具有优异成型性能的高强度覆层材料制造技术

一种具有优异成形性能的高强度覆层材料，具体而言，是一种三层的覆层材料，所述三层覆层材料的制造过程为：采用不锈钢作为基底，将Ｎｉ或者Ｎｉ合金的薄板与所述基底的一个主表面结合一起，并且，使铜的薄板与所述基底的另一主表面结合一起，上述两个结合过程均通过加压焊接实施；或者是一种两层或三层的覆层材料，其通过加压焊接，使镍或者其合金的薄板与所述基底的至少一个主表面结合一起来进行制造。所述覆层材料能够在其总厚度减小的同时，使不锈钢的相对厚度进一步增加，从而，获得至少与传统的两层或三层覆层材料相当的机械强度（抗拉强度）。将具有预定尺寸和形状的张紧辊置于加压焊接轧辊的进料端一侧，并且，通过所述张紧辊将镍、铜等的薄板送进所述加压焊接轧辊中，从而，能够在每个薄板的整个范围施加均匀一致的张力，能够防止在加压焊接期间出现开裂和皱折，能够在加压焊接前使镍和铜的薄板的厚度减小至约５μｍ，而且，能够使每种薄板在用于电池壳体的三层覆层材料中的相对厚度降低至为总厚度的约０．５％。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种薄的高强度覆层材料，所述覆层材料具有等于或高于70kgf/mm2的抗拉强度，优异的成形性能，并且可以通过实施预定的电镀来进行深冲压；而且，更具体而言，涉及一种三层覆层材料，所述三层覆层材料尤其可用来作为制造扣式电池等的阳极壳体的覆层材料，其中，采用不锈钢作为基底，Ni或Ni合金被整体加压焊接到所述基底的一个主表面上，Cu则被整体加压焊接到另一个主表面上；而且，还涉及一种两层或三层的覆层材料，所述覆层材料可以用来作为制造阴极壳体的覆层材料，其中，采用不锈钢作为基底，Ni或Ni合金被整体加压焊接到所述基底的至少一个主表面上。
技术介绍
研制更小且更轻的器件的努力近年来在电气设备领域已得到加强，为此，迫切需要开发出用于这种设备中的更小且更薄的电池。例如，币式电池，扣式电池和其它电池目前正得到广泛应用。所述这类电池的壳体需要具有足够的耐腐蚀性，导电性和加工性能。用于制造阳极壳体的材料的实例包括所谓的三层覆层材料，其中，采用不锈钢作为基底，Ni与该基底的一个主表面结合一起，Cu与另一个主表面相结合。此外，所谓的两层或三层覆层材料被用来制造阴极壳体，所述的覆层材料中，采用不锈钢作为基底，Ni与该基底的一个或两个主表面相结合。对于所述的扣式电池而言，电池寿命由贮存在壳体中的电化学试剂的量决定，因此，要求增加壳体的容量，以便延长电池寿命。然而，某些应用场合对电池的外形尺寸有限制，这就迫使研究人员通过使用更薄的壳体来增加电池的实际容量。然而，不可能获得能够满足诸如维持壳体本身的机械强度不变，阻止电化学试剂发生泄漏等要求的壳体材料，从而使得前述目标无法实现。作为克服所述不足之处的一个措施，已提出开发扣式电池，所述扣式电池的特别之处是，贮存电化学试剂的壳体的容量可通过采用下述措施来进行显著增加，所述措施包括采用一种三层覆层材料作为阳极壳体，所述覆层材料中，采用不锈钢作为基底，Ni与基底的一个主表面结合一起，Cu与其另一个主表面相结合，并且，将所述三层覆层材料中的不锈钢的重量比设定为覆层材料总量的77-91％(相应于厚度比为79-92％)；采用一种三层覆层材料作为阴极壳体，所述覆层材料中，采用不锈钢作为基底，Ni与所述基底的两个主表面结合一起，并且，将所述三层覆层材料的回火硬度值设定在一个预定水平(3.5)(参见日本未审专利申请(kokai)8-315869；美国专利5,567,538、5,582,930和5,591,541)。在所述扣式电池中，通过增加构成用于制造阳极壳体的三层覆层材料的基底不锈钢的比例，可以增加每单位覆层材料厚度的强度，并且使所述厚度减小，而同时，通过压制等方法获得阳极壳体所需的成型性能可以得到保持；而且，所述阳极壳体的容量可以得到增加，而同时，阳极壳体所要求的强度，刚性，以及压碎抗力得到保持。尽管采用由上述三层覆层材料构成的阳极壳体和阴极壳体构造的扣式电池具有比传统的扣式电池长得多的寿命，但仍需要进一步增加电池的寿命，开发研制更小更轻的电池，以及对三层覆层材料作进一步改善。然而，目前，进一步增加构成上述基底的不锈钢的重量比(厚度比)很困难。公开了一种在所提出的上述阳极壳体和阴极壳体中使用的结构，所述结构中，与构成所述基底的不锈钢的主表面结合一起的Ni，Cu或者类似物质通过电镀形成。然而，在工业化生产中，考虑到生产率，处理电镀设备或电镀液所需的花费等，一般采用冷压焊进行生产。