该电池外壳通过冲压加工极薄的不锈钢箔而形成。一般地,冲压成形分为深拉深成形和胀形(鼓凸成形)。深拉深成形,如圆筒深拉深所代表的那样,为在材料的流入方向受到拉伸变形、且在与流入方向垂直的宽度方向受到压缩变形那样的变形。另一方面,胀形是在箔的与板厚方向垂直的面内(以下也称为轧制面)成为等双轴拉伸变形那样的成形。在成形为如电池外壳那样的方罐形状的情况下,进行胀形,因此特别是成为拐角部的不锈钢箔的部分最受到拉伸变形。因此,如果在该部分中较多地存在沿对变形不利的取向定向的晶粒,则即使实施冲压加工也不能够充分地变形,会发生断裂等。因此,对于被实施在轧制面内的任意的方向延伸的加工的不锈钢箔,与在特定的取向上显示良好的胀形性相比,希望在任意的取向上都某种程度地显示良好的胀形性,即各向异性小、且显示良好的胀形性。

基于这样的状况,本发明人进行了专心研究,结果发现:如果关于处理条件没有任何考虑而对不锈钢箔实施以往的退火处理(例如光亮退火等),则构成不锈钢箔的晶粒会进行粗大化,并且这些晶粒的取向会向特定的晶体取向集积。认为如果进行这样的晶粒取向向特定的晶体取向的集积,则针对胀形的变形的各向异性变大,该不锈钢箔的均匀成形变得困难,成形深度变小。

专利文献2中记载了冲压加工厚度20~100μm的不锈钢箔来应用于电池外壳的例子。但是,在专利文献2中,没有关于晶体取向的集积的课题认识。因此,退火温度高,晶体取向进行集积,认为专利文献2的不锈钢箔针对胀形的变形的各向异性大。

专利文献3中也记载了厚度100μm的不锈钢箔应用于电池外壳的例子。但是,厚度100μm的不锈钢箔由于比较厚,因此虽然被加工性较高,但是由外壳厚度的降低带来的电池容量的增大效果小。

专利文献4中记载了将厚度40~150μm的不锈钢箔应用于电池外装材料的例子。专利文献4的技术,将不锈钢箔的表层氮化从而抑制了冲压加工时的加工诱发马氏体的生成。由此,能够确保不锈钢箔与树脂的热熔合部的耐剥离性且能够抑制冲压加工后的树脂的白化。而且已说明:通过加工诱发马氏体相变而形成的表面凹凸得到抑制,能够维持表面的平滑性,因此冲压加工性变得良好。

但是,本发明人专心研究的结果发现:如果将不锈钢箔的表层氮化,则由于该部分硬化,因此在冲压加工时容易发生裂缝(裂纹)。特别是如果不锈钢箔的板厚变为60μm以下时,由表层氮化产生的硬化部分的影响相对地变大,变得不能够忽视。即,如果对表层氮化了的极薄不锈钢箔进行冲压加工,则表面会发生裂纹,不能够得到充分的冲压成形性。因此,认为虽然能够减薄不锈钢箔的厚度,但是成形深度小。即,电池容量的增大效果小。

再者,在专利文献4中,大部分的实施例的板厚为100μm,因此如上所述,不能够期待由厚度的降低带来的电池容量的增大效果。另外,已说明:板厚40μm的实施例,虽然成形性恶化了,但是在允许范围内。而且,从没有板厚比其薄的实施例来看,专利文献4中记载的技术不能够使不锈钢箔的厚度极薄且使成形深度较大。

本发明鉴于上述的状况而完成,其目的是提供即使是板厚为60μm以下的极薄不锈钢箔,胀形性也高、而且针对胀形的变形的各向异性小的奥氏体系不锈钢箔。

再者,板厚的下限不需要特别限定,但由于实施轧制之后的箔的板厚的现实的极限值为5μm左右,因此将本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔的厚度设为5~60μm。

