一种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带及其生产方法
【专利摘要】一种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带，其组分及wt%为：C：0.05~0.10%，Mn：0.30~1.00%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.030~0.060%，V：0.040~0.070%，Als：0.050~0.080%；生产步骤：冶炼并连铸成坯及常规对铸坯加热；热轧；常规酸洗；冷轧；常规脱脂；制带。本发明产品厚度为0.5mm，抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于8次(R=5mm)，产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为3~4μm、具有美丽光泽的Zn-Sn复合镀层，置于室内大气环境中，比发蓝及涂漆捆带耐腐蚀仅为最高不超过二个月，提高至510天不发生明显锈蚀，完全满足精密电子元件打捆包装的需要。且捆带表面硬度较低，相对较软，对精密电子元件的损伤几乎无。
【专利说明】-种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带及其生产方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种精密电子元件打捆用Zn-Sn 复合镀层捆带及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 精密电子元件由于重量轻、表面精度高，在打捆和存放时需特别注意。目前，一般 采用发蓝及涂漆捆带捆带。由于发蓝及涂漆捆带捆带表面粗糙度高、耐蚀能力差，在捆包中 易损伤要包装物件表面导致不合格，而且易引起断带，导致精密电子元件发生散落及损坏； 且包装观档次低，难以满足包装市场的发展需求。
[0003] 经检索： 申请号为201410078127. 5的中国专利公开了一种抗拉强度> 980 MPa的热镀锌捆带 及其生产方法。原料钢种采用如下设计：C :0. 25?0. 35%，Mn :0. 8(Tl. 60%，Si :彡0. 010%，P : 彡 0· 010%，S :彡 0· 010%，Ti :0· 030?0· 050%，Als :0· 030?0· 060%。产品的抗拉强度不低于 980 MPa，延伸率不低于10%，耐蚀性能良好。但是，由于原料钢种中C含量较高，影响Ζη层 的附着力。同时，Ζη层的表面硬度较高，不适宜捆扎精密电子元件。本发明中，由于C含量 远远低于该文献，可以保证Ζη层的附着力，从而提高复合镀层的稳定性。同时，热镀Ζη后 再热镀Sn，可以进一步增强捆带的耐蚀性能，并且降低镀层的表面硬度，减少对精密电子元 件的损伤。此外，Sn层增加了光泽度，提升了捆带的外观美感。
[0004] 申请号为201410281981. 1的中国专利文献，公开了一种抗拉强度彡950 MPa的Zn-Al复合镀层捆带及其生产方法。原料钢种采用如下设计：C :0.06~0. 16%， Μη ：0. 40^1. 00%, Si ： ^ 0. 010%, P ： ^ 0. 010%, S ： ^0. 010%, Nb ：0. 040^0. 060%, V ： 0· 030?0· 050%，Ti :0· 050?0· 070%，Als :0· 055?0· 080%。产品的抗拉强度不低于 950 MPa,延 伸率不低于10%，耐蚀性能良好。但是，由于产品表面形成了一层钝化的A1203氧化膜，膜层 硬度较高，摩擦力较大，会损伤精密电子元件表面。本发明中，热镀Ζη后再热镀Sn，可以进 一步增强捆带的耐蚀性能，并且降低镀层的表面硬度，减少对精密电子元件的损伤。此外， Sn层增加了光泽度，提升了捆带的外观美感。
[0005] 就Zn-Sn复合镀层捆带的生产工艺来说，可能有"电镀Ζη-电镀Sn"、"热镀Ζη-电 镀Sn"、"电镀Ζη-热镀Sn"、"热镀Ζη-热镀Sn"四种选择。由于电镀Sn主要是在强酸性 溶液中进行，那么，前面无论是电镀Zn，还是热镀Zn，生成的Ζη层在电镀液里很容易和强酸 发生化学反应，引起Ζη层的快速腐蚀，从而影响后续的镀Sn。因此，"电镀Ζη-电镀Sn"和 "热镀Ζη-电镀Sn"工艺难以保证复合镀层的稳定性和耐蚀性能。"电镀Ζη-热镀Sn"工艺 可以保证复合镀层的稳定性和耐蚀性能。但是，由于电镀Ζη-般在2(T30 ° C下进行，热 镀Sn-般在32(T380 ° C下进行，温度都不是很高，通过工艺调节产品力学性能的余地有 限。因此，产品性能可能会受到一定影响。相对而言，"热镀Ζη-热镀Sn"工艺则可以一举 两得。一方面，捆带热镀Ζη后，Ζη层在熔融的Sn液里，不会发生明显的腐蚀，可以保证复 合镀层的稳定性和耐蚀性能；另一方面，热镀Zn-般在44(T500 ° C下进行，可以起到明 显的降低应力作用，再结合后续的热镀Sn，调节产品力学性能的余地较大。
【发明内容】
[0006] 本发明针对精密电子元件打捆包装的需要，提供一种在保证抗拉强度> 950 MPa 下，使至少一年半在钢板表面不会产生明显的锈蚀，对所包装物体表面无损伤的精密电子 元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带及生其产方法。
