柔性产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法及制得的基材及应用技术

本发明专利技术公开了一种柔性产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法及制得的基材及应用，采用厚度为０．８～１ｍｍ的冷轧至少为２Ｂ表面的ＡＩＳＩ３００系列不锈钢带为原料，经二十辊轧制、脱脂、光亮退火、二十辊轧机二次冷轧、脱脂、光亮退火、张力矫直、纵切／横切、检验、包装等工序得到超薄不锈钢基材。该超薄不锈钢基材具有晶粒度５－６级，内应力分布均匀，厚度偏差±０．００２，厚度０．０３～０．２ｍｍ，表面粗糙度Ｒａ２０ｎｍ～Ｒａ５００ｎｍ，表面平整度１－２?Ｉ－Ｕｎｉｔ，屈服强度小于２００ＭＰａ。该超薄不锈钢基材用于柔性太阳能电池及柔性显示产品中。本发明专利技术生产方法简单易行，成本低，产品质量高，生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超薄不锈钢基材的精密成型方法，具体地说是一种柔性太阳能电 池及柔性显示产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法及制得的基材及基材的应用。
技术介绍
柔性衬底薄膜太阳电池是指在柔性材料(如不锈钢、聚酯膜)上制作的电池，与平 板式晶体硅、玻璃衬底的非晶硅薄膜太阳能电池等硬衬底电池相比，其最大的特点是重量 轻、可折叠和不易破碎，且具有极好的柔软性，可以任意卷曲、裁剪、粘贴，既使弯成很小的 半径，作数百次卷曲，电池性能也不会发生变化。由于薄膜太阳能电池与薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)具有类似的叠层结构，目前美国、欧洲、日本等世界柔性衬底薄膜太 阳能电池主要生产商均基于TFT-LCD中用于生产薄膜晶体管的设备，采用自动化的卷对卷 (Roll to roll，简称R2R)工艺，来生产柔性薄膜硅太阳电池。采用R2R技术来制备大面 积柔性衬底非晶硅太阳电池，便于大面积连续生产，降低成本的潜力很大，具有很强的竞争 力。柔性显示器具有轻薄、耐冲击及可弯曲特性，使显示器的设计不再局限于平面 化，还提供了多元的外型与设计，而轻薄、耐冲击的特性，则适用于移动电话、PDA或笔记本 电脑等便携式产品。除此之外，开发柔性显示器另一重要因素在于其工艺可能由片对片 (Sheet-to-Sheet)转换成R2R，在柔性基材上制作薄膜晶体管(TFT)组，更符合成本效益的 连续性生产，对大批量产品极具经济价值。结合与纸张性质相似的质量及机械性质上的优 点与数字电子媒体可更新信息的特性，再加上制造成本的优势，可弯曲式柔性显示器在近 年内极有可能替换目前的平面显示器。与薄膜太阳能电池的情况类似，目前的柔性显示器 基板主要有薄玻璃、金属薄片和聚酯膜基板三种。柔性薄膜太阳能电池以及柔性显示产品的技术发展对柔性基板材料的选择提出 了更高的要求。相比于其它基板材料，不锈钢箔材因为具备耐高温制程、具备阻水阻氧的功 能、具备R2R的制程可能性、机械强度高、成本低廉与取得方便、热系数匹配、可高温沉积获 得高质量的硅薄膜等一系列优异的性能，成为当前柔性太阳能电池和柔性显示器的最广泛 选用的基板材料。柔性光伏与电子器件所用不锈钢箔基材属于精密不锈钢箔，其厚度不同于常规的 不锈钢薄板，一般< 0. 2mm，具有品质要求严格，技术含量高。研究发现基板材料的表面粗 糙度、表面形貌、厚度及其偏差控制、内应力水平和基板屈服强度等力学性能对基板材料的 R2R工艺适应性以及最终的柔性太阳能电池和柔性显示器件的使用性能都具有重要影响。不锈钢箔带材冷加工以后，微观上滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产 生畸变。畸变量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使金属变形抗力和强度、 硬度等随变形程度而增加，塑性指标伸长率、断面收缩率降低。普通冷轧精密不锈钢箔带材 不符合柔性太阳能电池及柔性显示产品用超薄不锈钢基材的使用性能要求。目前国内外尚无柔性太阳能电池和柔性显示系统基板材料专用精密不锈钢箔的产品报道。仅有中国专利技术专利200810156842. 0介绍了 一种采用十四辊冷轧机组，通过三 次轧制、三次退火生产柔性薄膜太阳能电池用不锈钢带的方法。该十四辊轧制方法生产周 期长，且该专利技术所涉及不锈钢箔的表面质量不明，其柔性太阳能电池和柔性显示系统的R2R 制程的工艺适应性不确。
技术实现思路
