涂覆金屬涂層的不銹鋼帶制造技術

本發明專利技術提供一種具有涂層的高強度不銹鋼帶（２）產品，所述的鋼帶的一側或兩側涂覆有致密且均勻分布的金屬涂層（１、３）。所述的涂層基本由純的金、銅、鎳、鈷、鉬、銀、錫或鎢或由這些金屬中至少兩種的合金組成，所述涂層的厚度優選的為至多１５微米，所述涂層厚度的公差至多為涂層厚度的＋／－３０％，鋼帶基體的鉻含量至少為１０％，由于涂層良好的附著性，因此通過抗拉測試中鋼帶能夠被單軸拉斷而不會出現涂層的剝落、脫落或類似現象。金屬涂層的鋼帶產品適合用于承擔負載和必須能夠在輸送電流到接觸表面時不會在表面之間的接觸面產生電流傳導率下降的應用。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于在卷對卷(roll-to-roll)工序中制造具有金屬涂層的鋼帶產品的方法，特別是適合制造高強度不銹鋼產品的有涂層的金屬基體材料的制造方法。這通過對金屬帶涂覆導電涂層來實現，如權利要求1所述。
技術介紹
在許多例如電話、遙控器、計算機等的電子設備中，為了不同的功能使用了彈簧和其他形狀的金屬部件。因此，為了電磁屏蔽(EMS)的目的，在屏蔽盒的可除去部分中，彈簧用在被稱為“金屬彈簧彈片(finger stocks)”的襯墊內。在多數此類產品中，目前存在對材料的幾種不同的需求。對于彈簧，這種需求通常與力學特性有關，例如承載力、松弛強度和抗疲勞強度。然而，如先前通常提及的，材料必須能夠成形為所需形狀而不出現任何裂化。此外，在本領域內的持續小型化趨勢也提高了對電子設備的組件和零件的嚴格幾何公差的需求。除上述以外，有時這些部件和零件的良好限定的電性能特征是至關重要的。這可涉及與設備內接觸面的電導率和接觸電阻率等有關的特殊性能。通常，當出現此類需求后，選擇的解決方案是選擇傳導材料，比如銅或銅合金，或可選的在鋼上涂上導電涂層。銅和銅合金通常具有的特性為良好的電導率和優秀的可成形性，但是大多數銅和銅合金具有低機械強度，這意味著它們不適用于在高度受壓下的應用，例如用作彈簧。銅和鈹的合金可以硬化到具有高達約1400MPa的抗拉強度，但是這個抗拉強度級別限制了彈簧應用中實現的彈簧力、松弛強度和疲勞強度。此外，鈹為有毒金屬，出于健康的考慮在制造和使用中具有限制。最后，銅一鈹合金比較貴重，因此，許多應用中要求廉價的產品。可以通過不同的方法實現涂覆，這些方法可以分為機械方法和化學方法。也可以細分為高溫和低溫方法。例如，機械方法可以為金屬包層法，高溫方法為噴涂或涂刷等。在本文中，采用輥軋接合代表金屬包層法，即，通過輥軋接合工藝將兩種(或更多)不同的材料接合，所述輥軋接合相對簡單并且可以通過不同的基體和涂層組合來進行。然而，金屬包層法具有一些技術性的不足，這些不足與厚度公差和涂層的不良附著性有關。這經常需要在接合后進行熱處理以得到涂層間的擴散區。如果一個(或幾個)涂層為不銹鋼，由于不銹鋼表面的鈍化膜，將更加難以得到良好的附著性。此外，輥軋接合為低速處理過程，并受限于基體和涂層的可能組合。同樣存在許多基于噴涂方法的不同的沉積技術，其具有不同的名稱，例如熱噴涂技術、高速火焰噴涂技術(HVOF)、等離子噴涂技術、燃燒化學汽相沉積技術(CCVD)等；然而其根本方法是相同的。涂層被噴涂到基體上，涂層材料以任一的桿狀、線狀、塊狀、粉狀材料，液態或氣態的形式，被充入噴嘴或“火焰”內。噴涂技術最通常用于涂覆小零件，并不適合卷對卷涂覆，并對緊公差和高生產率存在很高的要求。另一種在基體上進行涂覆的方法是將產品浸入金屬熔液的熱浸方式。熱浸通常利用低熔點金屬涂覆，比如鋅等。為涂覆高熔點的金屬，比如鎳和銅，金屬熔液的溫度過高，對基體產生不利的影響。此外，難以在此類金屬熔液中進行精確的處理控制以允許涂層厚度的緊公差。電鍍技術是一種電化學加工，其中，通過在含有溶解的金屬離子和待鍍金屬物體的溶液中導入電流來實現涂覆。金屬基體作為電化電池的陰極，從溶液中吸附金屬離子。鐵或非鐵的金屬基體被鍍上各種的金屬，包括鋁、黃銅、青銅、鎘、銅、鉻、鐵、鉛、鎳、錫和鋅，以及貴金屬，如金、鉑和銀。由于基體在處理過程中作為陰極并吸附溶液中的離子，對于扁平的產品將難以獲得均勻的涂層分布。電流密度的局部差別將導致沉積速率不均。眾所周知的問題是“狗骨”效應，這意味著涂層的厚度通常朝向涂覆帶的邊緣變厚。此外，這種方法的特征在于，由于涉及電解液和廢水處理，對環境容易產生污染。