为了解决上述的课题,本发明人进行了专心研究,并得到了以下见解。

(1)通过在奥氏体系不锈钢中,使向特定的取向定向了(集积了)的晶粒的比例为特定的范围以下,即,在奥氏体系不锈钢中,使位错密度减少,并且使该晶粒的取向随机(random),针对胀形的变形的各向异性变小,能够使成形深度较大。

(2)要使位错密度减少、并且使晶粒的取向随机的话,需要在轧制时进行强压下,从而较多地导入在再结晶时成为核生成位点的位错,其后进行退火,从而使位错密度减少、进行再结晶,并且使再结晶了的晶粒处于微细的状态。

(3)通过优选确保3个以上的板厚方向的晶粒的数量,能够确保塑性变形能力(例如,良好的胀形性)。另外,也可以根据板厚来决定板厚方向的晶粒数的下限。

(4)为了抑制由表面硬化所致的裂缝(裂纹),极力抑制表层的氮化是很重要的。

(5)通过确保3个以上的板厚方向的晶粒数,而且使表层的氮浓度为1.0质量%以下,也能够确保耐电解液性。也就是说,要提高耐电解液性的话,抑制冲压加工后的拐角部的不锈钢箔表面的粗糙、确保与树脂皮膜的密合性是很重要的。

本发明是基于上述的见解完成的,本发明的方案如下。

(1)一种奥氏体系不锈钢箔,其特征在于,

板厚为5μm以上60μm以下,

上述不锈钢箔的再结晶率为90%以上100%以下,

上述不锈钢箔具有织构,所述织构是在测定视场内与{112}<111>取向的取向差为10°以内的晶体取向的面积率、与{110}<112>取向的取向差为10°以内的晶体取向的面积率、和与{110}<001>取向的取向差为10°以内的晶体取向的面积率的合计为20%以下的织构。

(2)根据(1)所述的奥氏体系不锈钢箔,其特征在于,上述板厚为5μm以上25μm以下。

(3)根据(1)或(2)所述的奥氏体系不锈钢箔,其特征在于,在板厚方向上具有3个以上的晶粒。

(4)根据(1)~(3)的任一项所述的奥氏体系不锈钢箔,其特征在于,表层的氮浓度为1.0质量%以下。

(5)根据(1)~(4)的任一项所述的奥氏体系不锈钢箔,其特征在于,在上述奥氏体系不锈钢箔的至少一个表面层叠有树脂薄膜。

根据本发明,能够提供即使是板厚为60μm以下的极薄不锈钢箔,胀形性也高、而且针对胀形的变形的各向异性小的奥氏体系不锈钢箔。本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,适用于以小型轻量化为目标的锂离子电池等的电池外壳等。

具体实施方式

以下详细说明本发明。

(1.奥氏体系不锈钢箔)

[不锈钢的材质]

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,只要由奥氏体系不锈钢构成就没有特别的限制,但优选奥氏体系不锈钢具有以下所示的组成范围。该组成范围,以质量%计含有c:0.080%以下、si:2.0%以下、mn:2.0%以下、p:0.045%以下、s:0.030%以下、ni:5.0%以上11.0%以下、cr:15.0%以上20.0%以下、mo:0.30%以下、n:0.05%以下、cu:0.50%以上2.50%以下,余量包含fe和不可避免的杂质。作为上述的奥氏体系不锈钢,也可以使用市售的奥氏体系不锈钢。

[板厚:5~60μm]

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,板厚为5~60μm。为了使将该不锈钢箔应用于电池外壳的情况下的电池容量的增大效果较大,板厚被规定为60μm以下。板厚优选为50μm以下,进一步优选为40μm以下,更优选为25μm以下。另外,板厚的下限没有特别的限定,但考虑到制造技术的极限,可以将板厚5μm作为下限。即使板厚为5μm,也能够获得本发明的效果。

[再结晶率:90%以上100%以下]

