一种Cu-Sn/Sn-Au双复合镀层极薄钢带的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种钢带的生产方法，具体属于一种化-Sn/Sn-Au双复合锻层极薄钢 带的生产方法。
【背景技术】
[0002] 极薄锻Au钢带由于其具有较薄的厚度、优良的表面性能、导电性能、导热性能和 耐热性能，广泛应用于光电子行业，用W生产精密半导体、电子巧片或者特殊光源，市场需 求量极大。
[0003] 目前，生产锻Au钢带主要是在冷轴带钢表面连续分段电锻化、Ni、Au单金属，形成 传统的化-Ni-Au复合锻层。尽管该工艺历史悠久，但其存在W下难W解决的问题，即；一是 该锻层W化为基底，容易发生氧化，造成锻层的稳定性下降。此外，一旦腐蚀介质通过Au 层的裂纹和针孔，穿过Ni和化的孔隙到达化基体，由于化基体是腐蚀电偶的阳极，很快 就会腐蚀出现诱点。二是如果采用连续电锻，在电锻Au的过程中，需要使用剧毒的氯化物 做电锻液，该会严重污染环境。=是钢带经过连续电锻后，表面容易纯化，所得复合锻层的 综合性能难W控制。四是连续电锻过程导致生产能耗较大，废液较多。特别是生产中需要 使用大量的贵重金属Ni和Au，生产成本颇高。
[0004][0005][0006][0007][0008]通过对现有技术进行分析，本申请认为，如果W高性价比的碳素钢作为原料钢种， 采用合适的轴制及热处理工艺控制原料的厚度和力学性能，并通过连续热喷涂工艺，使钢 带表面形成具有优良表面性能、导电性能、导热性能及耐热性能的复合锻层，就有可能生产 出光电子行业需要的极薄锻Au钢带，解决当前该技术领域存在的问题。
【发明内容】
[0009]本发明针对现有技术存在的不足，提供一种具有优良的表面性能、导电性能、导热 性能和耐热性能，完全满足光电子行业要求的化-Sn/Sn-Au双复合锻层极薄钢带及其生产 方法。
[0010] 实现上述目的的措施： 一种化-Sn/Sn-Au双复合锻层极薄钢带的生产方法，其步骤； 1) 采用冷轴碳素钢板作为原料，进行第一次退火，控制退火温度为600~640 °C，保温 时间为30~40min; 2) 进行冷轴，控制轴制道次数为5或6道次，总压下率为77~90% ;冷轴结束后进行脱 脂； 3) 经开卷、分条、去毛刺后，进行热喷涂化-Sn;控制化与Sn粉末均匀混合，平均粒径 为0. 2~0. 4化，Cu与Sn的浓度比例为1:1~2:1，喷涂速度为400~500m/s，沉积率为0. 3~0. 5 kg/h； 4) 进行第二次退火，控制退火温度为400~450 °C，保温时间为25~35min; 5) 进行热喷涂Sn-Au;控制Sn与Au粉末均匀混合，平均粒径为0. 1~0. 2化，Sn与Au 的浓度比例为1:4~1:5,喷涂速度为300~350m/s，沉积率为0. 1~0. 2kg/h; 6) 进行第S次退火，控制退火温度为380~420 °C，保温时间为20~30min; 7) 进行空冷并卷取。
[0011] 本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，经过优化选择，采用普通的SPCC冷轴钢板作为原料巧，采用一次退火+ -次冷轴+热喷涂化-Sn+二次退火+热喷涂 Sn-Au+S次退火的工艺进行生产。之所W该样选择，是因为；一是W普通的碳素钢SPCC作 为原料钢种，可W降低原料成本。二是通过一次冷轴+ =次退火，既能保证冷轴原料及产品 的厚度和力学性能，又能促进锻层的合金化过程，提高锻层的表面性能。=是用低成本的Sn 来完全或者部分替代贵金属Ni和Au，并充分发挥Sn的作用。一方面，先在钢基上热喷涂一 层化-Sn合金来取代化金属单层，可W明显增强基底的耐蚀能力和稳定性。另一方面，用 热喷涂Sn-Au来替代电锻Ni+电锻Au，无需使用剧毒的氯化物，保护了环境。与连续电锻相 比，热喷涂过程速度快、原料浪费少，锻层厚度精确可控。另外，相对于Au金属单层，Sn-Au 合金既可W保证锻层的性能，又能显著降低贵金属Au的用量，降低生产成本。四是在热喷 涂过程中，进行两次退火处理，既可W调节产品的力学性能，降低锻层的内应力，又能将锻 层表面残存的氧化物去除，保证锻层的表面光洁度。
[0012] 与现有普通钢带相比，本发明生产的钢带，其厚度为0. 1~0.2mm，抗拉强度为 300~350MPa,延伸率为38~45%。表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为8~12化 的化-Sn/Sn-Au双复合锻层，锻层呈现光亮的金黄色，表面硬度为100~120HV，粗趟度为 0. 1~0. 2化，镜面反射率为94~99%，在常规环境下放置720d后，锻层失光率不超过0. 5%， 产品的表面性能良好。电阻率为14~18 ?cm,热导率为60~75W/m，°C，产品的导电和 导热性能良好。在350~400 °C下保持480h后，表面氧化面积不超过0.1%，硬度值变化率 不超过0.3%，产品的耐热性能良好。产品性能完全满足光电子行业的需要。特别是采用热 喷涂化-Sn+热喷涂Sn-Au工艺后，解决了传统工艺生产所带来的成本高、浪费大、污染重、 效率低的问题。
