CN112680662A - 一种智能手机配件用钢带及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种智能手机配件用钢带，其组分及wt%在：C：0.01‑0.08%、Si：0.002‑0.035%、Mn：0.120‑0.400%、Alt：0.01‑0.08%、P≤0.025%、S≤0.025%；生产方法：冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧；脱脂；罩式退火炉；冷却；进行第二次冷轧；剪切分条。本发明产品性能稳定、板形良好、厚度差值在±0.01mm范围内、钢带表面粗糙度Ra≤0.13um，镰刀弯≤1.5mm/m,硬度HV在115‑135且工艺流程简单、生产成本低，并且由于采用低C,低Mn的钢带，大大减少了对下游高速模具的损耗；也能满足高速冲床高速连续冲制要求，并不会出现卡模的现象；适于后序镀铜、镀银、镀镍。

Description

一种智能手机配件用钢带及生产方法

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其生产方法，确切地属于一种手机配件用钢带及生产方法。

背景技术

随着智能手机的发展，智能手机的照像功能越来越强大。智能手机一般设有前后摄像头，该钢带用于制造智能手机摄像头框架。智能手机摄像头框架用冷轧钢带成品厚度要求在0.15-0.21mm，宽度为20-35mm规格的冷轧钢带，硬度HV115-135，表面粗糙度Ra≤0.15um。现有的生产厂家一般选用2.0-3.0mm热轧酸洗卷原料,钢种为SPCC，SPCC由于含碳量、含锰量和其他杂质成分较高，影响后序材料加工及高速冲制，表面粗糙度达不到要求。

因此，对手机配件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。

如经检索：

中国专利申请号CN201010207875.0的文献，其公开了《一种高档手机用精密不锈钢带的生产工艺》，其主要技术特征是一种用于加工高档手机配件用精密不锈钢带的生产工艺。其存在的不足：不锈钢的化学成份未有说明，另外，其产品成品厚度为0.30mm,0.50mm，与本发明中的钢带成品应用于智能手机的不同部位，本发明的成品厚度为0.15-0.21mm，产品的材质和制造工艺不同。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种产品性能稳定、板形良好、厚度差值在±0.01mm范围内、钢带表面粗糙度Ra≤0.13um，镰刀弯≤1.5mm/m,硬度HV在115-135且工艺流程简单、生产成本低的智能手机配件用冷轧钢带及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.01-0.08％、Si：0.002-0.035％、Mn：0.120-0.400％、Alt：0.01-0.08％、P≤0.025％、S≤0.025％，余量为铁和不可避免的杂质；并满足：热膨胀系数在10-12*10^-6/℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

优选地：C：0.01-0.06％、Si：0.005-0.030％、Mn：0.15-0.30％、Alt：0.01-0.07％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为铁和不可避免的杂质。

生产一种智能手机配件用钢带的方法，其步骤：

1)按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在40-55℃；第一道次压下率控制在15％-35％，轧制速度控制在100-300m/min,其余各道次控制在400-700m/min,；最后一道压下率控制在6-20％；总压下率控制在50-90％，厚度采用秒流量控制方式，钢带经过3-7道次轧制至厚度为0.15-0.30mm；

2)进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在2-3％，在卷取中控制带钢的卷取张力在1.5-6kg/mm²；

3)采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75％H₂和25％N₂的混合保护气；退火加热温度控制在560-720℃，退火保温时间控制在6-12小时；其间：自开始至加热至温度到380℃时，加热速率控制在8-15℃/min；在温度上升至380℃-500℃阶段时，采用75％H₂与25％N₂的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在50-55Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭排油烟阀；

4)进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至500-550℃；然后采用风冷冷却至220-350℃，最后采用水冷却至60-85℃；出炉；

5)进行第二次冷轧：其工作辊的辊径在200-400mm，工作辊的粗糙度在Ra≤0.15μm；总压下率在3-20％，轧制速度在80-300m/min；

6)剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制在±0.05mm。

其在于：轧制过程中润滑剂选择稳定性较高的787型轧制油，并与水配制成重量浓度为1.0-3.0％的冷轧乳化液，且使稳定系数控制在0.6-0.85。

其在于：所述轧辊表面粗糙度Ra≤0.40μm，且轧辊面不允许有振纹和磨削纹。

本发明中各元素及主要工序的作用及机理

C：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％。

Mn：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0.15％-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0.005-0.030％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σs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0.010％-0.07％的范围内。