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔需要具有良好的胀形性(塑性变形能力)。具体而言,轧制后的组织由于受到加工从而蓄积有位错等晶格缺陷,因此晶粒即使微细,位错密度也高,发生了硬化。因此,需要根据材料来适当控制热处理条件使组织进行再结晶并形成为低位错密度。即,由于再结晶组织是以位错密度为驱动力而形成,因此通过降低再结晶晶粒内的位错密度、并且抑制再结晶组织的粗大化,能够确保良好的胀形性(塑性变形能力)。

再者,作为测定位错密度的方法,可例示蚀坑(etchpit)法等,但由于受测定条件等影响,因此难以进行定量的测定。也能够通过显微镜观察来直接测定位错密度,但由于取决于观察视场,因此偏差较大。于是,本发明人发现:通过测定作为反映位错密度的特性值的再结晶率,能够把握是否进行了适当的热处理。

再结晶率,可通过(再结晶的晶体的面积)/(观察面积)来算出。“再结晶的晶体的面积”,可通过利用光学显微镜观察奥氏体系不锈钢箔的任意截面来得到。或者,也可以求出通过上述钢箔的x射线解析而得到的(220)面的衍射峰的半值宽度从而算出。如果半值宽度为0.20deg.(度)以下,则可视为再结晶率为90%以上,如果半值宽度为0.15deg.以下,则可视为再结晶率为95%以上,如果半值宽度为0.10deg.以下,则可视为再结晶率为100%。

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,再结晶率为90%以上即可。如果再结晶率为90%以上,则位错密度变得充分低,能够确保成形性。优选再结晶率为95%以上。如果后述的织构满足本发明的规定,则再结晶率也可以为100%。即,本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔整体再结晶也可以。

[织构]

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,通过使再结晶率为上述的范围内、而且控制再结晶过程,从而具有特征性的织构。具体而言,本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔具有织构,所述织构是在测定视场内与{112}<111>取向的取向差(偏离)为10°以内的晶体取向的面积率、与{110}<112>取向的取向差为10°以内的晶体取向的面积率、和与{110}<001>取向的取向差为10°以内的晶体取向的面积率的合计为20%以下的织构。再者,在上述的3种取向中,{112}、{110}、{110}面表示与轧制面平行的面,<111>、<112>、<001>方向表示与轧制方向平行的方向。而且,上述的3种取向,作为包含在晶体学上等价的取向的取向群而构成。

上述{112}<111>取向,是被称为所谓的copper取向的取向,上述{110}<112>取向是被称为所谓的brass取向的取向,上述{110}<001>取向是被称为所谓的goss取向的取向。这3种取向,是在能量上具有优势的取向,在奥氏体系不锈钢的再结晶织构中作为容易优先地集积(容易优先地定向)的取向而已知。

在轧制后的不锈钢箔中,尽管定向成与这3种取向的取向差为10°以内的晶粒的比例少,组织中的晶粒的取向比较地随机,但是如上述那样,位错密度高,因此成形性差。于是,通过退火处理,来进行组织的回复、再结晶,降低位错密度。此时,经过再结晶,晶粒进行粗大化(晶粒长大),并且向作为在能量上具有优势的取向的上述3种取向集积了的晶粒的比例增加。

如果向这样的特定的取向进行晶粒的定向,则晶粒偏向特定的取向而排列。该情况下,如果不锈钢箔受到胀形等的冲压加工,则有时虽然在对变形有利的取向(容易发生滑移的取向)上显示良好的成形性,但是在对变形不利的取向(难以产生滑移的取向)上成形性恶化。于是,在如电池外壳的拐角部那样受到在轧制面的任意的方向上延伸那样的胀形加工的情况下,虽有显示充分的延伸(变形)的取向,但有时以对变形不利的取向为起点而发生断裂等(塑性变形能力恶化),有时不能够得到所希望的成形深度。即,产生针对胀形的变形的各向异性。

