本發明屬于金屬材料加工技術領域，特別涉及一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法。

背景技術：
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近年來，便攜式電子產品如手機、筆記本電腦等需求迅猛增長并向輕型高效的方向發展，因此作為其動力來源的各類電池產品也得到了極大的發展并逐漸向輕質、高能密度方向發展。為了實現這一目標，目前電池的殼體材料多數已從鋼材改為鋁材，由于電池外引極端一般采用導電性和耐蝕性都較好的純鎳材料，由此帶來了鎳材與鋁材之間的焊接問題。理想的方法是在外引極端鎳材與外殼鋁材之間采用一種鋁/鎳雙金屬復合帶作為焊接過渡層。

目前，雙金屬復合帶的制備方法有多種，如軋制復合法、擠壓復合法、爆炸復合法、反向凝固法、鑄軋法等，但在實際生產中獲得廣泛應用的是軋制復合法。為了實現界面的初結合，軋制復合時往往需要超過50％的一次大變形，這會導致復合組元產生嚴重的加工硬化，對于鋁/鎳復合體系而言，兩組元的熔點、再結晶溫度以及力學性能差異均較大，因此軋制復合后的擴散退火很難實現兩者同時完全軟化，同時，鋁鎳復合界面容易生成金屬間化合物，導致復合強度與鎳層硬度控制的相互矛盾性顯得尤為突出。因此，采用傳統的軋制工藝生產鋁鎳雙金屬復合帶時，復合層的結合強度以及復合帶的硬度控制難度大。

技術實現要素：
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本發明的目的是，針對采用傳統的軋制工藝生產鋁鎳雙金屬復合帶時，復合層的結合強度以及復合帶的硬度控制難度大的技術難題，提供一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，用于制作鋰電池極耳的鋁鎳雙金屬復合帶材的制備，該方法通過將加熱的鋁帶與軟化退火后的鎳帶進行軋制復合，獲得鋁鎳復合帶坯，然后進行擴散退火和室溫軋制獲得鋁鎳雙金屬復合帶材成品的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

將鎳帶進行軟化退火后，形成軟化退火后的鎳帶；其中，軟化退火的溫度為700～800℃，軟化退火保溫時間為20～30min；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取鋁帶加熱至300～500℃后，與軟化退火后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，獲得鋁鎳復合帶坯；其中，軋制復合變形量為20～45％；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，獲得界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯；其中，擴散退火溫度為300～550℃，擴散退火保溫時間為5～180min；

步驟4，硬度控制

將界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯進行室溫軋制，獲得鋁鎳雙金屬復合帶材，所述鋁鎳雙金屬復合帶材厚度為0.12～0.8mm，硬度為HV80～230；其中，室溫軋制變形量為0～60％。

所述的步驟1中，鎳帶的純度≥99.9％，鎳帶的厚度為0.1～1mm。

所述的步驟1中，軟化退火后的鎳帶表面經過清洗除油及打磨處理，其中，打磨方式為砂帶打磨或鋼絲刷打磨。

所述的步驟2中，鋁帶的純度≥99.5％，鋁帶的厚度為0.1～1mm。

所述的步驟1和步驟2中，原料鋁材與原料鎳材的厚度，根據所需制備的鋁鎳雙金屬復合帶材的厚度，及鋁鎳雙金屬復合帶材中鋁鎳厚度比確定。

所述的步驟2中，鋁帶在加熱前，表面經過清洗除油及打磨處理；所述的打磨方式為砂帶打磨或鋼絲刷打磨。

所述的步驟4中，室溫軋制變形量根據所需制備的鋁鎳雙金屬復合帶材的硬度要求確定，當步驟3獲得的界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯硬度滿足成品鋁鎳雙金屬復合帶材要求時，則無需進行步驟4的室溫軋制操作，即室溫軋制變形量為0％；步驟3獲得的界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯，即為成品鋁鎳雙金屬復合帶材。

本發明的鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，在軋制復合時將鋁帶加熱，可降低軋制復合時的首道次變形量，減小軟態鎳帶的變形(發生很小的加工硬化)，這樣軋制復合后形成的鋁鎳復合帶坯基本處于軟狀態，因此，軋制復合后的鋁鎳復合帶坯的擴散退火只需控制復合界面的強度，而成品鋁鎳雙金屬復合帶材的硬度可通過控制擴散退火后的室溫軋制變形量來方便的實現。

本發明的有益效果：

(1)本發明將加熱的鋁帶與軟化退火后軟態的鎳帶進行室溫軋制復合，降低了首道次軋制復合的變形量以及鎳帶的變形量，可獲得基本無硬化的鋁鎳復合帶坯，解決了擴散退火時既要保證復合界面的強度又要使鎳帶層軟化的矛盾；