为了克服现有精密不锈钢箔带材不能充分满足柔性太阳能电池和柔性显示系统 基板材料各方面性能的需要的问题，本专利技术的目的是提供一种柔性产品用超薄不锈钢基材 的精密成型方法及制得的基材及应用，该成型方法简单易行，成本低，效率高。且制得的超 薄不锈钢基材综合性能优越，充分满足柔性太阳能电池和柔性显示系统基板材料各方面性 能的需要。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种柔性产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法，其特征在于该精密成型方法通 过两次二十辊轧机轧制得到柔性产品用超薄不锈钢基材，具体步骤如下1)原料准备，采用厚度为0.8 Imm的冷轧至少为2B表面的AISI300系列不锈钢 带为原料；2)将原料进行二十辊轧机一次冷轧轧制，得到初轧板材；3)将初轧板材进行第一次脱脂；4)将第一次脱脂后的初轧板材进行第一次光亮退火；5)将第一次光亮退火后的初轧板材进行二十辊轧机二次冷轧轧制，得到超薄不锈 钢板材；6)将得到的超薄不锈钢板材进行第二次脱脂；7)将第二次脱脂后的薄板材进行第二次光亮退火；8)将第二次光亮退火后的超薄不锈钢板材进行张力矫直、纵切/横切、检验、包装 入库，得到柔性产品用超薄不锈钢基材成品。本专利技术步骤5)中，二十辊轧机的工作辊表面粗糙度控制在RaO. 02 0. 50 μ m, 二十辊轧机二次冷轧道次变形率40 70%。步骤4)中，第一次光亮退火温度为1040°C 1080°C，保温时间10 30分钟，还 原气氛保护，快速冷却。步骤7)中，第二次光亮退火温度为1040°C 1080°C，保温时间5 10分钟，还原 气氛保护，快速冷却，组织发生完全再结晶，且晶粒大小较均勻，退火软化效果最佳。一种柔性产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法制得的基材，其特征在于超薄 不锈钢基材晶粒度5-6级，内应力分布均勻，厚度偏差士 0. 002，厚度0. 03 0. 2mm,表面粗 糙度Ra20nm Ra500nm，表面平整度l_2I_Unit，屈服强度小于200MPa。一种柔性产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法制得的基材在柔性太阳能电池 及柔性显示产品中的应用。由于不锈钢加工硬化剧烈，难于轧制，采用小直径工作辊和大张力的多辊可逆轧 机是不锈带钢冷轧的显著特点。本专利技术采用国际最先进的森吉米尔二十辊轧机，具有足够 刚度的森吉米尔整体式机架，并配备ABB板型测量和控制系统，并与AGC系统通过PLC技术充分结合，提供最佳全套轧机控制系统，能轧制高硬度、超薄型精密带钢。与现有技术相比，本专利技术生产方法简单易行，成本低，效率高。得到的超薄不锈钢 基材综合性能优越，充分满足柔性太阳能电池和柔性显示系统基板材料各方面性能的需要。附图说明附图是柔性超薄不锈钢基板生产工艺流程图。具体实施例方式实施例1采用厚度为0. 8mm的冷轧2B表面的AISI304不锈钢带为原料，经二十辊轧机一次 冷轧轧制、第一次脱脂、第一次光亮退火、二十辊轧机二次冷轧、第二次脱脂、第二次光亮退 火、张力矫直、纵切/横切、检验、包装入库等工序，得到柔性产品用超薄不锈钢基材成品。 其中二十辊轧机二次冷轧中的工作辊表面粗糙度为RaO. 50 u m，道次变形率40%;第一次光 亮退火温度为1080°C，保温时间15分钟，还原气氛保护，快速冷却；第二次光亮退火温度为 1060°C，保温时间10分钟，还原气氛保护，快速冷却。所制得的柔性产品用超薄不锈钢基材 晶粒度为5级，内应力分布均勻，厚度偏差士0. 002，厚度0. 05mm，表面粗糙度Ra500nm，表面 平整度21-Unit，屈服强度197MPa。所制得的柔性产品用超薄不锈钢基材在柔性太阳能电池及柔性显示产品中的应用。实施例2采用厚度为1mm的冷轧2B表面的AISI316不锈钢带为原料，经二十辊轧机一次 冷轧轧制、第一次脱脂、第一次光亮退火、二十辊轧机二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性产品用超薄不锈钢基材的精密成型方法，其特征在于该精密成型方法通过两次二十辊轧机轧制得到柔性产品用超薄不锈钢基材，具体步骤如下：１）原料准备，采用厚度为０．８～１ｍｍ的冷轧至少为２Ｂ表面的ＡＩＳＩ３００系列不锈钢带为原料；２）将原料进行二十辊轧机一次冷轧轧制，得到初轧板材；３）将初轧板材进行第一次脱脂；４）将第一次脱脂后的初轧板材进行第一次光亮退火；５）将第一次光亮退火后的初轧板材进行二十辊轧机二次冷轧轧制，得到超薄不锈钢板材；６）将得到的超薄不锈钢板材进行第二次脱脂；７）将第二次脱脂后的薄板材进行第二次光亮退火；８）将第二次光亮退火后的超薄不锈钢板材进行张力矫直、纵切／横切、检验、包装入库，得到柔性产品用超薄不锈钢基材成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建平，陶杰，汪涛，柏继华，
申请(专利权)人：江苏呈飞精密合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]