因此,在本发明中,为了降低起因于晶粒的定向度的成形性的各向异性,进行退火处理,使再结晶之后的织构中的晶粒的取向随机。在奥氏体系不锈钢中,如上述那样,容易向{112}<111>取向、{110}<112>取向、{110}<001>取向这3种取向集积,因此将能够判断为向各取向集积了的晶粒(定向成为与各取向的取向差为10°以内的晶粒)所占的面积的合计比例设为20%以下。由此,消除奥氏体系不锈钢箔的织构中的晶粒的取向的偏聚,降低成形性的各向异性,即使是受到了在轧制面内的任意的方向延伸那样的加工的情况,也能够得到充分的成形深度。再者,没有集积成与上述的3种取向的取向差为10°以内的区域的取向,是与上述3种取向相比难以集积的晶体取向,没有向特定的取向集积。也就是说,关于与上述的3种取向的取向差超过10°的任意的晶体取向x,与x的取向差为10°以内的晶体取向的面积率为20%以下。

在本发明中,在测定视场内,与{112}<111>取向的取向差为10°以内的晶体取向、与{110}<112>取向的取向差为10°以内的晶体取向、和与{110}<001>取向的取向差为10°以内的晶体取向所占的面积率的合计优选为15%以下,更优选为7%以下。

与上述的各取向的取向差为10°以内的晶体取向所占的面积率,在本发明中通过使用电子背散射衍射(ebsd:electronbackscatterdiffraction)法确定各测定点的晶体取向来算出。该ebsd法,是将ebsd检测器与sem(扫描电子显微镜)连接,使试样倾斜70°左右,解析对倾斜的试样表面的规定的测定视场照射聚焦电子束时产生的衍射图(ebsd图谱),来测定晶体取向的方法。

具体而言,从各测定点的衍射图推定一些取向,将概率最高的取向确定为测定点的晶体取向。将这样求出的各测定点的取向相应于反极点图上的位置进行色分而图示出,得到ipf(inversepolefigure)映射图。由该ipf映射图按面积率算出与上述的各取向的角度差为允许角度(toleranceangle)(在本发明中,10°)以下的晶粒在测定视场的面积中所占的比例。再者,在本发明中,测定视场优选为100×100μm程度以上的区域。

[在板厚方向上晶粒为3个以上]

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,优选在板厚方向上存在3个以上的晶粒。板厚方向的晶粒数,可在板厚方向的任意的截面中,依据jisg0551测定晶体粒径,算出平均晶体粒径,板厚除以平均晶体粒径,用其商值作为板厚方向的晶粒数。再者,在晶粒为等轴晶粒的情况下,也可以在与板厚方向正交的面中测定晶体粒径,算出平均晶体粒径。

或者,在任意的截面内,在板厚方向上划3条以上的任意的直线,数出这些直线横穿的晶粒的个数,将其进行算术平均而求出。此时,在晶粒与表面相接的情况下按0.5个计数。另外,在直线沿着晶界的情况下,也可将构成晶界的多个晶体分别计数。但是,由于不锈钢箔的宽度方向的两端部容易出现由退火所致的影响,因此不适合于晶粒数的测定。因此,优选:将不锈钢箔的宽度方向的两端部除外,在板厚方向上划任意的直线,测定晶粒数。例如,可通过在不锈钢箔的宽度方向的中央(距离一端为1/2宽度的位置)以及两端与中央的中间(距离一端为1/4宽度的位置和为3/4宽度的位置这2个位置)这3个地方数出晶粒的个数,并将其进行算术平均,来评价该不锈钢箔的板厚方向的晶粒数。

如果这样求出的晶粒数为3个以上,则塑性变形能力提高,胀形性变得良好,因此优选。即,要各个晶粒塑性变形成任意的形状的话,需要满足vonmises(冯·米塞斯)条件,且多个滑移系发生多重滑移。但是,如果板厚方向的晶粒数少,则相对于变形方向不满足vonmises条件的取向的晶粒(变形能力差的晶粒)在厚度方向上排列的概率变高。于是,在冲压加工时,这些晶粒不能够追随箔整体的变形,因此会成为断裂的起点。另一方面,如果在板厚方向上存在3个以上的晶粒,则即使存在变形能力差的晶粒,周围的晶粒也变形为任意的形状,能够维持作为箔整体而言的变形,因此结果是塑性变形能力提高。

