CN114515757A - 一种超硬超平精密带钢smt钢网料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超硬超平精密带钢的生产方法，包括：精轧步骤：根据成品的目标厚度选择厚度是0.8～1.5mm的原料钢卷，进行至少一个轧程的轧制，得到成品带钢；拉矫步骤：采用拉矫机组对所述成品带钢的板型进行矫直，然后进行切片，使切片后的带钢的平面度达到≤0.5mm/m，边部翘曲度≤1.0mm/m；去应力退火步骤：所述切片后的带钢在退火炉中以预设的退火速度进行去应力退火。本发明通过对超硬材料的板型控制和去应力退火工艺进行优化，可实现SMT钢网料的稳定化量产，经过化学蚀刻或激光切片后不变形翘曲，保持极佳的板型平面度，当用于不锈钢模板材料时具有优异的加工性能。

Description

一种超硬超平精密带钢SMT钢网料的生产方法
技术领域
本发明涉及不锈钢生产技术领域，具体地，本发明涉及一种用于蚀刻钢网材料的超硬超平精密带钢的生产方法。
背景技术
蚀刻钢网材料也称SMT模板，它是一种SMT专用模具，主要功能是将焊接电路板微小元器件的锡膏进行精准定位，便于电路板上各元器件单元的准确焊接，属于电路板制造业的消耗用材。目前，该材料的难点是产品关键质量不稳定，容易出现：1)蚀刻加工材料变形；2)产品翘曲不良，贴合性差。
目前，市场上主要将304材质用作蚀刻钢网材料，厚度范围是0.08～0.25mm，状态全为H态。但是，考虑到蚀刻钢网材料的耐磨性，市场已逐渐增大了301材质的用量，其厚度集中在0.1～0.5mm，状态已逐步切换为SEH。由于301材质属于超硬材料，通常用于304材质的生产工艺并不适用于301材质。因此，开发一种适用于超硬材料的SMT钢网料的生产方法，以便实现板型质量优异并且蚀刻加工不变形的加工性能质量，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于蚀刻钢网材料的超硬超平精密带钢的生产方法。
具体来说，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种超硬超平精密带钢的生产方法，包括：
精轧步骤：根据成品的目标厚度选择厚度是0.8～1.5mm的原料钢卷，进行至少一个轧程的轧制，得到成品带钢；
拉矫步骤：采用拉矫机组对所述成品带钢的板型进行矫直，然后进行切片，使切片后的带钢的平面度达到≤0.5mm/m，边部翘曲度≤1.0mm/m；
去应力退火步骤：所述切片后的带钢在退火炉中以预设的退火速度进行去应力退火。
可选地，在所述精轧步骤中，成品的目标厚度是0.3～0.5mm，所述原料钢卷的厚度是0.8～1.5mm，进行一个轧程的轧制，得到成品带钢。
可选地，所述一个轧程的变形率＞50％，其中，轧制道次范围是5～6道次，每道次的变形率逐级递减，并且首道次变形率不大于28％，成品道次变形率不大于10％。
可选地，在所述精轧步骤中，成品的目标厚度＜0.3mm，所述原料钢卷的厚度是1.0～1.5mm，进行至少两个轧程的轧制，得到成品带钢。
可选地，所述至少两个轧程的每一个的变形率＞50％，其中，在每个轧程中，轧制道次范围是5～6道次，每道次的变形率逐级递减，并且首道次变形率不大于28％，成品道次变形率不大于10％。
可选地，在所述拉矫步骤中，压下量是-1.8～-2.3mm，延伸率是0.8％～1.2％。
可选地，在所述去应力退火步骤中，所述预设的退火速度是(2.0～3.0)/Tm/min，其中，T表示厚度，单位是mm。
可选地，在所述去应力退火步骤中，退火炉的温度是500～600℃，退火炉的张力是200～300MPa。
可选地，所述精轧步骤采用森德威四立柱二十辊轧机。
可选地，所述森德威四立柱二十辊轧机的辊系精度是：工作辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊锥度140×0.26mm；第二中间辊的同辊直径差不超过2μm，第二中间自由辊凸度0.5mm；单个背衬轴承的精度在2μm以内，整套背衬轴承的精度在0.01mm以内。
相比于现有技术，本发明的超硬超平精密带钢的生产方法，至少具有如下有益效果：
本发明通过对超硬材料的板型控制和去应力退火工艺进行优化，可实现SMT钢网料的稳定化量产，经过化学蚀刻或激光切片后不变形翘曲，保持极佳的板型平面度，当用于不锈钢模板材料时具有优异的加工性能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是森德威(SUNDWIG)四立柱二十辊轧机辊系的布局图。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
首先，对本发明中涉及的主要术语进行说明如下：
在本发明中，“超硬超平精密带钢”一般是指轧制变形率超过50％的超硬材料并且平面度符合极限要求的精密带材。在本发明的实施例中主要以301不锈钢为例进行说明，当然，这只是示例性的，本发明的方法同样适用于符合前述定义的其它超硬材料。
在本发明中，“平面度”是指1m长的带材放置水平面的最大波浪高度。
在本发明中，“边部翘曲度”是指1m长的带材放置水平面时宽度方向的弯曲翘曲高度。
