CN104377281B - 一种led贴片支架用冷轧钢及生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种LED贴片支架用冷轧钢，其组分及wt%为：C：0.01~0.06%、Si：0.002~0.030%、Mn：0.120~0.300%、S≤0.020%、P≤0.020%、Alt：0.02~0.07%；生产步骤：经热轧后冷轧；卷取；经常规脱脂后在罩式炉中采用混合气氛进行光亮退火；平整；分条。本发明钢带表面镰刀弯≤1.5mm/m,粗糙度Ra≤0.15μm，硬度HV：120‑140，厚度公差控制±0.01‑0.015mm,宽度公差±0.05mm,产品性能稳定、板形良好，且工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧精密带钢及生产方法，属于一种LED贴片支架用冷轧钢及生产方法。
背景技术
贴面支架用冷轧钢带广泛应用于电子行业，同样其正在被应用于LED贴片支架。LED贴片支架用冷轧钢带厚度要求为0.11-0.30mm的超薄钢带。冷轧钢带产品作为贴片LED的贴面支架，是经电镀、焊接芯片、金丝并塑封后生产出贴片LED产品。LED贴片产品体积小巧，颜色丰富，并可随意弯曲，可任意固定在凹凸表面，亮度高，可调发光角度，安装方面其长度可根据要求定做，节能，恒流驱动，超低功耗，电光功率接近100%，环保无紫外线、红外光辐射，也没有热量，没有水银外泄危险，长寿长达5-8万小时，是传统日光灯寿命的10倍以上，已被广泛应用于生产生活中。LED贴片支架的成型由于要在高速冲床上冲制成形，故其对板型、表面质量、尺寸精度以及力学性能均要求很高，即硬度HV120-140，表面粗糙度Ra≤0.25um，故使钢板的生产难度大。
贴片支架钢带产品主要用于发光体或电子显像原件中。贴片支架是继传统二极管、三极管之后的节能产业新产品。其工作原理与二极管钢带产品类似，不同之处在二极管功能区域为侧面，冲压钢带边部形成焊孔，而贴片支架主要功能区域是钢带表面，需在表面功能区焊接直径为0.06mm的金丝（头发直径为0.07mm）。一旦钢带表面有凹凸不平或类似的坑状缺陷都会导致焊接不牢产生不合格品。因此此产品对钢带表面质量要求非常高。
现有技术的贴面支架用冷轧钢带的钢中为SPCC钢种，其化学成分为：C：≤0.08%、Si：≤0.050%、Mn：≤0.40%、S≤0.030%、P≤0.030%、Alt：0.02~0.07%，力学性能为：HV115-150。其由于含碳量、含锰量范围大，且其他杂质成分含量较高，故易造成钢板的性能波动较大而不稳定，影响到高速冲制质量，且表面粗糙度也达不到要求，而影响功能区的芯片和金丝的焊接性能。
因此，对贴面支架用钢带的生产从选材到冷轧工艺过程进行优化，提升质量保证能力，促进本行业发展以及下游行业电子行业的低成本制造意义重大，前景广阔。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种钢带表面镰刀弯≤1.5mm/m, 粗糙度Ra≤0.15μm， 硬度HV：120-140，厚度公差控制±0.01-0.015mm, 宽度公差±0.05mm,产品性能稳定、板形良好的LED贴片支架用冷轧钢及生产方法。
实现上述目的的措施：
一种LED贴片支架用冷轧钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.01~0.06%、Si：0.002~0.030%、Mn：0.120~0.300%、S≤0.020%、P≤0.020%、Alt：0.02~0.07%，其余为铁元素和不可避免的杂质。
优选地：C的重量百分比含量为0.03~0.05%。
生产一种LED贴片支架用冷轧钢的方法，其步骤：
