轻触开关用超薄超硬高弹性精密冷轧不锈钢带的生产方法

余叙斌

这是一种轻触开关专用超薄超硬高弹性精密冷軋不锈钢带的特殊生产方式。具体来说就是生产手机、电脑等电子产品上面的轻触开关用不锈钢钢带，钢带厚度0.03-0.08mm，具有体积小、寿命长、按压舒服、不影响外观等一系列优点。此材料的基本要求：

1、厚度公差精度高，严格控制在+/-0.003mm；

2、硬度很高且范围窄，如HV520-550或者HV550-590，是SUS301材质所能达到的最上限了。

3、按压次数不能低于100万次，否则影响手机等电子产品的使用寿命；

4、CK（Click Ration）：（peak Force-Low Force）/peak Force*100% 55%；

5、PK（Compression peak Force，力度）稳定在160-180克力（gf），手感统一。

针对此材料要求制定如下生产工艺（以用量最大的0.06mm厚度为例）：

（1）选料

选用0.7-1.0mm厚度的太钢301B坯料，选择其中的抗拉强度达到900N/mm2以上HV200以上的材料待用；

（2）一次轧制

为保证成品公差必须使用二十辊精密轧机冷轧，轧制张力控制在250-600N/mm2，特别是前2道次，轧制张力必须严格控制在250 N/mm2，轧制速度在120-180m/min，后2道次张力可控制在400-600 N/mm2，轧制速度300m/min，将坯料粗轧至0.34-0.35mm，厚度控制在-0.01mm，道次分配0.7-0.53-0.45-0.38-0.35；

（3）一次清洗

将轧制好的半成品在脱脂清洗机组上以100m/min的速度脱除轧制时残留在钢带表面的轧制油，为退火作准备；如连退线包含清洗段，则可省略此工序；

（4）一次退火

将清洗好的钢带以9-12m/min的速度在温度为1100-1140℃光亮退火线上退火，其中的纯氢或氨分解气体一方面起保护作用，另一方面也作为冷却介质对钢带进行快速冷却；

（5）二次轧制

基本与一次轧制相同，最终轧制的半成品厚度按成品厚度不同控制在0.17-0.18mm之间，以确保成品钢带的性能，轧制张力与轧制速度参照一次轧制，轧制道次分配：0.35-0.28-0.225-0.18；

（6）二次清洗

与一次清洗工艺完全相同；

（7）二次退火

与一次退火工艺基本相同，退火速度控制在10-16m/min之间，尽量保证钢带表面清洁无杂物特别是退火炉内掉落的炉灰。如表面污染严重，则退火后必须再加一道清洗；

（8）三次轧制

首先是合理分配轧制道次，特别是第一道次要严格控制轧制变形量，同时必须严格控制轧制速度以确保轧后钢带温度不超过40℃，为达到成品钢带的高硬度高弹性性能做好准备。另外为了控制板型及厚度公差-0.003mm，必须做到轧制力与张力的合理匹配。还有为了确保成品钢带的表面粗糙度及光亮度，我们选择在最后两道次用抛光辊轧制，从而保证做到成品钢带细腻光滑，Ra0.15um以下，肉眼感官舒服。同时由于钢带极细腻光滑，在生产过程中必须注意钢带层间挫伤及层间滑出，。此时材料的轧制硬度应达到HV495-520或者HV520-550，低于此范围可能对成品性能有影响；道次分配：0.18-0.15-0.12-0.095-0.078-0.065-0.06；特别强调一下，本轧程的轧制速度、轧制张力以及道次的变形量不能随意改变，必须严格控制，否则性能的变化不可控制。

（9）三次清洗

将经过三次轧制的半成品钢带以50-80m/min的速度在脱脂清洗机组上进行清洗，确保钢带表面无油污及其它杂物；

（10）一次拉矫

将清洗后的半成品钢带在德国unger公司生产的二十三辊拉矫机上进行矫直，使钢带的不平度不超过1.0mm；

（11）低温、高温去应力退火

将经过拉矫的半成品钢带在罩式炉中以50℃/h的速度升温，达到180或者350℃左右保温10-25h，视成品钢带的使用条件及装炉量而定，必须有纯氢或氨分解气体作保护，同时罩式炉必须带强对流装置的，以确保钢带加热均匀组织稳定一致；同时确保钢带在随后的加工过程中不受加热等因素影响，这一点非常重要，它确保了手感的统一及疲劳寿命的高低。采用180℃低温去应力退火的钢带成品硬度在HV520-550，而采用350℃高温去应力退火的钢带成品硬度HV550-590。

（12）浸油或喷淋轧制油

将经过低温去应力退火的钢带长时间浸泡在稀薄的防锈油中，将经过高温去应力退火的钢带在轧机上重卷喷淋轧制油，待钢带全部浸润后取出。此工序看似简单但非常重要，不可或缺，它确保钢带在随后的加工、储存、使用过程中不生锈；

（13）四次清洗

将浸油或喷淋后的半成品钢带再次清洗，工艺与前相同，最终客户使用的钢带是无油防锈状态，不需要特别清洗；

（14）反拉矫

将去应力浸油清洗后的钢带在二十三辊拉矫机上进行反向拉矫，确保成品钢带的板型满足客户要求；

（15）分剪包装

按客户要求分剪包装入库。

本生产工艺有三个关键点：

1、第三次轧制也就是成品轧制，总轧制变形量必须保证，第一第二道次变形量必须控制，轧制速度必须严格限制在90M/min，这样才能达到轧制性能要求；

2、视成品性能确定去应力退火温度，尽量选择低温退火以防止加工过程生锈氧化；

3、防锈处理最好采用喷淋，这样一方面浸油均匀，另一方面系统带挤油辊辊挤渗透更均匀有效，再就是带张力重卷可以形成新的钝化膜。

本钢带采用上述生产工艺，低温去应力退火使材料性能提高HV10左右，高温去应力退火使材料性能提高HV30左右，表面粗糙度达到Ra0.2um以下，光亮细腻，通过后期的重卷或浸油恢复防锈性能，最终材料的硬度范围可以达到HV520-550或者HV550-590。

经本工艺生产的材料，内部硬度检测合格，表面粗糙度符合要求，抗拉强度及规定塑性延伸强度符合要求，疲劳次数经日本古河电器工业株式会社检测接近日本材料，抗拉强度与日本料相同。

本方法已申请发明专利，专利授权日：2015.6.1，专利号：ZL 2013 1 0186738.7。