本发明之所以第一次冷轧在六辊可逆冷轧机上进行，并控制冷轧乳化液温度在40-55℃，第一道次压下率控制在15％-35％，轧制速度控制在100-300m/min,其余各道次控制在400-700m/min,，最后一道压下率控制在6-20％，总压下率控制在50-90％，是由于首道次慢速便于钢带咬入，另外，由于原料的实际厚度以及质量不明确，出现问题慢速利于调停并预以纠正。后道次高速可以充分发挥轧机的产能，最后一道小平整率利于板形的控制。

本发明之所以在卷取中控制带钢的卷取张力在1.5-6kg/mm²，是由于防止在罩式炉退火过程中钢带产生粘连缺陷，小张力卷取即松卷，张力太小平整时易出现松包，所以选择合适范围。

本发明之所以在再结晶退火中，气氛采用体积百分比含量为75％H₂和25％N₂的混合保护气；退火加热温度控制在560-720℃，退火保温时间控制在6-12小时；其间：自开始至加热至温度到380℃时，加热速率控制在8-15℃/min；在温度上升至380℃-500℃阶段时，采用75％H₂与25％N₂的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在50-55Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭排油烟阀，是由于钢带轧后表面的残油在380-500℃可以充分挥发，提高钢带表面的清洁性。钢带在560-720℃时钢带达到再结晶温度，完成再结晶过程。

本发明之所以在罩式退火炉内先缓冷至500-550℃；然后采用风冷冷却至220-350℃，最后采用水冷却至60-85℃，是由于为防止钢带快冷钢带出现粘连。

本发明之所以在第二次冷轧时，控制工作辊的辊径在200-400mm，工作辊的粗糙度在Ra≤0.15μm；总压下率在3-20％，轧制速度在80-300m/min，是由于成品钢带为防腐蚀，表面需电镀，低粗糙度有一定的光泽，使手机配件看起来更美观。

本发明与现有技术相比，产品性能稳定、板形良好、厚度差值在±0.01mm范围内、钢带表面粗糙度Ra≤0.13um，镰刀弯≤1.5mm/m,硬度HV在115-135且工艺流程简单、生产成本低，并且由于采用低C,低Mn的钢带，大大减少了对下游高速模具的损耗；也能满足高速冲床高速连续冲制要求，并不会出现卡模的现象；适于后序镀铜、镀银、镀镍。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

实施例1

一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.078％、Si：0.004％、Mn：0.21％、Alt：0.031％、P：0.021％、S：0.019％，余量为铁和不可避免的杂质；

生产方法：

1)按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在40℃；第一道次压下率控制在33％，轧制速度控制在120m/min,其余各道次控制在了500m/min；最后一道压下率控制在20％；总压下率控制在52％，厚度采用秒流量控制方式，钢带经过3道次轧制至厚度为0.21mm；

2)进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在2.0％，在卷取中控制带钢的卷取张力在3.0kg/mm2；

3)采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75％H2和25％N2的混合保护气；退火加热温度控制在570℃，退火保温时间控制在12小时；其间：自开始至加热至温度到480℃时，加热速率控制在15℃/min；在温度上升至480℃时，采用75％H2与25％N2的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在53Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭了排油烟阀；

4)进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至550℃；然后采用风冷冷却至350℃，最后采用水冷却至806℃；出炉；

5)进行第二次冷轧：其工作辊的辊径380mm，工作辊的粗糙度在Ra：0.10μm；总压下率:3％，轧制速度在100m/min；

6)剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制位±0.05mm。

经检测，本实施例所生产钢带的硬度为HV134，厚度为0.2mm,厚度公差在±0.005mm；宽度在22mm，宽度公差在±0.03mm；钢带表面粗糙度Ra为0.13um；镰刀弯在1.4mm/m；热膨胀系数在10-12*10-6/℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

实施例2

一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.05％、Si：0.008％、Mn：0.36％、Alt：0.038％、P：0.020％、S：0.019％，余量为铁和不可避免的杂质；

生产方法：

1)按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在45℃；第一道次压下率控制在28％，轧制速度控制在281m/min,其余各道次控制在了650m/min；最后一道压下率控制在16％；总压下率控制在86％，厚度采用秒流量控制方式，钢带经过7道次轧制至厚度为0.208mm；

