高精度冷轧不锈钢带是指一种具有特定的理化性能尺寸及公差、平直度、粗糙度、表面质量、卷重等远优于国家标准的冷轧不锈钢带。高精度冷轧不锈钢带的材料主要用于电子、机电及航天、高端核工业等。
高精度冷轧不锈钢带是钢材中的精品,其附加值高,是目前钢材市场竞争中的热点。然而,我国目前的高精度冷轧钢带还主要依靠进口,并没有完全国产化。因此,大力发展我国高精度冷轧钢带,是当前钢材产品结构调整中的重中之重。
1 高精度冷轧钢带的应用
1.1 电子产品
A 彩色电视机
目前,我国彩色电视机整体引进装配线有数百条之多,总生产能力已在1500万台以上,是彩电生产大国。
彩电生产大量使用金属材料,其中高精度冷轧钢带占主要地位,基本分为:电子枪用不锈钢;玻壳屏蔽封接材料;管内其他冶金材料;管外冶金材料。
用于彩电的不锈钢高精度冷轧钢带主要用在3个部位:
(1)电子枪零件,有无磁、弹簧不锈钢,前者占95%。牌号有DCrl6M14、OCrl8Nil2等11个规格共20个((0.13~0.5)mmX(3.2—11.6)mm)。
(2)使用复合型热双金属片的彩管,用弹簧片与之配对,该定位弹簧片用Crl8Ni9系列不锈钢制作,规格有(0.13~1.0)mmX(6~54)mm。
(3)偏转线圈紧围带或磁芯紧固弹簧夹,采用SUS304、SUS301、CSP不锈钢(紧凑型带钢)制作;14″、22″彩电使用的规格为0.8mmX7mm、0.8mmX8mm、0.6mmX10mm。
与玻壳封接的金属材料有阳极帽和销钉两种。阳极帽材料牌号有426、427,规格有(0.3~0.5)mmX(33~200)mm共10种。销钉材料牌号为430Ti,由棒材冷锻或带材冷冲加工。带材规格为(0.75~0.8)mmX(42~42)mm共3种。
彩电彩管零件底板材料用热双金属片,有复合型及横拼型两种,其主动层、被动层分别为不锈钢和FeNi36、FeNi42,牌号有1468、CIY-(F)、YS,S,规格在(0.76~1.0)mmX(32~40)mm内,有4种以上。
C 录放机磁头
随着影视音像业的发展,录放音像磁头需求迅猛增长。1990年,全国磁头产量1.2亿只,其中80%出口日本、韩国、中国香港及东南亚地区。目前我国引进的生产线所使用的高精度冷轧钢带主要靠进口。制作磁头的高精度冷钢带有两类,一类为软磁合金,制作磁头的芯片、外壳、隔磁盘;另一类为不锈钢、制作磁头的支架、导带叉。
对磁头用金属材料的质量要求很高:(1)尺寸精度高,厚0.1~0.2mm的带,厚度偏差为±0.005mm;厚0.4~1.0mm的带,厚度偏差为±0.02mm。(2)板形要求高,侧弯小于2mm/m,波浪小于1mm/m。(3)带材卷重大,要求宽度重量大于1kg/mm。其中,芯片要求更高,除要求材料的直流性能外,还要求交流磁导率和环氧灌封装前后性能及较小的应力敏感性。
D 电子磁性器件
用于石英钟表制作方面的软磁合金一般采用IJ85、IJ50,1990年全国生产石英钟1000万台,石英表1500万只,需要高精度冷轧带150to近几年石英钟表用的高精度冷轧带有较大的增加。
用于漏电保护开关的磁性铁芯,除有的采用非晶材料外,一般采用IJ85、IJ79软磁合金。1990年全国漏电开关用铁芯650万只,需用软磁合金带材130t,近几年又有大幅度的增加。
用于航空航天的磁性器件,如磁放器、变压器、调制器等铁芯,都采用高磁感、低损耗的软磁合金。
1.2 机电行业
A 继电器、控温用的高精度热双金属带
机电设备对热双金属需求量的增长速度发展很快。目前,全世界年产量达3000~5000t,品种100多个。我国1990年产量仅为200t 。
目前,我国热双金属生产已成系列,有通用型、高灵敏型、温度型、耐蚀型、电阻型等。近年我国机床电器厂先后引进了高速自动冲床生产线和先进制造技术。传统的热轧复合热双金属在复合均匀性、性能稳定性、尺寸公差、板形、卷重等方面均无法满足要求。
B 电站焊管用高精度冷轧钛带
电厂冷凝器一般采用铜管。钛强度高于铜,而钛密度约为铜的1/2,即1t钛管可代替4~5t铜管。而且,钛的耐海水腐蚀性能优于铜,如B30白铜管的寿命一般为3年,而钛管寿命可超过30年,因此国内外滨海电站、核电站冷凝器已改用钛管。