(2)本發明的鋁鎳雙金屬復合帶材制備過程中，對擴散退火后的復合帶坯進行不同變形量的室溫軋制，可方便地控制目標產品的硬度。

附圖說明：

圖1是本發明的鋁鎳雙金屬復合帶材的結構示意圖，其中，1-鋁帶，2-鎳帶；

圖2是本發明的鋁鎳雙金屬復合帶材彎曲狀態參考圖；

圖3是本發明實施例1制備的鋁鎳雙金屬復合帶材復合界面的SEM照片；

圖4是本發明實施例2制備的鋁鎳雙金屬復合帶材復合界面的SEM照片；

圖5是本發明實施例3制備的鋁鎳雙金屬復合帶材復合界面的SEM照片。

具體實施方式：

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。

實施例1～7制備的鋁鎳雙金屬復合帶材的結構示意圖，如圖1所示；其中，1-鋁帶，2-鎳帶；

實施例1～7制備的鋁鎳雙金屬復合帶材的彎曲狀態參考圖，如圖2所示。

實施例1

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為0.1mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為700℃，退火30min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及砂帶打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為0.1mm的鋁帶，表面經過清洗除油，及砂帶打磨處理后，加熱至500℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為20％，獲得鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為300℃，保溫時間為180min，獲得厚度為0.16mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV90，鋁鎳雙金屬復合帶材的復合界面的SEM照片，如圖3所示，界面化合物不連續。

實施例2

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為0.5mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為750℃，退火25min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及砂帶打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為0.5mm的鋁帶，表面經過清洗除油及砂帶打磨處理，加熱至400℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為30％，獲得厚度為0.7mm的鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為400℃，擴散退火保溫時間為120min，獲得界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯，復合界面的SEM照片，如圖4所示，界面形成約0.5μ厚的化合物；

步驟4，硬度控制

將界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯進行室溫軋制，變形量為30％，獲得厚度為0.49mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV135。

實施例3

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為1mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為800℃，時間為20min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及鋼絲刷打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為1mm的鋁帶，表面經過清洗除油，及或鋼絲刷打磨處理后，加熱至300℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為45％，獲得厚度為1.1mm的鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為550℃，擴散退火保溫時間為5min，獲得界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯，復合界面的SEM照片，如圖5所示，界面化合物不連續；

步驟4，硬度控制

將界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯進行室溫軋制，變形量為60％，獲得厚度為0.44mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV225。

實施例4

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為0.5mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為750℃，退火25min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及砂帶打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為0.5mm的鋁帶，表面經過清洗除油及砂帶打磨處理，加熱至400℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為30％，獲得厚度為0.7mm的鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為400℃，擴散退火保溫時間為120min，獲得厚度為0.7mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV80。

實施例5

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為1mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為710℃，退火30min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及砂帶打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為1mm的鋁帶，表面經過清洗除油，及砂帶打磨處理后，加熱至500℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為20％，獲得鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為350℃，保溫時間為150min，獲得界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯；

步驟4，硬度控制

將界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯進行室溫軋制，變形量為60％，獲得厚度為0.64mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV230。

實施例6

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為0.1mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為700℃，退火30min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及砂帶打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為0.1mm的鋁帶，表面經過清洗除油，及砂帶打磨處理后，加熱至500℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為20％，獲得厚度為0.16mm的鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為300℃，保溫時間為180min，獲得界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯；

步驟4，硬度控制

將界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯進行室溫軋制，變形量為25％，獲得厚度為0.12mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV125。

實施例7

一種鋁鎳雙金屬復合帶材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鎳帶軟化

取純度≥99.9％，厚度為1mm的鎳帶，將鎳帶進行軟化退火，軟化退火的溫度為780℃，退火28min，形成軟化退火后的鎳帶，并對軟化退火后的鎳帶表面進行清洗除油，及砂帶打磨處理；

步驟2，鋁鎳復合帶坯制備

取純度≥99.5％，厚度為1mm的鋁帶，表面經過清洗除油及砂帶打磨處理，加熱至450℃后，與軟化退火打磨后的鎳帶，在室溫下進行軋制復合，變形量為20％，獲得厚度為1.6mm的鋁鎳復合帶坯；

步驟3，界面改良處理

將鋁鎳復合帶坯進行擴散退火，擴散退火溫度為400℃，擴散退火保溫時間為160min，獲得界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯；

步驟4，硬度控制

將界面結合性改良的鋁鎳復合帶坯進行室溫軋制，變形量為50％，獲得厚度為0.8mm的鋁鎳雙金屬復合帶材，硬度為HV210。