具体而言，将具有预定厚度的Ni或Cu的薄板放在不锈钢(基底)的主表面上，借助开坯轧辊对所述薄板进行加压焊接，并同时使之结合一起，从而轧制出具有预定厚度的三层覆层材料。通过在开坯轧辊的上游方向，借助用于将Ni或Cu薄板送进的轧辊或者其它部件施加一个特定大小的张力，可以防止所述Ni或Cu薄板在加压焊接期间出现摺边等，但是，在进行工业化生产时这些薄板的宽度一般为约100～600mm，厚度为约0.1～1.0mm，因此，很难在板厚较小的薄板的整个范围内施加均匀一致的张力。结果，所述Ni和Cu薄板在压力作用下，与不锈钢(基底)焊合在一起时会出现折叠和摺边，最终导致表面缺陷的形成和与基底的结合不充分。因此，不可能将Ni或Cu薄板的厚度减小到某一特定极限之下，而且，结果是，很难将不锈钢在整个覆层材料中的重量比(厚度比)提高到某一特定水平之上。对于阳极壳体而言，例如，一般要求覆层材料的总厚度小于或等于0.30mm。因此，传统方法能够确保覆层材料的总量中Ni的重量比为2％(厚度比2％)，但是，尤其不能确保覆层材料的总量中Cu的重量比小于7％(厚度比小于6％)，并且，最终无法确保覆层材料的总量中Ni与Cu的总重量比小于9％(厚度比小于8％)。因此，认为不锈钢(基底)的重量比(厚度比)存在难于超越的限制，而且，很难使电池寿命超过具有上述所提供的结构的扣式电池的寿命，即，所述扣式电池中，覆层材料总量中不锈钢的重量比为77～91％(相应的厚度比为79～92％)。专利技术公开本专利技术的一个目的是克服上述不足之处，并且，提供一种三层材料，所述覆层材料尤其可用来作为制造扣式电池等的阳极壳体的覆层材料，所述覆层材料中，采用不锈钢作基底，Ni或Ni合金被整体加压焊接到所述基底的一个主表面上，Cu被整体加压焊接到另一个主表面上，其中，这种高强度、高成形性能的覆层材料可使不锈钢的重量比进一步增加，可使机械强度(抗拉强度)超过传统三层覆层材料的机械强度，并且，还可使所述整个覆层材料的厚度减小。本专利技术的另一个目的是提供一种两层或三层覆层材料，所述覆层材料可用来作为制造扣式电池等的阴极壳体的覆层材料，所述覆层材料中，采用不锈钢作为基底，Ni或Ni合金被整体加压焊接到所述基底的至少一个主表面上，其中，这种高强度、高成形性能的覆层材料可使不锈钢的重量比进一步增加，可具有超过传统的两层或三层覆层材料的机械强度(抗拉强度)，而且，还可使所述整个覆层材料的厚度减小。为实现上述目标，本专利技术人对防止Ni，Cu或其它薄板在加压条件下与由不锈钢构成的基底结合一起时，出现折叠或摺边的方法进行了广泛研究。例如，通过采取某种方法，在所述整个薄板范围施加均匀张力并且防止在加压焊接期间出现折叠或摺边已成为可能，所述方法中，将具有特定形状和尺寸的张紧辊置于开坯轧辊的上游，并且，通过所述张紧辊将Ni，Cu和其它薄板送至所述开坯轧辊。结果，在加压焊接前所述Ni和Cu薄板的厚度可降至约5μm，用作电池壳体的三层覆层材料中所述每种薄板的厚度比可被减小至约所述整个覆层材料厚度的约0.5％。具体而言，有可能在阳极壳体中，不锈钢的厚度比最高达99％。除了上述将Ni，Cu或其它薄板送进开坯轧辊的方法外，任何常规制造三层覆层材料的方法基本上都可采用。另外，有可能通过采用上述方法来增加三层覆层材料中不锈钢的厚度比，通过在特定温度下重复进行退火和平整轧制，例如，光整冷轧轧制和其它处理，来使所述三层覆层材料具有超过传统的三层覆层材料的机械强度(抗拉强度)，以及，在特定情形下，通过采取优选的结构来使其强度比传统的三层覆层材料的强度高10-50％。具体地，本专利技术提供一种高强度、高成形性能的覆层材料，所述覆层材料尤其优选作为制造电池等的阳极壳体的材料，所述覆层材料中，采用不锈钢作为基底，Ni或Ni合金被整体加压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度、高成形性能的覆层材料，其包含：作为基底的不锈钢；与所述基底的一个主表面整体加压焊接在一起的Ｎｉ或Ｎｉ合金；与另一主表面整体加压焊接一起的Ｃｕ，所述不锈钢的厚度大于所述覆层材料总厚度的９２％，但不超过其总厚度的９９％，而且，所述覆层材料的抗拉强度等于或高于７０ｋｇｆ／ｍｍ↑［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石尾雅昭，
申请(专利权)人：住友特殊金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]