如果需要單面涂覆，電化學方法和浸漬方法也具有不利之處，在涂覆之前不需要涂覆的表面需要以某種方式被遮蓋。涂覆處理結束后需要移除遮蓋物。還有一些能夠用于沉積金屬的汽相沉積方法。多數方法為分批處理，但是也具有一些持續處理方法。WO98/08986中公布了一個卷對卷工藝卷對卷方法的示例，其利用電子束沉積，描述了制造鐵素體FeCrAl不銹鋼帶的方法，通過卷對卷工藝卷對卷方法處理中使基體材料上涂覆鋁涂層。然而，這個專利申請中描述的是適合高溫腐蝕性環境的產品的最佳方法，因此需要材料具有良好的高溫強度和高溫耐腐蝕性，即耐氧化性。此外，這個專利申請建議在溫度為950-1150攝氏度進行與涂覆有關的均質化退火，以使鋁能夠均勻分布在鐵素體上。這意味這這個示例中的最終產品不是表面上具有鋁涂層的涂覆產品。因此，這更是一種合金元素均勻分布的FeCrAl帶材，其中也包括鋁。此外，這意味著其對不含氧化物的接觸面和涂層的良好附著性沒有特殊的要求。因此，這些傳統的方法都具有不同的不足，這意味著存在對開發一種整合了良好的機械特性、優秀的導電特性和小的幾何公差的新產品的需求。基于批量生產的全部處理過程總會提高生產成本，因此采取卷對卷工藝處理降低生產成本是關鍵的。因此，本專利技術的首要目的是提供一種撓性金屬產品，該產品具有特定的物理和機械特性，適合進一步處理，例如但不限于沖切、彎曲、鉆孔及熱處理等。然而本專利技術的另一目的是提供一種撓性條帶產品，用于彈簧或其他產品，其需要良好的電導率，由單層或多層金屬條帶制成，所述條帶成本低廉并通過卷對卷工藝生產。通過制造帶有涂層的鋼產品，所述鋼產品具有根據權利要求1的特征條款的特性，這些和其他目的已經以令人驚訝的方式達到。進一步優選的實施例在附屬權利要求中被限定。
技術實現思路
因此，通過在作為基體的不銹金屬帶的上部施加一個或多個薄的、連續的、均勻的導電金屬層實現上述目的和進一步優勢，所述導電金屬例如為鎳、銀、錫、鉬、銅、鎢金或鈷。涂覆可以可在基體帶的一側或兩側上進行。金屬層應當是致密和平滑的并具有良好的附著性，以允許進一步處理而沒有剝落、脫落的風險。最終產品的形式是具有一個或兩個導電表面的高強度帶鋼，適合用于電子設備中，在電磁屏蔽的襯墊內，或用于其他目的，其中在根據本專利技術的產品和接觸點之間的接觸面具有低接觸電阻的高強度材料即是所要求的材料。通過先前所知的電子束蒸發方法，在卷對卷工藝中沉積涂層，涂層為優選的低于15微米厚度的均勻分布涂層。基體材料是鉻含量(重量)高于10％和條帶厚度通常低于3毫米的不銹鋼。基體材料應該至少具有1000MPa的抗拉強度，這可以通過冷變形或熱處理完成，熱處理例如為高溫硬化或低溫析出硬化。最初的步驟中，卷對卷工藝也可以包括蝕刻反應室，以去除通常在不銹鋼上出現的氧化層。附圖說明圖1示出了本專利技術的第一實施例的示意性截面圖，即，在一個或兩個表面涂有導電涂層1、3的基體帶2。如果基體在兩個表面都有涂層，則涂層可具有同樣的成分，或者如果需要可具有不同的成分。兩個表面的涂層厚度也可以相同或不同。圖2示出了本專利技術的第二實施例的示意性截面圖，即基體帶2在一個或兩個表面上涂有多個涂層(分別為涂層1、3、4和5、6)。圖3示出了用于制造根據本專利技術的具有涂層的金屬帶材料的生產線的示意圖。具體實施例方式最終產品，形式為具有金屬涂層的條帶材料，適合用于承載部件，并在接觸面具有低接觸電阻。這種應用的實施例為連接器和開關。通過在彈簧上施加一定的推力，彈簧將與表面相接觸并閉合電路。在傳送電流的接觸點，低接觸電阻是重本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種被涂覆的不銹鋼帶產品，所述的鋼帶的一側或兩側具有致密和均勻分布的涂層，其特征在于，所述的涂層基本由金屬金、銅、鎳、鉬、鈷、銀、錫或鎢中的一種或多種組成，所述涂層的厚度優選為至多１５微米，所述涂層的公差至多為涂層厚度的＋／－３０％，鋼帶基體的鉻含量至少為１０％，涂層具有如此良好的附著性，從而在抗拉測試中被涂覆的鋼帶能夠被單軸向的拉斷，而不會出現任何的剝落、脫落等趨勢。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：哈坎霍姆伯格，
申請(專利權)人：山特維克知識產權股份有限公司，
類型：發明
國別省市：SE[]