2)进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在2.6％，在卷取中控制带钢的卷取张力在1.8kg/mm2；

3)采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75％H2和25％N2的混合保护气；退火加热温度控制在640℃，退火保温时间控制在9.0小时；其间：自开始至加热至温度到460℃时，加热速率控制在8.1℃/min；在温度上升至460℃时，采用75％H2与25％N2的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在52Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭了排油烟阀；

4)进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至530℃；然后采用风冷冷却至320℃，最后采用水冷却至70℃；出炉；

5)进行第二次冷轧：其工作辊的辊径360mm，工作辊的粗糙度在Ra：0.11μm；总压下率:15％，轧制速度在110m/min；

6)剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制位±0.05mm。

经检测，本实施例所生产钢带的硬度为HV133，厚度为0.2mm,厚度公差在±0.005mm；宽度在22mm，宽度公差在±0.03mm；钢带表面粗糙度Ra为0.14um；镰刀弯在1.5mm/m；热膨胀系数在10-12*10-6/℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

实施例3

一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.045％、Si：0.032％、Mn：0.26％、Alt：0.036％、P：0.024％、S：0.012％，余量为铁和不可避免的杂质；

生产方法：

1)按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在50℃；第一道次压下率控制在20％，轧制速度控制在150m/min,其余各道次控制在了420m/min；最后一道压下率控制在8％；总压下率控制在70％，厚度采用秒流量控制方式，钢带经过6道次轧制至厚度为0.21mm；

2)进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在2.5％，在卷取中控制带钢的卷取张力在3.6kg/mm2；

3)采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75％H2和25％N2的混合保护气；退火加热温度控制在680℃，退火保温时间控制在8小时；其间：自开始至加热至温度到420℃时，加热速率控制在10℃/min；在温度上升至420℃时，采用75％H2与25％N2的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在50Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭了排油烟阀；

4)进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至530℃；然后采用风冷冷却至300℃，最后采用水冷却至75℃；出炉；

5)进行第二次冷轧：其工作辊的辊径240mm，工作辊的粗糙度在Ra：0.12μm；总压下率:10％，轧制速度在150m/min；

6)剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制位±0.05mm。

经检测，本实施例所生产钢带的硬度为HV133，厚度为0.2mm,厚度公差在±0.005mm；宽度在22mm，宽度公差在±0.04mm；钢带表面粗糙度Ra为0.13um；镰刀弯在1.3mm/m；热膨胀系数在10-12*10-6/℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

实施例4

一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.033％、Si：0.01％、Mn：0.20％、Alt：0.072％、P：0.015％、S：0.024％，余量为铁和不可避免的杂质；

生产方法：

1)按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在55℃；第一道次压下率控制在16.2％，轧制速度控制在200m/min,其余各道次控制在了680m/min；最后一道压下率控制在10％；总压下率控制在63％，厚度采用秒流量控制方式，钢带经过5道次轧制至厚度为0.21mm；

2)进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在2.8％，在卷取中控制带钢的卷取张力在6.0kg/mm2；

3)采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75％H2和25％N2的混合保护气；退火加热温度控制在720℃，退火保温时间控制在7小时；其间：自开始至加热至温度到390℃时，加热速率控制在8℃/min；在温度上升至390℃时，采用75％H2与25％N2的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在51Mpa；当退火温度升到502℃时，关闭了排油烟阀；

4)进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至540℃；然后采用风冷冷却至340℃，最后采用水冷却至75℃；出炉；

5)进行第二次冷轧：其工作辊的辊径300mm，工作辊的粗糙度在Ra：0.13μm；总压下率:18％，轧制速度在280m/min；

6)剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制位±0.05mm。

经检测，本实施例所生产钢带的硬度为HV117，厚度为0.2mm,厚度公差在±0.005mm；宽度在22mm，宽度公差在±0.03mm；钢带表面粗糙度Ra为0.14um；镰刀弯在1.4mm/m；热膨胀系数在10-12*10-6/℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

实施例5

一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.028％、Si：0.005％、Mn：0.13％、Alt：0.031％、P：0.014％、S：0.022％，余量为铁和不可避免的杂质；