【具体实施方式】
[0013] 下面对本发明予W详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的冷轴工艺参数列表； 表2为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数列表； 表3为本发明各实施例及对比例的产品性能列表。
[0014]W下各实施例按照W下生产步骤生产： 1) 采用冷轴碳素钢板作为原料，进行第一次退火，控制退火温度为600~640 °C，保温 时间为30~40min;所采用的冷轴碳素钢板的厚度在0. 9~1. 0mm; 2) 进行冷轴，控制轴制道次数为5或6道次，总压下率为77~90% ;冷轴结束后进行脱 脂； 3) 经开卷、分条、去毛刺后，进行热喷涂化-Sn;控制化与Sn粉末均匀混合，平均粒径 为0. 2~0. 4化，Cu与Sn的浓度比例为1:1~2:1，喷涂速度为400~500m/s，沉积率为0. 3~0. 5 kg/h； 4) 进行第二次退火，控制退火温度为400~450 °C，保温时间为25~35min; 5) 进行热喷涂Sn-Au;控制Sn与Au粉末均匀混合，平均粒径为0. 1~0. 2化，Sn与Au 的浓度比例为1:4~1:5,喷涂速度为300~350m/s，沉积率为0. 1~0. 2kg/h; 6) 进行第S次退火，控制退火温度为380~420 °C，保温时间为20~30min; 7) 进行空冷并卷取。
[0015]表1本发明各实施例及对比例的冷轴工艺参数
表2本发明各实施例及对比例的制带工艺参数
表3本发明各实施例及对比例的产品性能
从表3可W看出，本发明申请的钢带，其厚度为0.1~0.2mm;抗拉强度为300~350MPa, 延伸率为38~45% ;表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为8~12化的化-Sn/Sn-Au双 复合锻层，锻层呈现光亮的金黄色；表面硬度为100~120HV，粗趟度为0. 1~0. 2化，镜面反 射率为94~99%，在常规环境下放置720d后，锻层失光率不超过0. 5%，产品的表面性能良 好；电阻率为14~18 ?cm,热导率为60~75W/m，°C，产品的导电和导热性能良好；在 350~400。C下保持480h后，表面氧化面积不超过0. 1%，硬度值变化率不超过0. 3%，产品 的耐热性能良好。产品性能完全满足光电子行业的需要。
[0016] 本【具体实施方式】仅为最佳例举，并非对本发明技术的限制性实施。
【主权项】
1. 一种Cu-Sn/Sn-Au双复合镀层极薄钢带的生产方法，其步骤： 1) 采用冷轧碳素钢板作为原料，进行第一次退火，控制退火温度为600~640 ° C，保温 时间为30~40 min ; 2) 进行冷轧，控制轧制道次数为5或6道次，总压下率为77~90% ;冷轧结束后进行脱 脂； 3) 经开卷、分条、去毛刺后，进行热喷涂Cu-Sn :控制Cu与Sn粉末均匀混合，平均粒径 为0. 2~0. 4 Mm，Cu与Sn的浓度比例为1:1~2:1，喷涂速度为400~500 m/s，沉积率为0. 3~0. 5 kg/h ； 4) 进行第二次退火，控制退火温度为400~450 ° C，保温时间为25~35 min; 5) 进行热喷涂Sn-Au :控制Sn与Au粉末均勾混合，平均粒径为0. 1~0. 2 Mm，Sn与Au 的浓度比例为1:4~1:5,喷涂速度为300~350 m/s，沉积率为0. 1~0. 2 kg/h ; 6) 进行第三次退火，控制退火温度为380~420 ° C，保温时间为20~30 min; 7) 进行空冷并卷取。
【专利摘要】一种Cu-Sn/Sn-Au双复合镀层极薄钢带的生产方法：第一次退火；冷轧；经开卷、分条、去毛刺后热喷涂Cu-Sn；第二次退火；热喷涂Sn-Au；第三次退火；空冷并卷取。本发明生产的钢带，抗拉强度为300~350MPa，延伸率为38~45%。表面镀层呈现光亮的金黄色，表面硬度为100~120 HV，粗糙度为0.1~0.2μm，镜面反射率为94~99%，在常规环境下放置720d后，镀层失光率不超过0.5%。电阻率为14~18 μΩ?cm，热导率为60~75 W/m?℃。在350~400℃下保持480 h后，表面氧化面积不超过0.1%，硬度值变化率不超过0.3%。解决了传统工艺成本高、浪费大、污染重、效率低的问题。
【IPC分类】C23C4/08, C23C4/16
【公开号】CN104988456
【申请号】CN201510360432
【发明人】黄菲, 白会平, 张彦文, 熊飞, 匡伟, 张兆丽, 刘占增, 余晓静
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月26日