目前我国钛冷凝器用的钛管中,无缝管占20.64%,焊接钛管占79.36%,后者全部依靠进口。无缝钛管将全部被焊接钛管取代,这是因为焊接钛管解决了焊接质量和等强度难题,而且焊接管长度可加长、尺寸精度高、价格便宜。宝鸡、上海、苏家屯等地区已引进先进的焊管机组,但还需解决可焊接用高精度冷轧钛带的国产化问题。
1.3 轿车工业用高精度冷带
轿车工业用高精度冷带主要品种有变速箱调整垫片用钢带、离合器膜片用弹簧钢带、轿车轴瓦用铜钢复合钢带、减振器阀片用钢带、汽缸垫片用镀锌钢带、汽车喇叭专用钢带等。目前,这些钢带不少尚需从国外进口。
1.4 轻工用高精度冷带
A 刮脸刀片用高精度冷带
20世纪60年代,上海曾研究成功Cr03、Cr06刀片专用材料。随着刀片制造技术和工业装备的不断现代化,特别是引进国外的生产线后,原供应的冷轧带已无法满足要求。目前刀片使用的材质有Cr03、Cr05、6Crl3等,规格有0.25mmXl9mm、0.1mmX22.4mm、0.1mmXl7.6mm等。
刀片厂对刀片钢带有严格的要求:(1)尺寸精度高,厚度偏差为0.25±0.01mm、0.1±0.005mm,宽度偏差为±0.03mm;(2)表面质量好,粗糙度Ra≤0.16min;(3)带材卷重要求为22~25kg倦,上海在研制成功的国产精密四辊轧机下,用日本进口带坯试验,已轧出符合要求的刀片用高精度冷带,尚需进一步解决热轧带坯的供应问题。
B 热交换器复合管用高精度镀铜钢带
冰箱、汽车等制冷装置上的热交换器,已由纯铜管逐步改用低碳钢带镀铜双层卷焊管复合管(又称邦迪管)制作。每台冰箱、每辆轿车用管1kg,每辆运输车平均用管6kg。目前国内生产高精度镀铜钢带的综合技术还存在问题,不少邦迪管引进线还需要进口原料。
镀铜钢带的材质为STl2~STl4低碳钢,要求含碳量(质量分数)0.02%~0.03%,厚度规格有0.35mm、0.50mm两种,长度在1000mm以上。厚度偏差为±0.4μm,镀铜层公差更严。用精密的钢带轧机生产可满足高精度要求,但成本偏高。用宽薄带卷纵剪虽可兼顾精度和价格两方面条件,但由于数量小而难以组织生产。
C 照相机用高精度不锈钢冷带
上海照相机总厂引进日本美能达照相机生产技术,以制造国内最高档次的海鸥DF—300相机。为提高相机使用寿命和耐腐蚀能力,机内零件均采用不锈钢带制作。钢带品种达60多个,尺寸公差要求很严,厚0.05~007mm、0.8mm、1.0~1.2mm的钢带偏差分别为±0.01mm,±0.015mm、±0.02mm,宽10~100mm的钢带,偏差为±0.10mm。对性能要求也很严格,机械强度按4种不同状态,分别考核抗拉强度、伸长率和硬度值。
D 装饰、医疗用高精度不锈钢冷带
当前,用于装饰的不锈钢带及不锈钢和碳素钢复合的不锈复合管被广泛应用。该管制作需要高精度不锈钢冷带,规格为(49.4~119.25)mmX0.3mm,厚度偏差为±0.10mm,宽度偏差为±0.05~±0.1mm,弯曲度小于1μm/m,卷要求200m以上,目前均从日本、韩国进口。另外,自行车挡泥板也改用不锈钢带,并采用无镍或少镍不锈钢,规格为0.38mmX74.86mm,厚度偏差控制在小于—0.02mm。在医疗卫生领域,国内已有4家工厂引进一次性注射针的生产设备,形成100万kg/年生产能力。这些针头需要高精度不锈钢冷带制作,规格为0.21mmX12.7mm,宽度偏差为±0.05mm,单重大于10kg。
2 生产高精度冷轧钢带的技术关键
高精度冷轧品种极多,除上述之外,还有如镍镉电池、扣式电池用的高精度冷带、电阻帽用高精度冷带、冷凝器、蒸发器散热翅片用高精度复合金属带、纺织机械针织用高精度冷带和机械工具用高精度冷带等。
总之,高精度冷带的用途相当广泛,几乎涉及到各行各业,虽然每个行业的用量并不大,但其品种规格多,尺寸精度高,质量性能严格,多数我们国内不能生产,尚需花大量外汇从国外引进。因此,在当前钢铁产品结构调整之际,尽快使高精度冷轧带进行国产化是一个迫切的开发课题。
高精度冷带生产的技术关键是必须有高精度冷轧机和相应的配套设备。冷轧机有四辊、十二辊、二十辊等多辊轧机。配套设备虽然因产品不同而异,但大卷重坯料条件、良好的冷轧开坯条件(指较好的精度)、平稳、纵剪、保护气氛热处理、检验、包装等则是共性的,也需符合生产高精度冷带的要求。