1）经热轧后进行冷轧，按照3~7道次轧制，并控制总压下率在50~90%，其中：控制最后一道次的压下率在8~20%，其余各道次的压下率在15~35%；控制第一道次的轧制速度在100~200m/min，其余各道次的轧制速度在400~700m/min；
2）进行卷取，控制卷取张力在2~4Kg/mm2；
3）经常规脱脂后在罩式炉中采用混合气氛进行光亮退火，控制其退火温度在580~700℃，退火保温时间控制在8~12h；其中：
混合气氛为75%H2和25%NH3，流量为3.5~4.5m3/min；
控制加热段的升温速率在8~10℃/min；当升温至380℃~500℃时，加大还原气75%H2和25%NH3量至18~20m3/min与加热同步进行吹扫；
冷却采用阶段式冷却，即先带加热罩缓冷至520~540℃，然后风冷至250~300℃，最后水冷至70~80℃出炉；
4）进行平整，经平整后的钢板表面粗糙度Ra≤0.15μm；
5）进行分条，控制钢带镰刀弯≤1.5mm/m，并采用压条方式进行剪切。
其在于：进行平整时，控制其压下率在5-20%，运行速度在100-300m/min。
其在于：电解脱脂液的表面反射率不低于95%，电解电流不低于3000A。
本发明中各元素及主要工艺的作用
C：钢的碳含量对钢带成形性能的影响是通过影响钢的屈服极限Rel来实现的。碳是提高钢的强度最显著的元素之一，碳含量增加，强度提高。适当的C含量有利于冲制成形。因此钢中的C含量选择为0.01%~0.06%。优选地C的重量百分比含量为0.03~0.05%。
Mn：锰是提高屈服极限Rel的一个因素，随着钢中锰含量的增加，屈服强度Rel也上升。锰使钢加工硬化, Mn含量过高影响冲制成形。但是，锰含量太低也将失去防止钢的热脆的能力。因此，锰含量一般控制在0.12%-0.30%,
Si：硅是深冲用钢不希望含有的一种元素，因为它可提高钢的硬度和强度，故硅含量被限制在不大于0.030%的范围内。
P：磷能溶解于铁素体内，使铁素体在室温下硬度和强度增高，塑性下降，即产生冷脆现象；同时，磷能引起剧烈的加工硬化；它又是偏析比较严重的一种元素，并且很难经扩散退火完全消除，所以容易出现带状组织，给冲压带来不利影响。钢中磷应不大于0.020%.
S：硫是钢发生热脆的根源；硫化物夹杂促使钢中形成带状组织，恶化深冲性能，硫有提高屈服极限ss的趋势，不利于冲压成形。为防止硫对冲压用钢的不良影响，最好小于0.020%.
Alt：铝加入钢中的目的是做脱氧剂。钢中适量的铝能消除钢的时效硬化性，提高深冲性能，钢中的氧和氮都是产生时效硬化的元素，加入铝使氧和氮固定在Al2O3和AlN中，能排除时效硬化的可能性。多余的金属铝在钢中则起到了合金化的作用，使钢的屈服极限Rel又出现了升高的趋势。因此，将Al控制在0.020%-0.07%的范围内。
在本发明中，之所以控制最后一道次的压下率在8~20%，为保证成品钢带的平直度；控制第一道次的轧制速度在100~200m/min，慢速有利于钢带的顺利咬入。
之所以控制卷取张力在2~4Kg/mm2，防止极薄钢带在罩式炉退火时出现粘连；
之所以在罩式炉中采用混合气氛进行光亮退火，控制其退火温度在580~700℃，退火保温时间控制在8~12h；其中：混合气氛为75%H2和25%NH3，流量为3.5~4.5m3/min；
控制加热段的升温速率在8~10℃/min；当升温至380℃~500℃时，加大还原气75%H2和25%NH3量至18~20m3/min与加热同步进行吹扫；
冷却采用阶段式冷却，即先带加热罩缓冷至520~540℃，然后风冷至250~300℃，最后水冷至70~80℃出炉，防止钢带罩退时出现粘连或发蓝现象；
本发明与现有技术相比，钢带表面镰刀弯≤1.5mm/m, 粗糙度Ra≤0.15μm， 硬度HV：120-140，厚度公差控制±0.01-0.015mm, 宽度公差±0.05mm,产品性能稳定、板形良好，且工艺简单。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的取值列表；
