专利名称：双镀层钢带及电镀工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及镀有镍铁合金层/镍镀层的双镀层钢带及电镀工艺，特别适用于电极 制造用的穿孔钢带、冲孔钢带的电镀。
背景技术：
电源制造行业广泛使用厚度0. 2mm以下的穿孔钢带、冲孔钢带作为电极连接件或 骨架，钢带上通常电镀厚度为3 5μπι的镍层，目的是为了防止钢带基体在电极制造过程 及电池使用过程中钢带被腐蚀。钢带上镀纯镍层存在成本高，且耐腐蚀性低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了降低穿孔钢带、冲孔钢带镀镍成本，同时提高 钢带耐腐蚀性。本发明的技术方案是镍铁合金镀层部分代替纯的镍层，基体钢带上镀有2_4μπι 的镍铁合金镀层；镍铁合金镀层上面镀有0. 5 2 μ m的镍层。其中，镍铁合金镀层中含铁量为25 30%，铁含量会影响镀层机械性能(主要是 硬度、及内应力)，铁含量过高的内应力大，不利于电极制造。由于双层镀层，镍铁合金镀层和镍层之间存在电位差，且孔隙率相对较低，因此， 在产生腐蚀时，会优先与中间镍铁合金镀层反应，从而达到保护基体的目的，基体耐腐蚀性 能得到提高。本发明的电镀方法是将钢带清理干净后，先电镀镍铁合金后电镀镍。值得注意的是本发明不能先镀镍层后镀镍铁合金层，因为镍铁合金在表面会产生 黄色斑点，采用先镀镍铁合金层后镀镍的方法可以避免产生黄色斑点(铁的腐蚀产物)。为了消除上一工序溶液，避免对下一工序造成影响，或者是影响镀层最后的外观 质量，可在每一工序后增加清洗步骤。其中，清理钢带表面可采用现有方法去油、并酸浸蚀清除被镀零件表面的锈迹及 氧化皮。现有技术中有自行车钢圈、铜板等表面镀镍铁合金镀层的工艺，通常采用镍板+ 纯铁板的组合阳极，采用镍板、纯铁板的面积比例来控制电镀溶液中镍离子与铁离子的比 例，存在操作困难的问题。且，只镀镍铁合金，镀层耐腐蚀能力不足，表面会很快产生黄色斑 点(铁的腐蚀产物)。本发明电镀镍铁合金不采用现有的镍板+纯铁的组合阳极，而采用镍板为单一阳 极，采用在电解液中滴加FeSO4溶液的方式补充电解过程中消耗的铁，通过滴加速度控制电 解液中镍离子与铁离子的比例，操作简单。电镀溶液配方为NiSO4 · 7H20 220 250g/L ；
H3B0330 40g/L ；NaClO 15g/L;FeSO4 · 7H20 25 35g/L ；十二烷基硫酸钠0. 1 0. 3g/L ；稳定剂少量(这里使用的稳定剂一般采用抗坏血酸1 2g/L，也可以使用市售的 商品稳定剂，如广州二轻生产的BH稳定剂)。还可以使用柠檬酸、葡萄糖酸、酒石酸及其复 配混合物。采用稳定剂的目的是避免镀液中的二价铁离子被氧化成三价铁离子，从而导致镀 层脆性增加，机械性能降低，甚至产生毛刺。硫酸亚铁配置成浓度为20% 25%的溶液缓慢滴入电镀溶液中，补充电镀过程 中消耗的Fe2+离子，使得Fe2+浓度维持在5 7g/L。
具体实施方式
之一，电镀镍铁合金时，在镀槽旁设置一加料槽，电镀槽和加料槽通 过两根液体输送管连同，形成连续循环；硫酸亚铁溶液在加料槽完成滴加，通过循环管输送 至电镀槽补充电解过程中消耗的Fe2+，详见
图1。为了防止镀层出现毛刺及针孔，连同电镀槽和加料槽的液体输送管中间设置过滤 装置，使得电镀槽中电镀液过滤除去固体杂质后再进入加料槽；同时，加料槽完成硫酸亚铁 溶液加料，过滤后再进入电镀槽。其中，电镀温度在50 70°C为宜，电流密度2 ΙΟΑ/dm2，走带速度可根据所需电 镀层厚度要进行调整。温度过低，电镀速度慢，容易烧焦，温度过高，稳定剂容易氧化分解， 二价铁容易被氧化成三价铁。电镀用的电源可采用高频开关电源或其它电源。其中，电镀镍可采用通用的电镀镍配方及电镀镍工艺。具体实施时，钢板经去油、水清洗、阴阳极联合电解去油、水清洗、酸浸蚀、水清洗、 电镀镍铁合金、水清洗、电镀镍、水清洗、碱中和、干燥、收卷。本发明的有益效果镍铁合金镀层部分代替纯的镍层成本较低(镍铁合金镀层中含铁量为25 30%， 铁的价格非常便宜，目前价格为4元/kg左右，镍的价格较高，目前为190元/kg左右)。另外，本发明电镀方法，采用硫酸亚铁滴入电镀溶液中的方式，补充电镀过程中消 耗的Fe2+离子，不需要控制阳极的铁板和镍板的面积比例，工艺维护简单。