[0007] 本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，经过优化选择，采用添加适 量合金元素 Nb和V的原料钢种及热镀Zn+热镀Sn工艺进行生产。这里，钢种中添加少量 的Nb和V，提高产品的强度，平衡塑性和韧性，并提高钢的焊接性能。另一方面，采用热镀 Zn+热镀Sn工艺，既提高了复合镀层的稳定性和耐蚀性能，又保证了产品的力学性能。
[0008] 实现上述目的的措施： 一种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带，其组分及重量百分比为：C: 0. 05^0. 10%, Μη ：0. 30^1. 00%, Si 0. 010%, P 0. 010%, S 0. 010%, Nb ：0. 030^0. 060%, V :0. 04(Γ〇. 070%，Als :0. 05(Γ〇. 080%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。
[0009] 生产一种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带的方法，其步骤： 1) 冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热； 2) 进行热轧： A、进行粗轧，控制粗轧轧制温度为107(Tll30 ° C; Β、进行精轧，控制精轧轧制温度为98(Tl050 ° C; C、进行卷取，控制卷取温度为62(T650 ° C;卷取后，热轧钢板厚度控制为2. 5±0. 1 mm ； 3) 进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮； 4) 进行冷轧，采用9道次反复轧制，控制总压下率为78~82%，乳制结束后，冷轧钢板厚 度控制为〇· 50±0· 01 mm ; 5) 进行常规脱脂，使钢板表面无油污； 6) 进行制带： A、 冷轧钢板开卷后进行分条并去除毛刺，控制钢带运行速度为2(T30 m/min ; B、 进行热镀Zn，控制其温度为44(T480 ° C; C、 进行风冷，冷却至室温； D、 进行水洗，并烘干至钢带表面无水珠； E、 进行热镀Sn，控制其温度为32(T360 ° C; F、 再次进行风冷，冷却至室温； G、 再次进行水洗，并烘干至钢带表面无水珠； Η、进行卷取。
[0010] 本发明中各元素及主要工序的作用： 本发明中，成分方面主要是通过控制C和Μη的含量，以保证复合镀层的稳定性和产品 的耐蚀性能，降低脆性；控制Si的含量以保证产品的表面质量；严格控制Ρ和S的含量以提 高钢的纯净度，降低发生脆断的可能性；加入一定量的Nb和V，提高产品的强度，平衡塑性 和韧性，并改善产品的焊接性能；加入适量的Als作为脱氧剂来细化晶粒。
[0011] 具体如下： 碳：碳（C)是影响捆带力学性能的重要元素，C含量高于0. 10%，捆带的强度和硬度也越 高，但脆性也随之增加，同时复合镀层的稳定性和耐蚀性能也会下降。C含量低于0. 05%，又 很难保证产品的强度和硬度。因此，在本发明中，C含量要求控制在0. 05、. 10%。
[0012] 锰：猛（Μη)是钢中的有益元素，作为脱氧剂，可以有效去除钢液中的氧。同时，通 过与钢液中的硫结合形成硫化锰，很大程度上消除了硫在钢中的有害影响。但Μη含量高于 1. 00%，将降低捆带的塑性和韧性，且导致生产成本上升。Μη含量低于0. 30%，脱氧和除硫的 效果变得不佳。因此，在本发明中，Μη含量要求控制在0. 3(Tl. 00%。
[0013] 硅：硅（Si)也是钢中的有益元素，具有很强的固溶强化作用，能提高捆带的强度 和硬度。但Si含量太高，将使捆带的塑性和韧性显著下降，同时严重影响产品表面质量。Si 含量太低，将削弱强化作用，影响产品的强度和硬度。因此，在本发明中，Si含量要求控制 在彡 0· 010%。
[0014] 磷：磷（P)是钢中的有害元素，容易引起严重的偏析，降低捆带的韧性，导致发生 脆断。此外，过高的P含量将显著降低捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明 中，P含量要求控制在彡0. 010%。
[0015] 硫：硫⑶是钢中的有害元素，容易引起热脆，降低捆带的韧性，并严重削弱捆带 的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，S含量要求控制在< 0. 010%。
[0016] 铌和钒：铌（Nb)和钒（V)作为合金元素，可以提高产品的强度，平衡塑性和韧性， 并改善产品的焊接性能。含量分别低于〇. 030%和0. 040%，起不到应有的作用。含量分别高 于0. 060%和0. 070%，则会造成生产成本大大增加，并且恶化钢板性能。因此，在本发明中， Nb含量要求控制在0. 03(Γ〇. 060%，V含量要求控制在0. 04(Γ〇. 070%。
[0017] 铝：铝（Α1)是钢中的有益元素，作为脱氧剂可以细化晶粒，改善捆带的韧性。因 此，在本发明中，Α1含量要求控制在0. 05(Γ〇. 080%。
[0018] 冷轧工序 热轧酸洗卷分切后采用9道次反复轧制，控制总压下率为78~82%，冷轧至厚度为 0.50±0. 01 mm。冷轧结束后，进行脱脂处理。之所以采用9道次，是因为在原料中含有Nb 和V等合金元素的情况下，适当增加轧制道次，减少道次压下率，既可以保证原料的力学性 能，也有利于降低轧制难度，保护轧制设备。同时，还可以增加冷轧原料的光洁度，有利于提 高复合镀层的稳定性。
