硬态或半硬态薄覆铜钢带及其制备方法

摘要

本发明公开了一种硬态或半硬态薄覆铜钢带及其制备方法。该覆铜钢带由两层铜带中间夹有一层钢带覆合则成，HV硬度为130～220。本发明还公开了该硬态或半硬态薄覆铜钢带的制备方法。本发明所得的硬态或半硬态薄覆铜钢带主要用于低压电气领域和计算机、手机等IT产品中的弹性接插件。

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体地说，是一种硬态或半硬态薄覆铜钢带及其制备方法。

背景技术

目前，国内生产金属复合材料产品的主要方式有板块热轧法，粉末冶金烧结法，冷轧复合法和爆破复合法。国内较大的2～3家覆铜钢生产厂家使用的都是上世纪60年代从原苏联引进的板块热轧法，工艺落后，产品质量差，无法进行带式生产，产品主要用于军工生产。冷轧复合对设备和材料表面要求高，目前国内没有生产覆铜钢的专业厂家。粉末冶金和爆破法生产的复合产品，复合效果和复合层的厚度均匀性差。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提出了一种硬态或半硬态薄覆铜钢带。

为了实现发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种硬态或半硬态薄覆铜钢带，由两层铜带中间夹有一层钢带覆合则成，HV硬度为130～220。半硬态薄覆铜钢带的HV硬度为130～170，硬态薄覆铜钢带为170～220。

发明人还发现了上述的硬态或半硬态薄覆铜钢带的制备方法，采用以下步骤：

A.将钢带酸洗，并将酸洗后的钢带刷光；

B.将铜带清洗；

C.将钢带和铜带进行CA复合；

D.将步骤C所得的复合物进行多次的冷粗和中间退火；所述的多次是3～5次。

E.将步骤D所得的产物经精轧、清洗、分条、成品退火后制得。

所述的酸洗是采用8～15wt％盐酸，温度50～70℃，酸洗时间2～5分钟。中性脱脂剂优选是C₉H₁₉C₆H₅O(CH₂CH₂O)₁₀H。

CA复合是指可控气氛复合，是由美国PMC公司发明的一种两层或多层金属的热轧复合。CA复合过程中，将要复合的材料本身作为电阻(轧辊作低电位，高电位根据材料、轧制速度的不同而具体设置)进行自行加热，为了避免加热过程中的再次氧化，根据加热温度的不同设置一定长度的保护气氛室，室内通一定比例的氮气和氨分解气，两种气氛的比例根据温度、材料及表面处理情况的不同而可调。在保护气保护下，被加热的两种或多种材料在轧机的轧制力作用下，以原子力结合在一起，从而成为一种新型的复合材料。

热轧后的覆铜钢带坯，板形、厚度和性能等均不能满足要求，需通过冷粗中轧和冷精轧加工。一般将热轧坯尽量减薄，同时修订板形和尺寸精度的第一个冷轧轧程称为冷粗中轧。粗中轧加工硬化后的覆铜钢带经中间退火软化后，进行精轧，主要是为了获得较高的尺寸精度和板形，同时为产品性能控制打好基础。

一次中间退火：一般采用连续式光亮退火炉，根据材料、厚度以及要求的不同，退火温度一般为750～850℃，走带速度在2～3.5m/min。

二次中间退火：一般采用圆形光亮罩式退火炉，根据材料、厚度及卷重等的不同，退火温度为650～710℃，保温时间为5～10h。

所谓冷轧热轧是材料加工中的一个常用术语，一般将再结晶温度以上的轧制称为热轧，而将再结晶温度以下的轧制成称为冷轧。再结晶温度不是一个确定的值，而是一个范围，虽材料和加工率的不同而变化，发明人将热轧温度定在650℃以上。一般钢材在常温下的轧制都是冷轧。

所得的硬态覆铜钢带基层钢带主要化学成分(重量百分比)：

C：≤0.25％  Mn：0.35～0.55％  Cr：≤0.15％

S：≤0.03％  P：≤0.03％       Si：≤0.06％

所得的硬态或半硬态薄覆铜钢带产品具有以下的规格：

厚度：0.1±0.008mm～0.5±0.02mm

带宽：≤160±0.2mm

卷重：≤1400Kg

卷内径：φ300mm、φ400mm、φ500mm。

产品性能：HV硬度：130～220。

覆铜层厚度：单面铜层厚度占总厚度的3～10％。

本发明具备如下的优点：

主要用于低压电气领域和计算机、手机等IT产品中的弹性接插件。低压电气领域和计算机、手机等IT产品中的弹性接插件，以前一般使用H65、H62黄铜或锡磷青铜。申请人生产的覆铜钢带表面复合有H90铜或T2铜，导电性能良好(电阻率≤6.21Ω.cm×10^-6)；基层是碳钢，经加工硬化后硬度高、弹性好，且相同体积重量较铜材轻，成本不到铜材的一半，故使用前景广泛。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明所用的CA复合轧机设备简图。