具体实施例方式本发明的一个实施方式，包括以下步骤(1)去油采用各类酸性或碱性去油溶液均可，目的是去除钢带表面的油污。(2)用水清洗；(3)阴阳极联合电解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蚀；目的是清除被镀零件表面的锈迹及氧化皮；(6)用水清洗；(7)电镀镍铁合金电镀溶液配方为NiSO4 · 7H20 220 250g/L ；H3B0330 40g/L ；NaClO 15g/L，FeSO4 · 7H20 25 35g/L，十二烷基硫酸钠0. 1 0. 3g/L，稳定剂少量 (这里使用的稳定剂一般采用抗坏血酸1 2g/L，也可以使用市售的商品稳定剂，如广州二 轻生产的BH稳定剂)温度50 70°C，电流密度2 ΙΟΑ/dm2，走带速度可根据厚度要进行 调整。阳极材料采用单一的电解镍板，将硫酸亚铁配置成浓度为20% 25%的溶液缓慢滴 注加入电镀溶液。电镀用的电源为高频开关电源但不限于高频开关电源。金属镍有很强的钝化能力，为了防止镍阳极钝化，加入阳极活性剂，能促进阳极溶 解，保证镍离子的正常补充。通常用NaCl、氯化镍等，当阳极镍变成镍离子离开阳极时，由于 氯离子的存在，很快形成氯化镍，而氯化镍水溶性好，这样使镍离子迅速从阳极区扩散到镀 液内部，从而防止阳极钝化。但是添加过多会使阳极溶解过快。添加十二烷基硫酸钠、正辛基硫酸钠等表面活性剂是为了防止镀层产生针孔，加 入过多过少都会使镀层表面发花。硼酸H3BO3是缓冲剂，具有稳定pH值的作用，pH值控制在3. 0 5. 0 (优选3. 5 4.5)。但是，硼酸的量过多会造成毛刺和粗糙。(8)用水清洗(9)电镀镍可采用通用的电镀镍配方及工艺电镀镍0. 5 2 μ m。(10)用水清洗(11)中和将钢带从pH值为8 12的碱性溶液中通过。目的是将钢带表面中和 成碱性状态，防止储存、使用过程中锈蚀。(12)干燥将钢带牵引入烘箱中通过，烘干。(13)收卷。以下通过具体实施例的方式对本发明做进一步详述。实施例1 电镀厚度为0. Imm,宽度为23mm的穿孔钢带(1)去油采用各类酸性或碱性去油溶液均可，目的是去除钢带表面的油污。(2)用水清洗；(3)阴阳极联合电解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蚀；(6)用水清洗；(7)电镀镍铁合金电镀溶液配方为 NiSO4 · 7H20 220g/L ；H3B0330g/L ；NaCl 12g/ L，FeSO4 ·7Η20 28g/L，十二烷基硫酸钠0. lg/L，BH稳定剂18ml/L，温度55°C，电流密度5A/ dm2,电镀时间3min。镍铁合金厚度2. 3 μ m。(8)用水清洗(9)电镀镍通用的电镀镍配方及工艺电镀镍0. 5 2 μ m(10)用水清洗(11)中和将钢带从pH值为8 12的碱性溶液中通过。(12)干燥将钢带牵引入烘箱中通过，烘干。(13)收卷。将钢带浸泡在20%的氢氧化钠溶液中7d，温度控制在65士2°C，镀层无腐蚀。
弯曲试验法检测钢带结合力合格。实施例2 电镀厚度为0. Imm,宽度为180mm的冲孔钢带(1)去油采用各类酸性或碱性去油溶液均可，目的是去除钢带表面的油污。(2)用水清洗；(3)阴阳极联合电解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蚀；(6)用水清洗；(7)电镀镍铁合金电镀溶液配方为 NiSO4 -7H20240g/L ；H3B0332g/L ；NaCl 14g/L， FeS047H2031g/L,十二烷基硫酸钠0. 2g/L，抗坏血酸1. 5g/L)温度65°C，电流密度8A/dm2，电 镀时间2min。镍铁合金厚度为3. 