进而,如果根据板厚来决定板厚方向的晶粒数,则能够更加确保塑性变形能力,因此优选。由于板厚越厚,变形阻力越大,因此优选:板厚越厚,使晶粒数越多。具体而言,在板厚为15μm以上的情况下,板厚方向的晶粒数优选为5个以上,特别是板厚为40μm以上的情况下,更优选为10个以上。由此,能够进一步提高塑性变形能力。再者,在板厚低于15μm的奥氏体系不锈钢箔的情况下,由板厚所致的对板厚方向的晶粒数的影响成为不能忽视的程度。

晶粒数的上限没有特别的限定。原因是根据奥氏体系不锈钢箔的板厚,板厚方向的晶粒数变化。如果晶粒数为3个以上,则晶粒的大小(依据jisg0051测得的晶体粒径(以下,在本说明书中只要没有特别说明,就称为“晶体粒径”。))无特别的限定。原因是上述的多重滑移不是由晶粒的大小决定,而是由厚度方向的晶粒的数量决定。

[表层的氮浓度]

如上述那样,在将不锈钢箔的表面氮化了的情况下,特别是当板厚变薄时,起因于氮化所致的表层硬化的各种问题显著化。因此,优选不锈钢箔的表层未氮化。所谓“表层未氮化”,意指表层的氮浓度为1.0质量%以下。在此,所谓表层,是在采用俄歇电子能谱法进行的测定中氧浓度变为峰值的一半的厚度,氮浓度为表层中的平均的浓度。

再次重复说明,在不锈钢箔的表层氮化了的情况下,在冲压加工时,表层因氮化而变硬,由此会成为裂缝的起点,因此冲压成形性降低。板厚薄为60μm以下的本发明涉及的不锈钢箔,相对地表面的影响变大,因此该问题变得显著。通过将氮浓度设为上述的范围,能够不产生表层的裂缝(裂纹)而进行变形,因此能够得到良好的冲压成形性。因此,优选:不使氮浓化于不锈钢箔表层,且如上述那样表层的氮浓度设为1.0质量%以下。表层的氮浓度的下限不需要特别限定。下限与以不锈钢箔整体进行评价的氮含量同等。即,在一般的sus304等的不含氮的钢种的情况下,作为不可避免的杂质的氮的含量水平成为下限。

不锈钢箔的表层的氮浓度能够通过使退火气氛中的氮浓度为0.1体积%以下而控制在1质量%以下。

[层压]

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,也可以与通常的层压不锈钢箔同样地在其表面层叠(层压)树脂薄膜,形成为层压奥氏体系不锈钢箔。通过层叠树脂薄膜,能够提高在电解液中的耐蚀性,能够更加提高面向以锂离子电池为首的电池的外壳的适用性。

树脂薄膜的层叠,可以对不锈钢箔的两表面实施,也可以对任一表面实施。

关于不锈钢箔与树脂的剥离强度,可通过在不锈钢箔的表面设置适当厚度的铬酸盐处理层,来得到所需的性能。例如,在专利文献5中公开了下述技术:在不锈钢箔的至少一面设置厚度2~200nm的铬酸盐处理层,在铬酸盐处理层的表面层叠聚烯烃系树脂,所述聚烯烃系树脂含有具有极性的官能团。

另外,关于冲压加工后的树脂的白化,可通过将树脂的设计最适化来防止。具体而言,只要使热层压后的树脂成为非晶质即可,为此,只要加快热层压时的冷却速度即可。例如将120℃~80℃的范围的冷却速度设为20℃/s以上即可。

(2.奥氏体系不锈钢箔的制造方法)

