涂覆金属涂层的不锈钢带制造技术

本发明专利技术提供一种具有涂层的高强度不锈钢带（２）产品，所述的钢带的一侧或两侧涂覆有致密且均匀分布的金属涂层（１、３）。所述的涂层基本由纯的金、铜、镍、钴、钼、银、锡或钨或由这些金属中至少两种的合金组成，所述涂层的厚度优选的为至多１５微米，所述涂层厚度的公差至多为涂层厚度的＋／－３０％，钢带基体的铬含量至少为１０％，由于涂层良好的附着性，因此通过抗拉测试中钢带能够被单轴拉断而不会出现涂层的剥落、脱落或类似现象。金属涂层的钢带产品适合用于承担负载和必须能够在输送电流到接触表面时不会在表面之间的接触面产生电流传导率下降的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在卷对卷(roll-to-roll)工序中制造具有金属涂层的钢带产品的方法，特别是适合制造高强度不锈钢产品的有涂层的金属基体材料的制造方法。这通过对金属带涂覆导电涂层来实现，如权利要求1所述。
技术介绍
在许多例如电话、遥控器、计算机等的电子设备中，为了不同的功能使用了弹簧和其他形状的金属部件。因此，为了电磁屏蔽(EMS)的目的，在屏蔽盒的可除去部分中，弹簧用在被称为“金属弹簧弹片(finger stocks)”的衬垫内。在多数此类产品中，目前存在对材料的几种不同的需求。对于弹簧，这种需求通常与力学特性有关，例如承载力、松弛强度和抗疲劳强度。然而，如先前通常提及的，材料必须能够成形为所需形状而不出现任何裂化。此外，在本领域内的持续小型化趋势也提高了对电子设备的组件和零件的严格几何公差的需求。除上述以外，有时这些部件和零件的良好限定的电性能特征是至关重要的。这可涉及与设备内接触面的电导率和接触电阻率等有关的特殊性能。通常，当出现此类需求后，选择的解决方案是选择传导材料，比如铜或铜合金，或可选的在钢上涂上导电涂层。铜和铜合金通常具有的特性为良好的电导率和优秀的可成形性，但是大多数铜和铜合金具有低机械强度，这意味着它们不适用于在高度受压下的应用，例如用作弹簧。铜和铍的合金可以硬化到具有高达约1400MPa的抗拉强度，但是这个抗拉强度级别限制了弹簧应用中实现的弹簧力、松弛强度和疲劳强度。此外，铍为有毒金属，出于健康的考虑在制造和使用中具有限制。最后，铜一铍合金比较贵重，因此，许多应用中要求廉价的产品。可以通过不同的方法实现涂覆，这些方法可以分为机械方法和化学方法。也可以细分为高温和低温方法。例如，机械方法可以为金属包层法，高温方法为喷涂或涂刷等。在本文中，采用辊轧接合代表金属包层法，即，通过辊轧接合工艺将两种(或更多)不同的材料接合，所述辊轧接合相对简单并且可以通过不同的基体和涂层组合来进行。然而，金属包层法具有一些技术性的不足，这些不足与厚度公差和涂层的不良附着性有关。这经常需要在接合后进行热处理以得到涂层间的扩散区。如果一个(或几个)涂层为不锈钢，由于不锈钢表面的钝化膜，将更加难以得到良好的附着性。此外，辊轧接合为低速处理过程，并受限于基体和涂层的可能组合。同样存在许多基于喷涂方法的不同的沉积技术，其具有不同的名称，例如热喷涂技术、高速火焰喷涂技术(HVOF)、等离子喷涂技术、燃烧化学汽相沉积技术(CCVD)等；然而其根本方法是相同的。涂层被喷涂到基体上，涂层材料以任一的杆状、线状、块状、粉状材料，液态或气态的形式，被充入喷嘴或“火焰”内。喷涂技术最通常用于涂覆小零件，并不适合卷对卷涂覆，并对紧公差和高生产率存在很高的要求。另一种在基体上进行涂覆的方法是将产品浸入金属熔液的热浸方式。热浸通常利用低熔点金属涂覆，比如锌等。为涂覆高熔点的金属，比如镍和铜，金属熔液的温度过高，对基体产生不利的影响。此外，难以在此类金属熔液中进行精确的处理控制以允许涂层厚度的紧公差。电镀技术是一种电化学加工，其中，通过在含有溶解的金属离子和待镀金属物体的溶液中导入电流来实现涂覆。金属基体作为电化电池的阴极，从溶液中吸附金属离子。铁或非铁的金属基体被镀上各种的金属，包括铝、黄铜、青铜、镉、铜、铬、铁、铅、镍、锡和锌，以及贵金属，如金、铂和银。由于基体在处理过程中作为阴极并吸附溶液中的离子，对于扁平的产品将难以获得均匀的涂层分布。电流密度的局部差别将导致沉积速率不均。众所周知的问题是“狗骨”效应，这意味着涂层的厚度通常朝向涂覆带的边缘变厚。此外，这种方法的特征在于，由于涉及电解液和废水处理，对环境容易产生污染。