电沉积镍板直接轧制镍带的研究

摘要

随着市场经济的发展，各种高科技引导生产出的高附加值产品不停问世，对镍板、箔等镍产品要求质量更高，数量更大。电沉积镍直接轧制成镍箔是一种新手段，目前直接轧制镍箔的生产和应用范围在国内尚处于萌芽和开发阶段，但已充分显示出短流程轧制镍箔比传统生产镍箔所具有的优势。传统制造镍箔工艺先将电沉积镍板熔铸成镍锭，然后采取热轧工艺进行初步轧制，再进行多次冷轧，直到达到生产要求。本文采用某公司生产的电沉积镍板作为研究对象，研究其组织、性能，并通过在直接轧制过程中多种分析手段进行表征，研究其可轧制性。研究表明： 该工艺生产的电沉积微纳米镍坯沿着板厚分为三层：中间为始极片，厚度为1mm，两侧为沉积层，沉积层与始极片结合均匀、致密。该电沉积镍的晶粒尺寸分布跨度较大，分布在0.5μm~1.5μm的晶粒约占总晶粒数量的75%；存在大量的生长孪晶，宽度为200~400nm。电沉积制备的纳米镍仍为面心立方结构，在（111）、（200）、（220）三个晶面择优生长。 该电沉积微纳米镍的抗拉强度在385MPa—461MPa之间，符合电解镍国家标准规定的强度指标。电沉积镍拉伸试样的断口具有明显的塑性韧窝状断口形貌，始极片组织明显比沉积层致密、均匀且断口韧窝被拉长，表面平整，具有更好的韧性，说明始极片能够增强电解镍的强度。 该电沉积镍经过多道次轧制，变形程度达到90%时，晶粒尺寸明显减小，分布在200nm~600nm之间的晶粒约占52%左右；随着变形程度的增加，材料的硬度数值逐渐增大，轧制过程中出现了明显的加工硬化。原本取向随机的晶粒在轧制过程中逐渐出现择优分布，随着轧制变形程度的增加，这种择优现象越来越明显，当轧制程度达到98%时，Tc（220）=76.4%，出现了（220）面的变形织构。直至叠轧到98%才能压裂，说明试样塑性、韧性良好。 该电沉积镍各个阶段的轧制试样经过退火后的显微硬度都有所减小，且随着轧制程度的增加，相差越大。当轧制变形程度为20%，轧制前后显微硬度变化不大，当轧制变形程度达到90%时，达到最大值，两者相差87HV，使材料完全软化。 该电沉积镍每道次轧制后未经过热处理的试样强度随着轧制程度的增加，从平均503MPa增加到了873MPa；延伸率随着轧制变形程度的增大，从6.6%降低到了1.1%；每道次经过热处理后，轧制后的强度比轧制前强度低、延伸率高，而其中轧制程度20%、50%热处理前后的强度、延伸率相差不大，轧制程度70%、90%热处理前后强度、延伸率相差巨大，尤其是轧制程度90%的试样强度热处理后比热处理前降低了405MPa，延伸率增加了17.7%。且全部试样断口形貌都是典型的韧窝结构，属韧性断裂。 该变形电沉积镍在热处理后出现动态回复再结晶过程，电沉积镍每道次轧制后未热处理和热处理后的织构取向系数有着相同的规律，即热处理并不能改变织构的择优取向。

目录

声明

第1章 绪论

1.1镍的概述

1.2电沉积纳米晶体材料力学性能

1.3 金属轧制过程的变形机制

1.4研究意义及内容

第2章 实验材料与方法

2.1实验材料

2.2轧制实验

2.3实验表征手段

第3章 电沉积镍微观组织与力学性能研究

3.1 微观组织结构分析

3.2力学性能分析

3.3 本章小结

第4章 冷轧变形微观组织演化与性能变化研究

4.1微观组织演化分析

4.2硬度变化分析

4.3本章小结

第5章 退火对冷轧变形微观组织与性能影响的研究

5.1微观组织分析

5.2拉伸性能分析

5.3硬度变化分析

5.4本章小结

结论

参考文献

致谢

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