接着,对本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔的制造方法进行说明。

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔的制造工序,与通常的不锈钢箔的制造工序大致相同。即,对不锈钢带进行箔轧制,其后进行表面洗涤,进行最终退火,根据需要进行调质轧制(张力矫平:tensionleveller),来制造出不锈钢箔。再者,也可以根据供箔轧制的原材料即不锈钢带的板厚,将箔轧制工序分为多次(多段轧制),并在各箔轧制工序之间进行中间退火。但是,为了得到本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,如上述那样,最终箔轧制中的压下率和最终退火中的温度的控制很重要。

[压下率]

在箔轧制中,通过进行强压下轧制,能够向不锈钢中导入成为再结晶的核生成位点的位错。压下率越高,所导入的位错越增加。位错密度利用压下率、轧制后实施的退火处理来一起进行控制。因此,在进行两次以上的箔轧制的情况下,优选以强压下来进行最终的箔轧制、也就是即将最终退火前的箔轧制。

具体而言,最终退火前的箔轧制中的压下率设为30%以上为好。从确保位错密度的观点出发,优选为40%以上,进一步优选为45%以上。

再者,压下率用下式定义。

压下率=(轧制前板厚-轧制后板厚)/(轧制前板厚)

对于箔轧制而言,减少板厚是理所当然的目的,导入位错也是目的,因此压下率的上限无特别限定。但是,由于理论上压下率不可能是100%,因此现实的压下率的上限为95%左右。

压下率的下限,也取决于奥氏体系不锈钢箔的最终板厚,但可能的话,优选为40%以上,更优选为45%以上。

在分成多次来进行箔轧制的情况下,优选在中间的箔轧制和与之接续的中间退火中也控制材料的结构。该情况下也与最终箔轧制同样即可。即,将在各箔轧制中的压下率设为30%以上为好。但是,如上述那样,即将最终退火前的箔轧制很重要,因此优选将最终箔轧制的压下率设定得高于其他的箔轧制的压下率。

[退火温度]

箔轧制后的退火(最终退火),担负用于使位错密度减少、使再结晶进行的重要任务。关于本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,如上述那样,以使位错密度减少、使再结晶进行,并且抑制晶粒长大、抑制向特定的取向集积为目的。

在本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔的情况下,将退火温度设为950℃以上、1050℃以下。当为950℃以下时,位错密度没有减少,因此再结晶率变低。另一方面,当超过1050℃时,晶体粗大化,并且向上述的3种取向中的某一取向进行定向,不能够得到良好的成形性。退火温度的下限优选比950℃高一些,优选为960℃,进一步优选为970℃。

退火温度的上限,从抑制晶体取向的集积的观点出发,优选比1050℃低一些,优选为1040℃,进一步优选为1030℃。

[退火保持时间]

在上述的退火温度下保持不锈钢箔的时间,设为3秒以上30秒以下。当低于3秒时,热处理变得不充分,再结晶未充分地进行,不能得到在本发明中规定的再结晶率。另一方面,当超过30秒时,再结晶晶粒粗大化,并且向上述的3种取向中的某一取向进行定向,不能够得到良好的成形性。

[退火气氛]

退火气氛,设为氢气或者氩等的稀有气体气氛,以避免不锈钢箔的表面氮化。再者,优选在退火气氛中完全不含氮,但从大气中不可避免地混入的氮可以某种程度地允许。为了使表面层的氮浓度在1.0质量%以下,只要退火气氛中的氮浓度为0.1体积%以下即可。

[中间退火]

在实施多次的箔轧制工序的情况下,关于中间退火的条件没有特别的规定,但优选为950℃以上1050℃以下。由于希望晶界也成为再结晶的核,并在箔轧制前较多地导入,因此希望通过设为上述的温度范围来抑制再结晶晶粒的粗大化。

实施例

作为本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔的实施例,通过将市售的sus304在表1所记载的轧制条件下采用箔轧制机进行轧制,来制造出具有表1中所记载的厚度的奥氏体系不锈钢箔。