如果需要单面涂覆，电化学方法和浸渍方法也具有不利之处，在涂覆之前不需要涂覆的表面需要以某种方式被遮盖。涂覆处理结束后需要移除遮盖物。还有一些能够用于沉积金属的汽相沉积方法。多数方法为分批处理，但是也具有一些持续处理方法。WO98/08986中公布了一个卷对卷工艺卷对卷方法的示例，其利用电子束沉积，描述了制造铁素体FeCrAl不锈钢带的方法，通过卷对卷工艺卷对卷方法处理中使基体材料上涂覆铝涂层。然而，这个专利申请中描述的是适合高温腐蚀性环境的产品的最佳方法，因此需要材料具有良好的高温强度和高温耐腐蚀性，即耐氧化性。此外，这个专利申请建议在温度为950-1150摄氏度进行与涂覆有关的均质化退火，以使铝能够均匀分布在铁素体上。这意味这这个示例中的最终产品不是表面上具有铝涂层的涂覆产品。因此，这更是一种合金元素均匀分布的FeCrAl带材，其中也包括铝。此外，这意味着其对不含氧化物的接触面和涂层的良好附着性没有特殊的要求。因此，这些传统的方法都具有不同的不足，这意味着存在对开发一种整合了良好的机械特性、优秀的导电特性和小的几何公差的新产品的需求。基于批量生产的全部处理过程总会提高生产成本，因此采取卷对卷工艺处理降低生产成本是关键的。因此，本专利技术的首要目的是提供一种挠性金属产品，该产品具有特定的物理和机械特性，适合进一步处理，例如但不限于冲切、弯曲、钻孔及热处理等。然而本专利技术的另一目的是提供一种挠性条带产品，用于弹簧或其他产品，其需要良好的电导率，由单层或多层金属条带制成，所述条带成本低廉并通过卷对卷工艺生产。通过制造带有涂层的钢产品，所述钢产品具有根据权利要求1的特征条款的特性，这些和其他目的已经以令人惊讶的方式达到。进一步优选的实施例在附属权利要求中被限定。
技术实现思路
因此，通过在作为基体的不锈金属带的上部施加一个或多个薄的、连续的、均匀的导电金属层实现上述目的和进一步优势，所述导电金属例如为镍、银、锡、钼、铜、钨金或钴。涂覆可以可在基体带的一侧或两侧上进行。金属层应当是致密和平滑的并具有良好的附着性，以允许进一步处理而没有剥落、脱落的风险。最终产品的形式是具有一个或两个导电表面的高强度带钢，适合用于电子设备中，在电磁屏蔽的衬垫内，或用于其他目的，其中在根据本专利技术的产品和接触点之间的接触面具有低接触电阻的高强度材料即是所要求的材料。通过先前所知的电子束蒸发方法，在卷对卷工艺中沉积涂层，涂层为优选的低于15微米厚度的均匀分布涂层。基体材料是铬含量(重量)高于10％和条带厚度通常低于3毫米的不锈钢。基体材料应该至少具有1000MPa的抗拉强度，这可以通过冷变形或热处理完成，热处理例如为高温硬化或低温析出硬化。最初的步骤中，卷对卷工艺也可以包括蚀刻反应室，以去除通常在不锈钢上出现的氧化层。附图说明图1示出了本专利技术的第一实施例的示意性截面图，即，在一个或两个表面涂有导电涂层1、3的基体带2。如果基体在两个表面都有涂层，则涂层可具有同样的成分，或者如果需要可具有不同的成分。两个表面的涂层厚度也可以相同或不同。图2示出了本专利技术的第二实施例的示意性截面图，即基体带2在一个或两个表面上涂有多个涂层(分别为涂层1、3、4和5、6)。图3示出了用于制造根据本专利技术的具有涂层的金属带材料的生产线的示意图。具体实施例方式最终产品，形式为具有金属涂层的条带材料，适合用于承载部件，并在接触面具有低接触电阻。这种应用的实施例为连接器和开关。通过在弹簧上施加一定的推力，弹簧将与表面相接触并闭合电路。在传送电流的接触点，低接触电阻是重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被涂覆的不锈钢带产品，所述的钢带的一侧或两侧具有致密和均匀分布的涂层，其特征在于，所述的涂层基本由金属金、铜、镍、钼、钴、银、锡或钨中的一种或多种组成，所述涂层的厚度优选为至多１５微米，所述涂层的公差至多为涂层厚度的＋／－３０％，钢带基体的铬含量至少为１０％，涂层具有如此良好的附着性，从而在抗拉测试中被涂覆的钢带能够被单轴向的拉断，而不会出现任何的剥落、脱落等趋势。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈坎霍姆伯格，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[]