余敘斌
這是一種輕觸開關(guān)專用超薄超硬高彈性精密冷軋不銹鋼帶的特殊生產(chǎn)方式。具體來說就是生產(chǎn)手機、電腦等電子產(chǎn)品上面的輕觸開關(guān)用不銹鋼鋼帶,鋼帶厚度0.03-0.08mm,具有體積小、壽命長、按壓舒服、不影響外觀等一系列優(yōu)點。此材料的基本要求:
1、厚度公差精度高,嚴格控制在+/-0.003mm;
2、硬度很高且范圍窄,如HV520-550或者HV550-590,是SUS301材質(zhì)所能達到的最上限了。
3、按壓次數(shù)不能低于100萬次,否則影響手機等電子產(chǎn)品的使用壽命;
4、CK(Click Ration):(peak Force-Low Force)/peak Force*100% 55%;
5、PK(Compression peak Force,力度)穩(wěn)定在160-180克力(gf),手感統(tǒng)一。
針對此材料要求制定如下生產(chǎn)工藝(以用量最大的0.06mm厚度為例):
(1)選料
選用0.7-1.0mm厚度的太鋼301B坯料,選擇其中的抗拉強度達到900N/mm2以上HV200以上的材料待用;
(2)一次軋制
為保證成品公差必須使用二十輥精密軋機冷軋,軋制張力控制在250-600N/mm2,特別是前2道次,軋制張力必須嚴格控制在250 N/mm2,軋制速度在120-180m/min,后2道次張力可控制在400-600 N/mm2,軋制速度300m/min,將坯料粗軋至0.34-0.35mm,厚度控制在-0.01mm,道次分配0.7-0.53-0.45-0.38-0.35;
(3)一次清洗
將軋制好的半成品在脫脂清洗機組上以100m/min的速度脫除軋制時殘留在鋼帶表面的軋制油,為退火作準備;如連退線包含清洗段,則可省略此工序;
(4)一次退火
將清洗好的鋼帶以9-12m/min的速度在溫度為1100-1140℃光亮退火線上退火,其中的純氫或氨分解氣體一方面起保護作用,另一方面也作為冷卻介質(zhì)對鋼帶進行快速冷卻;
(5)二次軋制
基本與一次軋制相同,最終軋制的半成品厚度按成品厚度不同控制在0.17-0.18mm之間,以確保成品鋼帶的性能,軋制張力與軋制速度參照一次軋制,軋制道次分配:0.35-0.28-0.225-0.18;
(6)二次清洗
與一次清洗工藝完全相同;
(7)二次退火
與一次退火工藝基本相同,退火速度控制在10-16m/min之間,盡量保證鋼帶表面清潔無雜物特別是退火爐內(nèi)掉落的爐灰。如表面污染嚴重,則退火后必須再加一道清洗;
(8)三次軋制
首先是合理分配軋制道次,特別是第一道次要嚴格控制軋制變形量,同時必須嚴格控制軋制速度以確保軋后鋼帶溫度不超過40℃,為達到成品鋼帶的高硬度高彈性性能做好準備。另外為了控制板型及厚度公差-0.003mm,必須做到軋制力與張力的合理匹配。還有為了確保成品鋼帶的表面粗糙度及光亮度,我們選擇在最后兩道次用拋光輥軋制,從而保證做到成品鋼帶細膩光滑,Ra0.15um以下,肉眼感官舒服。同時由于鋼帶極細膩光滑,在生產(chǎn)過程中必須注意鋼帶層間挫傷及層間滑出,。此時材料的軋制硬度應達到HV495-520或者HV520-550,低于此范圍可能對成品性能有影響;道次分配:0.18-0.15-0.12-0.095-0.078-0.065-0.06;特別強調(diào)一下,本軋程的軋制速度、軋制張力以及道次的變形量不能隨意改變,必須嚴格控制,否則性能的變化不可控制。
(9)三次清洗
將經(jīng)過三次軋制的半成品鋼帶以50-80m/min的速度在脫脂清洗機組上進行清洗,確保鋼帶表面無油污及其它雜物;
(10)一次拉矯
將清洗后的半成品鋼帶在德國unger公司生產(chǎn)的二十三輥拉矯機上進行矯直,使鋼帶的不平度不超過1.0mm;
(11)低溫、高溫去應力退火
將經(jīng)過拉矯的半成品鋼帶在罩式爐中以50℃/h的速度升溫,達到180或者350℃左右保溫10-25h,視成品鋼帶的使用條件及裝爐量而定,必須有純氫或氨分解氣體作保護,同時罩式爐必須帶強對流裝置的,以確保鋼帶加熱均勻組織穩(wěn)定一致;同時確保鋼帶在隨后的加工過程中不受加熱等因素影響,這一點非常重要,它確保了手感的統(tǒng)一及疲勞壽命的高低。采用180℃低溫去應力退火的鋼帶成品硬度在HV520-550,而采用350℃高溫去應力退火的鋼帶成品硬度HV550-590。
(12)浸油或噴淋軋制油
將經(jīng)過低溫去應力退火的鋼帶長時間浸泡在稀薄的防銹油中,將經(jīng)過高溫去應力退火的鋼帶在軋機上重卷噴淋軋制油,待鋼帶全部浸潤后取出。此工序看似簡單但非常重要,不可或缺,它確保鋼帶在隨后的加工、儲存、使用過程中不生銹;
(13)四次清洗
將浸油或噴淋后的半成品鋼帶再次清洗,工藝與前相同,最終客戶使用的鋼帶是無油防銹狀態(tài),不需要特別清洗;
(14)反拉矯
將去應力浸油清洗后的鋼帶在二十三輥拉矯機上進行反向拉矯,確保成品鋼帶的板型滿足客戶要求;
(15)分剪包裝
按客戶要求分剪包裝入庫。
本生產(chǎn)工藝有三個關(guān)鍵點:
1、第三次軋制也就是成品軋制,總軋制變形量必須保證,第一第二道次變形量必須控制,軋制速度必須嚴格限制在90M/min,這樣才能達到軋制性能要求;
2、視成品性能確定去應力退火溫度,盡量選擇低溫退火以防止加工過程生銹氧化;
3、防銹處理最好采用噴淋,這樣一方面浸油均勻,另一方面系統(tǒng)帶擠油輥輥擠滲透更均勻有效,再就是帶張力重卷可以形成新的鈍化膜。
本鋼帶采用上述生產(chǎn)工藝,低溫去應力退火使材料性能提高HV10左右,高溫去應力退火使材料性能提高HV30左右,表面粗糙度達到Ra0.2um以下,光亮細膩,通過后期的重卷或浸油恢復防銹性能,最終材料的硬度范圍可以達到HV520-550或者HV550-590。
經(jīng)本工藝生產(chǎn)的材料,內(nèi)部硬度檢測合格,表面粗糙度符合要求,抗拉強度及規(guī)定塑性延伸強度符合要求,疲勞次數(shù)經(jīng)日本古河電器工業(yè)株式會社檢測接近日本材料,抗拉強度與日本料相同。
本方法已申請發(fā)明專利,專利授權(quán)日:2015.6.1,專利號:ZL 2013 1 0186738.7。