1 μ m。(8)用水清洗(9)电镀镍通用的电镀镍配方及工艺电镀镍0. 5 2 μ m(10)用水清洗(11)中和将钢带从PH值为8 12的碱性溶液中通过。(12)干燥将钢带牵引入烘箱中通过，烘干。(13)收卷。将钢带浸泡在20%的氢氧化钠溶液中7d，温度控制在65士2°C，镀层无腐蚀。弯曲试验法检测钢带结合力合格。实施例3 电镀厚度为0. Imm,宽度为160mm的穿孔钢带(1)去油采用各类酸性或碱性去油溶液均可，目的是去除钢带表面的油污。(2)用水清洗；(3)阴阳极联合电解去油；(4)用水清洗；(5)酸浸蚀；(6)用水清洗；(7)电镀镍铁合金电镀溶液配方为 NiSO4 -7H20245g/L ；H3B0335g/L ；NaCl 13g/L， FeS047H20g/L,十二烷基硫酸钠0. 15g/L，抗坏血酸1. 8/L)温度62°C，电流密度5A/dm2，电镀 时间3min。镍铁合金厚度为2. 5 μ m。(8)用水清洗(9)电镀镍通用的电镀镍配方及工艺电镀镍0. 5 2 μ m(10)用水清洗(11)中和将钢带从PH值为8 12的碱性溶液中通过。(12)干燥将钢带牵引入烘箱中通过，烘干。(13)收卷。将钢带浸泡在20%的氢氧化钠溶液中7d，温度控制在65士2°C，镀层无腐蚀。弯曲试验法检测钢带结合力合格。
权利要求
双镀层钢带，其特征在于基体钢带上镀有2 4μm的镍铁合金镀层；镍铁合金镀层上面镀有0.5～2μm的镍层。
2.根据权利要求1所述的双镀层钢带，其特征在于镍铁合金镀层中含铁量为25 30%。
3.权利要求1所述的双镀层钢带的电镀工艺，其特征在于将钢带表面清理干净后，先 电镀镍铁合金后电镀镍。
4.根据权利要求3所述的电镀工艺，其特征在于电镀镍铁合金镀层采用镍板为单一 阳极，通过在电解液中滴加FeSO4溶液的方式补充电解过程中消耗的Fe2+，使得Fe2+浓度维 持在5 7g/L。
5.根据权利要求4所述的电镀工艺，其特征在于电镀镍铁合金时，在镀槽旁设置一加 料槽，电镀槽和加料槽通过两根液体输送管连同，形成连续循环；硫酸亚铁溶液在加料槽完 成滴加，通过循环管输送至电镀槽补充电解过程中消耗的Fe2+。
6.根据权利要求5所述的电镀工艺，其特征在于连同电镀槽和加料槽的液体输送管 中间设置过滤装置，使得电镀槽中电镀液过滤除去固体杂质后再进入加料槽；同时，加料槽 完成硫酸亚铁溶液加料，过滤后再进入电镀槽。
7.根据权利要求6所述的电镀工艺，其特征在于通过滴加FeSO4溶液的速度控制电解 液中Fe2+浓度。
8.根据权利要求7所述的电镀工艺，其特征在于滴加的？必04溶液的质量百分比浓度 为20% 25%的溶液。
9.根据权利要求3-8任一项所述的电镀工艺，其特征在于电镀镍铁合金时电镀溶液 配方为NiSO4 · 7H20 220 250g/L ；H3B0330 40g/L ；NaClO 15g/L ；FeSO4 · 7H20 25 35g/L ；十二烷基硫酸钠0. 1 0. 3g/L ；稳定剂少量，所述稳定剂为抗坏血酸、BH稳定剂、柠檬酸、葡萄糖酸、酒石酸或其复配混 合物，优选抗坏血酸1 2g/L。
10.根据权利要求3-9所述的电镀工艺，其特征在于电镀温度50 70V，电流密度 2 1 OA/dm2。
全文摘要
本发明涉及一种双镀层钢带及电镀工艺，特别适用于电极制造用的穿孔钢带、冲孔钢带的电镀。本发明所要结局的技术问题是为了克服钢带上镀纯镍层存在成本高，且耐腐蚀性低的问题。本发明双镀层钢带是在基体钢带上镀有2-4μm的镍铁合金镀层；镍铁合金镀层上面镀有0.5～2μm的镍层。本发明采用镍铁合金镀层部分代替纯的镍层，成本较低；同时，本发明电镀方法，采用硫酸亚铁滴入电镀溶液中的方式补充电镀过程中消耗的Fe2+离子，不需要控制阳极的铁板和镍板的面积比例，工艺维护简单。
文档编号C25D5/12GK101922031SQ20101024501
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者张建旭 申请人:四川长虹电器股份有限公司