附图标记说明：1.基材开卷机；2.校平机；3.覆材开卷机；4.覆材；5.加热器；6.纠偏装置；7.加热气氛保护室；8.热复合轧机；9.冷却气氛保护室；10.卷取机；11.基材。

具体实施方式

实施例1

取相应的铜带和钢带，并以以下步骤顺序进行处理：

A.将钢带酸洗，并将酸洗后的钢带刷光；酸洗是采用10wt％盐酸，温度60℃，酸洗时间2分钟。

B.将铜带清洗；使用中性脱脂剂C₉H₁₉C₆H₅O(CH₂CH₂O)₁₀H，清洗温度约60℃，先进行开卷，然后用脱脂剂C₉H₁₉C₆H₅O(CH₂CH₂O)₁₀H清洗，再清水冲洗并烘干，最后卷取；

C.将钢带和铜带进行CA复合；

D.将步骤C所得的复合物进行3次的冷粗和中间退火；

E.将步骤D所得的产物经精轧、清洗、分条、成品退火后制得。

一次中间退火：一般采用连续式光亮退火炉，根据材料、厚度以及要求的不同，退火温度一般为750～850℃，走带速度在2～3.5m/min。

二次中间退火：一般采用圆形光亮罩式退火炉，根据材料、厚度及卷重等的不同，退火温度为650～710℃，保温时间为5～10h。

实施例2

取相应的铜带和钢带，并以以下步骤顺序进行处理：

A.将钢带酸洗，并将酸洗后的钢带刷光；酸洗是采用8wt％盐酸，温度60℃，酸洗时间3分钟。

B.将铜带清洗；使用中性脱脂剂C₉H₁₉C₆H₅O(CH₂CH₂O)₁₀H，清洗温度约60℃，先进行开卷，然后用脱脂剂C₉H₁₉C₆H₅O(CH₂CH₂O)₁₀H清洗，再清水冲洗并烘干，最后卷取；

C.将钢带和铜带进行CA复合；

D.将步骤C所得的复合物进行4次的冷粗和中间退火；

E.将步骤D所得的产物经精轧、清洗、分条、成品退火后制得。

一次中间退火：一般采用连续式光亮退火炉，根据材料、厚度以及要求的不同，退火温度一般为750～850℃，走带速度在2～3.5m/min。

二次中间退火：一般采用圆形光亮罩式退火炉，根据材料、厚度及卷重等的不同，退火温度为650～710℃，保温时间为5～10h。

实施例3

取相应的铜带和钢带，并以以下步骤顺序进行处理：

A.将钢带酸洗，并将酸洗后的钢带刷光；酸洗是采用15wt％盐酸，温度60℃，酸洗时间5分钟。

B.将铜带清洗；使用中性脱脂剂C₉H₁₉C₆H₅O(CH₂CH₂O)₁₀H，清洗温度约60℃，先进行开卷，然后用脱脂剂清洗，再清水冲洗并烘干，最后卷取；

C.将钢带和铜带进行CA复合；

D.将步骤C所得的复合物进行5次的冷粗和中间退火；

E.将步骤D所得的产物经精轧、清洗、分条、成品退火后制得。

一次中间退火：一般采用连续式光亮退火炉，根据材料、厚度以及要求的不同，退火温度一般为750～850℃，走带速度在2～3.5m/min。

二次中间退火：一般采用圆形光亮罩式退火炉，根据材料、厚度及卷重等的不同，退火温度为650～710℃，保温时间为5～10h。

实施例4CA复合实施例

如图2所示，本发明所使用的设备采用可控气氛保护热复合技术。基材11经开卷机1开卷，并经校平机2校平；覆材4经覆材开卷机3开卷，然后以加热器5进行加热，并经纠偏装置6进行纠偏，然后进入加热气氛保护室7，并在热复合轧机8进行CA复合，然后在冷却气氛保护室9中进行冷却，最后进行以卷取机10进行卷收。

待复合的原材料带材经表面预处理，去除其表面氧化层。在还原性气氛保护下对带材进行在线加热至材料熔点60％左右的温度，进入复合轧机进行轧制，经水冷却后收卷，成为后续冷轧加工的原料。

带钢采用电阻加热法进行加热，电阻法加热具有加热效率高(η＝90％)、温度在横截面方向均匀等优点。铜带由于厚度薄不需要加热(铜层较厚时也可采用钢带加热方式加热)。高电位和低电位装置将加热电流导入钢带。

带材经过纠偏装置和导位装置，保证复合顺利进行，并减小它们之间错边量使之在允许范围内变化。

在复合轧机入口段设有保护气氛室，气氛室内充满氢氮混合气，保护高温带材不发生氧化。

由于3层带材发生错层现象不可避免，为保证钢带整个宽度上复有铜带，铜带原料比钢带宽10～15mm，复合轧机出口，人工收集铜带多余的边料。随着操作技能的熟练，铜带放宽量可以减小。

从复合轧机出来的高温复合带在冷却室喷水冷却。

所得的硬态或半硬态薄覆铜钢带产品具有如表1所述的性能：

表1实施例1～4的性能表

以上对本发明所提供的硬态或半硬态薄覆铜钢带及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。