表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；
表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
本发明各实施例按照以下步骤生产：
1）经热轧后进行冷轧，按照3~7道次轧制，并控制总压下率在50~90%，其中：控制最后一道次的压下率在8~20%，其余各道次的压下率在15~35%；控制第一道次的轧制速度在100~200m/min，其余各道次的轧制速度在400~700m/min；
2）进行卷取，控制卷取张力在2~4Kg/mm2；
3）经常规脱脂后在罩式炉中采用混合气氛进行光亮退火，控制其退火温度在580~700℃，退火保温时间控制在8~12h；其中：
混合气氛为75%H2和25%NH3，流量为3.5~4.5m3/min；
控制加热段的升温速率在8~10℃/min；当升温至380℃~500℃时，加大还原气75%H2和25%NH3量至18~20m3/min与加热同步进行吹扫；
冷却采用阶段式冷却，即先带加热罩缓冷至520~540℃，然后风冷至250~300℃，最后水冷至70~80℃出炉；
4）进行平整，经平整后的钢板表面粗糙度Ra≤0.15μm；
5）进行分条，控制钢带镰刀弯≤1.5mm/m，并采用压条方式进行剪切。
表1 本发明实施例与比较例的化学成分列表（wt%）
表2 本发明各实施例及对比例工艺主要参数控制列表
注：表1与表2中数据并非一一对应关系，仅为举例而已。
表3 本发明各实施例及对比例性能检测情况列表
从表3可以看出，对比例1和与实施例采用相同的工艺，由于化学成份未满足要求，导致生产过程中硬度超标，另外对比例2和与实施例采用相同的化学成份，不同的工艺进行生产，硬度虽然达到要求，但用户在使用过程中对模具的磨损较严重。
上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。
Claims (3)
1.生产一种LED贴片支架用冷轧钢的方法，其步骤：
所述LED贴片支架用冷轧钢的组分及重量百分比含量为：C：0.01~0.06%、Si：0.002~0.030%、Mn：0.120~0.300%、S≤0.020%、P≤0.020%、Alt：0.02~0.07%，其余为铁元素和不可避免的杂质；
1）经热轧后进行冷轧，按照3~7道次轧制，并控制总压下率在50~90%，其中：控制最后一道次的压下率在8~20%，其余各道次的压下率在15~35%；控制第一道次的轧制速度在100~200m/min，其余各道次的轧制速度在400~700m/min；
2）进行卷取，控制卷取张力在2~4Kg/mm2；
3）经常规脱脂后在罩式炉中采用混合气氛进行光亮退火，控制其退火温度在580~640℃，退火保温时间控制在9~12h,其中：
混合气氛为75%H2和25%NH3，流量为3.5~4.5m3/min；
控制加热段的升温速率在8~10℃/min；当升温至380℃~500℃时，加大还原气75%H2和25%NH3量至18~20m3/min与加热同步进行吹扫；
冷却采用阶段式冷却，即先带加热罩缓冷至520~540℃，然后风冷至250~300℃，最后水冷至70~80℃出炉；
4）进行平整，经平整后的钢板表面粗糙度Ra≤0.15μm；
5）进行分条，控制钢带镰刀弯≤1.5mm/m，并采用压条方式进行剪切。
2.如权利要求1所述的生产一种LED贴片支架用冷轧钢的方法，其特征在于：进行平整时，控制其压下率在5-20%，运行速度在100-300m/min。
3.如权利要求1所述的生产一种LED贴片支架用冷轧钢的方法，其特征在于：电解脱脂液的表面反射率不低于95%，电解电流不低于3000A。
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