在本发明中，森德威四立柱二十辊轧机的辊系布局如图1所示，最外层A、B、C、D、E、F、G和H为支撑辊，共8根；I、J、K、L、M和N为第二中间辊，共6根；O、P、Q和R为第一中间辊，共4根；S和T为工作辊，共2根。辊系中，第二中间辊的四个边部辊(即I、K、L、N辊)为驱动辊，另两个第二中间辊为自由辊。
在本发明中，“同辊直径差”是指同一根辊的任意两个横截面的直径之差，例如，“工作辊的同辊直径差不超过2μm”，是指同一根工作辊的任意两个横截面的直径之差的绝对值不超过2μm。
在本发明中，“背衬轴承的精度”是指背衬轴承外直径的偏差。
在本发明中，凸度或轧辊凸度是指辊面中心处的直径与辊面边部直径的差值，即，Cr＝D-D0，其中，Cr表示凸度，D表示轧辊中心处的直径，D0表示辊面边部直径。
第一中间辊的中间部分为圆柱形，称作第一中间辊的平面部分，第一中间辊的两端为锥形，本发明中所称的“锥度”即指第一中间辊的两端的锥度，可采用动量规检测。
下面对本发明的超硬超平精密带钢的生产方法进行详细说明。本发明的生产方法包括：
(1)精轧步骤
在精轧步骤之前，可以先进行中间轧制和光亮退火，本领域技术人员可以根据生产需要选择合适的实施方法，在此不作赘述。
精轧步骤可以根据成品的目标厚度来选择原料钢卷的厚度和轧制的轧程。
当成品的目标厚度是0.3～0.5mm时，原料钢卷的厚度选择为0.8～1.5mm，进行一个轧程的轧制，得到成品带钢。其中，轧程的变形率＞50％，轧制道次范围是5～6道次，每道次的变形率逐级递减，并且首道次变形率不大于28％，成品道次变形率不大于10％。
当成品的目标厚度＜0.3mm时，原料钢卷的厚度选择为1.0～1.5mm，进行至少两个轧程的轧制，得到成品带钢。其中，每一个轧程的变形率＞50％，并且，在每一个轧程中，轧制道次范围是5～6道次，每道次的变形率逐级递减，并且首道次变形率不大于28％，成品道次变形率不大于10％。
精轧步骤采用森德威四立柱二十辊轧机，其辊系精度控制：工作辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊锥度140×0.26mm；第二中间辊的同辊直径差不超过2μm，第二中间自由辊凸度0.5mm；单个背衬轴承的精度在2μm以内，整套背衬轴承的精度在0.01mm以内。
根据发明人的研究，轧制道次设定在5～6道次，能够满足材料的力学性能要求，同时防止轧制过程中出现抽带、脆断等问题。道次变形率是根据钢材的加工硬化曲线设定，采用本发明的道次变形率能够保证每道次的轧制压力基本一致，有利于提高板型控制及轧制稳定性。
另外，采用本发明的第一中间辊的锥度可以保证钢板轧制过程中不产生1/4浪，同时边浪小于3mm。并且，本发明的自由辊凸度设定符合轧机轧制该产品时机架的变形情况，能够弥补机架变形带来的凸度不足，可以确保钢板中的平整度。
(2)拉矫步骤
采用拉矫机组对成品带钢的板型进行矫直，压下量设定为-1.8～-2.3mm，延伸率设定为0.8％～1.2％。拉矫之后进行切片，切片的规格可以根据生产需要进行确定，例如600mm×1000mm，切片后的带钢的平面度达到≤0.5mm/m，边部翘曲度≤1.0mm/m。
在本步骤中，通过控制矫直压下量的位置和延伸率达到最佳板型质量。
(3)去应力退火步骤
切片后的带钢送入退火炉中进行去应力退火。退火炉采用保护气氛，以便防止钢带表面氧化，例如，采用高纯度(99.999％)全氢气保护气体。
退火炉的温度是500～600℃，出炉温度是40～70℃，退火炉张力(即炉张)是200～300MPa，保证退火炉出入口密封性，以便避免钢带表面氧化。
在退火炉中，钢带的退火速度是(2.0～3.0)/T m/min，其中，T表示厚度，单位是mm。
根据发明人的研究，去应力退火温度过低或炉张过低，应力集中问题难以解决，直接导致去应力效果较差，去应力退火温度过高或炉张过高，将导致产品性能的较大变化或板型恶化，难以保证去应力产品质量，去应力退火速度过快或过慢，难以保证出炉温度而影响生产工艺或性能变化。本发明的发明人综合考量了前述各因素之后，将去应力退火步骤的各参数限定在上述范围内，从而能够实现良好的去应力效果，并保证板型质量。
本发明的方法能够生产得到板型质量优异、强度超高、去应力效果良好的产品，解决了后续蚀刻或激光切割后孔型翘曲变形等问题，可用于批量性规模生产，满足超硬超平SMT钢网料的高性能要求。
与现有技术相比，在本发明中，根据成品厚度确定精轧采用一个轧程或多个轧程，以此适应超硬材料的高强度和高硬度特性；拉矫时的压下量是-1.8～-2.3mm，通过控制矫直隙缝尺寸达到最佳板型质量；去应力退火的钢带退火速度是(2.0-3.0)/T(厚度)，达到一定的时效性和最佳的去应力效果。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1(301-0.2-SEHTA)
(1)精轧：
使用301牌号钢种冷轧原料1.2mm(厚)×640mm(宽)，使用森德威四立柱二十辊轧机进行2个轧程的轧制，其中，第一轧程轧制中间厚度0.5mm，经过中间退火后第二轧程轧制成品厚度0.2mm。
0.5mm轧制0.2mm辊系配置：
轧辊 凸度/锥度
自由辊 0.5mm
传动辊 平辊
第一中间辊 140×0.26mm
在本实施例中，第一轧程和第二轧程均采用5道次，首道次变形率设计≤28％，末道次变形率设计≤10％。具体如下：