[0019] 制带工序 脱脂冷轧原料在进行分条、去毛刺后，先后进行热镀Zn和热镀Sn处理。这里，热镀Zn 温度为44(T480 ° C，热镀Sn温度为32(T360 ° C，分别通过气刀和刮刀控制Zn层和Sn 层厚度。捆带运行速度为20~30 m/min。之所以采用热镀Zn+热镀Sn工艺，一方面，捆带热 镀Zn后，Zn层在熔融的Sn液里，不会发生明显的腐蚀，可以保证复合镀层的稳定性和耐蚀 性能；另一方面，热镀Zn可以起到明显的降低应力作用，再结合后续的热镀Sn，调节产品力 学性能的余地较大。
[0020] 与现有普通捆带相比，本发明中，产品的厚度为0.5 mm，抗拉强度不低于1000 MPa,延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于8次（R=5 mm),产品表面生成了一层均勻致 密、附着力强、厚度为:Γ4 Mm、具有美丽光泽的Zn-Sn复合镀层，置于室内大气环境中，比发 蓝及涂漆捆带耐腐蚀仅为最高不超过二个月，提高至510天不发生明显锈蚀，完全满足精 密电子元件打捆包装的需要。且捆带表面硬度较低，相对较软，对精密电子元件的损伤几乎 无，Sn层具有美丽的光泽，可以大幅提升产品的外观美感。
【具体实施方式】
[0021] 下面对本发明予以详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表； 表2为本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数列表； 表3为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及产品性能列表； 表4为本发明各实施例及对比例的耐蚀性能列表。
[0022] 本发明各实施例按照以下步骤生产： 1) 冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热； 2) 进行热轧： A、进行粗轧，控制粗轧轧制温度为107(Tll30 ° C; Β、进行精轧，控制精轧轧制温度为98(Tl050 ° C; C、进行卷取，控制卷取温度为62(T650 ° C;卷取后，热轧钢板厚度控制为2. 5±0. 1 mm ； 3) 进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮； 4) 进行冷轧，采用9道次反复轧制，控制总压下率为78~82%，乳制结束后，冷轧钢板厚 度控制为〇· 50±0· 01 mm ; 5) 进行常规脱脂，使钢板表面无油污； 6) 进行制带： A、 冷轧钢板开卷后进行分条并去除毛刺，控制钢带运行速度为2(T30 m/min ; B、 进行热镀Zn，控制其温度为44(T480 ° C; C、 进行风冷，冷却至室温； D、 进行水洗，并烘干至钢带表面无水珠； E、 进行热镀Sn，控制其温度为32(T360 ° C; F、 再次进行风冷，冷却至室温； G、 再次进行水洗，并烘干至钢带表面无水珠； Η、进行卷取。
[0023] 表1本发明各实施例及对比例的化学成分（wt%)
【权利要求】
1. 一种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带，其组分及重量百分比为：C: 0. 05^0. 10%, Μη ：0. 30^1. 00%, Si 0. 010%, P 0. 010%, S 0. 010%, Nb ：0. 030^0. 060%, V :0. 04(Γ〇. 070%，Als :0. 05(Γ〇. 080%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。
2. 生产权利要求1所述的一种精密电子元件打捆用Zn-Sn复合镀层捆带的方法，其步 骤： 1) 冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热； 2) 进行热轧： A、进行粗轧，控制粗轧轧制温度为107(Tll30 ° C; Β、进行精轧，控制精轧轧制温度为98(Tl050 ° C; C、进行卷取，控制卷取温度为62(T650 ° C;卷取后，热轧钢板厚度控制为2. 5±0. 1 mm ； 3) 进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮； 4) 进行冷轧，采用9道次反复轧制，控制总压下率为78~82%，乳制结束后，冷轧钢板厚 度控制为〇· 50±0· 01 mm ; 5) 进行常规脱脂，使钢板表面无油污； 6) 进行制带： A、 冷轧钢板开卷后进行分条并去除毛刺，控制钢带运行速度为2(T30 m/min ; B、 进行热镀Zn，控制其温度为44(T480 ° C; C、 进行风冷，冷却至室温； D、 进行水洗，并烘干至钢带表面无水珠； E、 进行热镀Sn，控制其温度为32(T360 ° C; F、 再次进行风冷，冷却至室温； G、 再次进行水洗，并烘干至钢带表面无水珠； Η、进行卷取。
【文档编号】C23C2/06GK104120340SQ201410357982
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】黄菲, 陶军晖, 张兆丽, 何振华, 吴远东, 王丹 申请人:武汉钢铁(集团)公司