[发明专利]锂离子电池极片轧机的ZW931轧辊及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池极片轧机的ZW931轧辊及其制备方法，所述ZW931轧辊具体成分按质量百分比含量计为：C为0.85～0.95％，Si为0.25～0.45％，Mn为0.20～0.40％，Cr为2.80～3.20％，Mo为0.20～0.40％，V为0.05～0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，Ni≤0.25％，Cu≤0.10％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过对组分含量以及制备工艺进行具体设置，使得各类夹杂物、网状碳化物、液析碳化物以及带状碳化物的评级均小于等于1.0级，得到的轧辊强度高，刚度高，可承受大的弯矩和扭矩；足够的表面硬度，减小变形，抵抗磨损；表面平滑光洁无缺陷，粗糙度达到镜面级别。

技术领域

本发明属于钢冶炼及热处理领域，具体涉及一种锂离子电池极片轧机轧辊ZW931的制备方法。

背景技术

近年来，由于全球变暖、空气污染，人类在逐步减少对石油煤炭等能源的依赖，低污染的绿色能源将成为21世纪最有发展前途的行业之一，其中低污染可循环使用的环保电池是一个重要的研究方向。锂离子电池的关键技术在于电池极片的轧制，电池极片的轧制是正负极材料在极板上压实的过程，目的是增加其密度，这是一个复合材料轧制成形的过程。此过程对电极轧辊要求很高，辊身要在高负荷下工作，对强度、刚度、表面硬度、均匀性和低抗磨损性均有较高的要求，其中足够的强度，用来承受大的弯矩和扭矩；足够的刚度，用于减少变形；足够的表面硬度及均匀性，用于抵抗磨损；足够好的表面抛光性，用于保证表面质量。

中国发明公开文本CN105177451A公开了一种锂电池保护板的冷轧辊工艺，具体通过电渣钢制作得到一种具有较高的硬度和耐磨性的冷轧辊，但是其制备工艺过于简单，轧辊的夹杂物控制、刚度、强度等性能不能胜任电池极片的高要求。

发明内容

本发明提出一种大型的ZW931锂离子电池极片轧机轧辊的制备方法。本发明所述的“ZW931”为该轧辊钢的牌号名称。

具体通过如下技术手段实现：

一种锂离子电池极片轧机的ZW931轧辊的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)电炉冶炼，按照ZW931轧辊坯料的组分含量进行生铁和合金料的配料，其中生铁含量为10～20wt％，配料之后电炉送电升温，对炉料进行熔炼，熔炼氧化温度为1550～1690℃，熔炼时间为35～55min，熔炼结束后出钢，出钢温度为1630～1650℃，出钢过程中加铝硅铁脱氧剂进行脱氧，并进行完全的挡渣操作。

(2)LF炉精炼，将步骤(1)得到的钢液入LF炉，接通氩气后送电升温，采用脱氧剂进行扩散脱氧，精炼温度为1560～1650℃，LF炉的加热保温时间为10～20min，渣白后取样分析，白渣的保持时间为30～50min，温度为1610～1620℃进行取样分析，取样分析完毕后进行成分微调，使得成分含量满足ZW931轧辊的成分含量，成分微调后即可出钢，LF炉的出钢温度为1630～1650℃。

(3)VD精炼，将步骤(2)精炼之后的钢液在VD炉内进行真空精炼，设置VD炉的极限真空度67Pa，保持该极限真空度20～35min，破真空后取样分析，成分合格后软吹入氩气，软吹氩气的时间为20～40min，VD精炼温度为1510～1530℃。

(4)浇铸电极坯，先预热电极坯的锭模，预热温度为90～120℃，然后向锭模内充入氩气，每个锭模充氩气的时间为5～8min，然后撤出氩气管，用盖子将锭模盖好后将步骤(3)得到的钢液向锭模内进行浇铸，浇铸全过程采用氩气保护浇铸，保护浇铸的氩气流量为16～26m³/h，浇铸时间为13～17min，电极坯锭重为10～20t，3～5h后脱模。

(5)退火，将步骤(4)浇铸之后的电极坯置入到退火炉内进行退火，退火温度为800～860℃，保温时间为1.5～2.0min/mm，然后炉冷至300～350℃后出炉。