在此,压下率表示即将最终退火前的箔冷轧制工序中的压下率,最终退火温度表示在轧制工序完成后实施的最终退火工序中的温度,保持时间表示在最终退火温度下保持不锈钢箔的时间。

退火气氛设为0.1体积%氮气-99.9体积%氢气混合气体。

再结晶率,通过将轧制方向截面作为观察面进行镜面研磨、腐蚀,进行观察,求出在全板厚×500μm宽度的范围中再结晶的晶粒的面积,计算(再结晶的晶体的面积)/(观察面积)来得到。

关于最终退火后的不锈钢箔的织构,将该箔的表面采用化学性的腐蚀法或cp(截面抛光:cross-sectionpolishing)法进行研磨后,采用ebsd法对所述研磨后的表面进行测定。在100μm见方的测定视场中,测定了与copper取向{112}<111>的取向差为10°以内的晶体取向的集积度(面积%)、与brass取向{110}<112>的取向差为10°以内的晶体取向的集积度(面积%)、与goss取向{110}<001>的取向差为10°以内的晶体取向的集积度(面积%)。

表层的氮浓度采用俄歇电子能谱法(aes)进行测定。对从不锈钢箔表面到30nm的深度的区域进行测定,将从表面直到氧浓度变为半峰值的浓度的深度为止的区域的平均的氮浓度作为表层的氮浓度。

板厚方向的晶粒数为下述商值,所述商值是:在板厚方向上切取试样,进行截面研磨,然后实施腐蚀后用显微镜观察,然后依据jisg0551测定晶体粒径,算出平均晶体粒径,板厚除以平均晶体粒径所得到的商值。

另外,使用最终退火后的不锈钢箔,制作了在其一面设置10nm的铬酸盐处理层后层压了聚丙烯薄膜、且在另一面层压了聚酯薄膜或者尼龙薄膜的约100mm见方的样品。在这些样品的中央,用长40mm×宽30mm的冲头在余隙为0.3mm的条件下进行冲压成形,评价了不发生折皱和裂纹的最大的深度。由于板厚度越大,最大成形深度越大,因此在板厚低于30μm的情况下,将成形深度为4.0mm以上判为良好,在板厚为30μm以上的情况下,将成形深度为4.5mm以上判为良好。评价结果示于表1。

如表1所示,本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔的实施例,向各取向集积了的晶粒的面积比例低,其结果,在板厚低于30μm的情况下,成形深度为4.0mm以上,在板厚为30μm以上的情况下,成形深度为4.5mm以上。

板厚低于30μm的比较例1,由于最终退火温度低,因此再结晶化未充分地进行,再结晶率低。其结果,成形深度小于4.0mm。

另一方面,板厚低于30μm的比较例2和3,由于最终退火温度高,因此再结晶充分地进行,而且晶粒长大,再结晶的晶粒的取向向各取向集积了。其结果,对于胀形,产生变形的各向异性,成形深度小于4.0mm。

板厚为30μm以上的比较例4和6,由于最终退火温度低,因此再结晶化未充分地进行,再结晶率低。其结果,成形深度小于4.5mm。

另外,板厚为30μm以上的比较例5,由于最终退火温度高,因此再结晶充分地进行,而且晶粒长大,再结晶的晶粒的取向向各取向集积了。其结果,对于胀形,产生变形的各向异性,成形深度小于4.5mm。

从以上结果来看,对板厚相同的实施例4和比较例2进行比较,关于成形深度,可确认出有0.3mm以上的差。该差如以下所示那样是非常有意义的差。即,在不锈钢箔被应用于例如装载在智能手机等小型且轻量的电子设备中的电池的外壳情况下,电池外壳的厚度被要求为几个毫米程度。在这样的状况下,如果成形深度变大0.3mm以上,则增大的深度相当于电池外壳的厚度的10%以上,大大地有助于电池容量的增大。因此,本发明的效果非常大。

产业上的可利用性

本发明涉及的奥氏体系不锈钢箔,能够应用于小型电子设备用的锂离子电池等的电池外壳等。

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