生产方法：

1)按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在48℃；第一道次压下率控制在15％，轧制速度控制在220m/min,其余各道次控制在了580m/min；最后一道压下率控制在15％；总压下率控制在58％，厚度采用秒流量控制方式，钢带经过5道次轧制至厚度为0.21mm；

2)进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在3.0％，在卷取中控制带钢的卷取张力在5.8kg/mm2；

3)采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75％H2和25％N2的混合保护气；退火加热温度控制在630℃，退火保温时间控制在9.5小时；其间：自开始至加热至温度到380℃时，加热速率控制在9℃/min；在温度上升至380℃时，采用75％H2与25％N2的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在55Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭了排油烟阀；

4)进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至520℃；然后采用风冷冷却至230℃，最后采用水冷却至65℃；出炉；

5)进行第二次冷轧：其工作辊的辊径328mm，工作辊的粗糙度在Ra：0.14μm；总压下率:6％，轧制速度在200m/min；

6)剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制位±0.05mm。

经检测，本实施例所生产钢带的硬度为HV115，厚度为0.2mm,厚度公差在±0.005mm；宽度在22mm，宽度公差在±0.03mm；钢带表面粗糙度Ra为0.15um；镰刀弯在1.3mm/m。热膨胀系数在10-12*10-6/℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

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 (5)

1.一种智能手机配件用钢带，其组分及重量百分比控制在：C：0.01-0.08%、Si：0.002-0.035%、Mn：0.120-0.400%、Alt：0.01-0.08%、P≤0.025%、S≤0.025%，余量为铁和不可避免的杂质；并满足：热膨胀系数在10-12*10^-6 / ℃，导电系数在35-40×1.163W/m*℃。

2.如权利要求1所述的一种智能手机配件用钢带，其特征在于：C：0.01-0.06%、Si：0.005-0.030%、Mn：0.15-0.30%、Alt：0.01-0.07%、P≤0.02%、S≤0.02%，余量为铁和不可避免的杂质。

3.生产如权利要求1所述的一种智能手机配件用钢带的方法，其步骤：

1）按常规冶炼、连铸成坯、热轧后进行第一次冷轧：冷轧在六辊可逆冷轧机上进行；控制冷轧乳化液温度在40-55℃；第一道次压下率控制在15%-35%，轧制速度控制在100-300m/min,其余各道次控制在400-700m/min,；最后一道压下率控制在6-20%；总压下率控制在50-90%， 厚度采用秒流量控制方式，钢带经过3-7道次轧制至厚度为0.15-0.30mm；

2）进行脱脂：脱脂采用机械和电解方式；脱脂液中氢氧化钠的浓度控制在2-3%，在卷取中控制带钢的卷取张力在1.5-6kg/mm²；

3）采用罩式退火炉进行再结晶退火：退火气氛采用体积百分比含量为75%H₂和25%N₂的混合保护气；退火加热温度控制在560-720℃，退火保温时间控制在6-12小时；其间：自开始至加热至温度到380℃时，加热速率控制在8-15℃/min；在温度上升至380℃-500℃阶段时，采用75%H₂与25%N₂的混合气吹扫至退火结束，去除钢带表面油污，其压力控制在50-55Mpa；当退火温度升到500℃时，关闭排油烟阀；

4）进行冷却，在罩式退火炉内进行分段式冷却，即先缓冷至500-550℃；然后采用风冷冷却至220-350℃，最后采用水冷却至60-85℃；出炉；

5） 进行第二次冷轧：其工作辊的辊径在200-400mm，工作辊的粗糙度在Ra≤0.15μm；总压下率在3-20%，轧制速度在80-300m/min；

6）剪切分条：剪切过程中采用木压条方式，且木压条厚度要均匀一致，剪切线上的分离片及隔离环尺寸规格一致，宽度公差控制在±0.05mm。

4.如权利要求3所述的生产一种智能手机配件用钢带的方法，其特征在于：轧制过程中润滑剂选择稳定性较高的787型轧制油，并与水配制成重量浓度为1.0-3.0%的冷轧乳化液，且使稳定系数控制在0.6-0.85。

5.如权利要求3所述的生产一种智能手机配件用钢带的方法，其特征在于：所述轧辊表面粗糙度Ra≤0.40μm，且轧辊面不允许有振纹和磨削纹。