第一轧程：
道次 1 2 3 4 5
变形率 25.00％ 18.33％ 15.65％ 11.29％ 9.09％
第二轧程：
道次 1 2 3 4 5
变形率 27.00％ 20.00％ 16.09％ 12.24％ 9.30％
辊系精度控制：工作辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊锥度140×0.26mm；第二中间辊的同辊直径差不超过2μm，第二中间自由辊凸度0.5mm；单个背衬轴承的精度在2μm以内，整套背衬轴承的精度在0.01mm以内。
比例曲线的设定：
比例曲线根据EDS情况进行调节，在a6(板型预设曲线凸度)设定在15-25之间。实际的比例曲线的优化依据板型调试过程中板型的波动情况进行调节，最终要依照板型的稳定状态及不同的轧制制度需要进行固化。
(2)拉矫：
经过除油清洗后进行拉伸矫直(二十三辊拉矫机)，压下量设定为-1.8～-2.3mm，延伸设定在0.8％～1.2％，同时根据来料无张力状态下的各段板型情况调节不同段节的支承辊位置，达到最佳平面度，通过拉矫后切片(600mm×1000mm)平面度达到≤0.5mm/m，边部翘曲度≤1.0mm/m。矫直后的板型在无张力状态下无1/4浪和中间浪形态，有效改善钢带板型和最佳平面度
拉轿后不锈钢薄带的残余应力较大，不利于后续的蚀刻加工，必须进行去应力退火，达到消应力状态及改善钢带垂直性。
(3)去应力退火：
最后进行去应力热处理，采用去应力专业热处理生产设备，采用全氢气氛(99.999％)作为还原保护气氛。温度控制精度±5℃，热处理温度在550℃，炉内张力控制在220MPa，钢带退火速度为10m/min。冷却采用缓冷，冷却出口板温达到60-70℃之间。炉子出入口密封压力调整范围0-2kg，在线观察钢带表面状况予以调整。
经过适当的热处理工艺，残余应力得到有效控制，蚀刻后孔隙不变形，板面垂直性小于10mm/m(取1m样竖直)，同时平面度≤0.5mm/m(取1m样平置)。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超硬超平精密带钢的生产方法，其特征在于，包括：
精轧步骤：根据成品的目标厚度选择厚度是0.8～1.5mm的原料钢卷，进行至少一个轧程的轧制，得到成品带钢；
拉矫步骤：采用拉矫机组对所述成品带钢的板型进行矫直，然后进行切片，使切片后的带钢的平面度达到≤0.5mm/m，边部翘曲度≤1.0mm/m；
去应力退火步骤：所述切片后的带钢在退火炉中以预设的退火速度进行去应力退火。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述精轧步骤中，成品的目标厚度是0.3～0.5mm，所述原料钢卷的厚度是0.8～1.5mm，进行一个轧程的轧制，得到成品带钢。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述一个轧程的变形率＞50％，其中，轧制道次范围是5～6道次，每道次的变形率逐级递减，并且首道次变形率不大于28％，成品道次变形率不大于10％。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述精轧步骤中，成品的目标厚度＜0.3mm，所述原料钢卷的厚度是1.0～1.5mm，进行至少两个轧程的轧制，得到成品带钢。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述至少两个轧程的每一个的变形率＞50％，其中，在每个轧程中，轧制道次范围是5～6道次，每道次的变形率逐级递减，并且首道次变形率不大于28％，成品道次变形率不大于10％。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述拉矫步骤中，压下量是-1.8～-2.3mm，延伸率是0.8％～1.2％。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述去应力退火步骤中，所述预设的退火速度是(2.0～3.0)/Tm/min，其中，T表示厚度，单位是mm。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述去应力退火步骤中，退火炉的温度是500～600℃，退火炉的张力是200～300MPa。
9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述精轧步骤采用森德威四立柱二十辊轧机。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，所述森德威四立柱二十辊轧机的辊系精度是：工作辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊的同辊直径差不超过2μm，第一中间辊锥度140×0.26mm；第二中间辊的同辊直径差不超过2μm，第二中间自由辊凸度0.5mm；单个背衬轴承的精度在2μm以内，整套背衬轴承的精度在0.01mm以内。
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