一种电脑骨架用精密不锈钢及其制备工艺的制作方法

本发明涉及不锈钢，具体是一种电脑骨架用精密不锈钢及其制备工艺。

背景技术：

1、随着便携式电子设备，如笔记本电脑、平板电脑等逐渐走向轻薄化、高性能化方向发展，精密不锈钢薄带作为电脑骨架等精密结构件的关键材料，对其表面性能提出了日益严苛的要求。电脑骨架不仅需要具备足够的结构强度和刚性以支撑内部元器件，还需满足耐磨的功能需求。301不锈钢因其较高的加工硬化率和强度，以及优良的耐蚀性和成形性，成为超薄精密骨架的首选基体材料。然而，裸态301不锈钢的显微硬度较低，在装配、运输及日常使用中表面易受螺丝、工具及外部物体的摩擦划伤；

2、为改善上述问题，表面涂层技术被引入不锈钢精密结构件的制造中。物理气相沉积（pvd）磁控溅射tin涂层因高硬度、优良耐磨性等，成为不锈钢表面改性的研究热点。然而，现有tin涂层技术存在诸多缺陷，其一，不锈钢带表面处理多采用单一喷砂或电火花毛化，虽能引入一定表面粗糙度以改善后续涂层附着力，但过高的粗糙度会导致应力集中，且难以获得良好的表面形貌调控效果；其二，单层tin涂层与301不锈钢基体的热膨胀系数差异显著，界面应力集中导致涂层结合力偏低，致使整体结构件的耐磨损性能不足；

3、综上所述，开发一种兼具高强度、优异表面质量的精密不锈钢，通过轧制工艺与磁控溅射沉积工艺的有机结合，实现基体组织结构优化与表面功能涂层的协同强化，对于制备一种电脑骨架用精密不锈钢具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电脑骨架用精密不锈钢及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，包括以下工艺步骤：

4、步骤1：取不锈钢基材，预处理后再依次进行轧制和退火，冷却得到不锈钢薄带；

5、步骤2：取不锈钢薄带清洗后，取出烘干，再进行磁控溅射沉积，得到电脑骨架用精密不锈钢；

6、优选的，磁控溅射的具体工艺步骤包括：抽真空后通入氩气，打开ti靶在不锈钢薄带表面沉积一层ti过渡层后，通入具有流量递增速率的n2继续沉积tin过渡层后，保持ti靶打开的状态下，打开b靶和cu靶，保持前述n2的递增速率进行一次沉积，一次沉积结束后，调整n2流量和b靶、cu靶的功率进行二次沉积。

7、优选的，不锈钢基材的厚度为0.08-0.1mm；

8、优选的，不锈钢基材的化学成分为：按质量百分数计，16.5-18.0%cr、6-7.5%ni、0.5-1.0%mn、0.5-1.05%cu、0.1-0.13%c、0.35-0.40%si、0.01-0.04%p、0.04-0.047%sn、0.01-0.03%s，其余为fe。

9、优选的，预处理的工艺参数为：以10-15℃/min的加热速度升温至800-900℃，保温5-8min，随炉冷却。

10、优选的，轧制预处理由毛化辊轧制和抛光辊轧制依次交替进行；其中，毛化辊由磨削轧辊经过喷丸毛化制得，所述抛光辊由磨削轧辊经过研磨制得；毛化辊的具体毛化工艺包括：喷丸毛化的颗粒直径为0.6-0.8mm，压缩空气压力为0.6-0.8mpa，轧辊转速为40-60rpm，喷丸时间为10-15min；抛光辊的具体研磨工艺包括：采用800-1000目细金刚石砂轮，进行3-4道次研磨，磨削轧辊的转速为12-15rpm，砂轮线速度为15-18m/s；

11、更为优选的，毛化辊轧制的工艺参数包括：轧制力为0.5-0.8kn、轧制速度设置为5-10m/min；

12、更为优选的，抛光辊轧制的工艺参数包括：轧制力为0.1-0.5kn、轧制速度设置为1-5m/min；

13、优选的，退火的工艺参数为：以10-15℃/min的加热速率升温至500-600℃，保温5-8min，随炉冷却；

14、优选的，ti过渡层的具体制备工艺包括：腔室内抽真空至4.0-6.0×10-4pa，通入氩气至腔室内气压为0.28-0.3pa，ti靶功率为180-200w，沉积10-15min；

15、更为优选的，tin过渡层的制备工艺包括：n2以10-20ml/min为初始流量，每5min n2流量递增0.8-1ml/min作为递增速率，ti靶功率为180-200w，沉积时间为30-40min；

16、优选的，一次沉积的工艺参数为：ti靶的功率为180-200w、b靶的功率为50-80w、cu靶的功率为30-40w，沉积时间为30-40min。

17、优选的，二次沉积的工艺参数为：ti靶的功率为180-200w、b靶的功率为50-100w、cu靶的功率为10-20w，n2流量为24-28ml/min，沉积时间为50-60min。

18、一种电脑骨架用精密不锈钢，由上述制备工艺制备得到。

19、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

20、本发明通过对301不锈钢依次进行毛化辊+抛光辊交替轧制、退火和磁控溅射沉积，制备得到适用于精密装置的不锈钢材料；其中，利用毛化辊和抛光辊对不锈钢基板进行交替轧制，控制各自的轧辊的处理工艺，毛化辊的高轧制力高速轧制产生微坑阵列，为为后续沉积提供机械锚定点，提高涂层结合力；抛光辊的低轧制力低速精整将微坑峰顶平整化，同时封闭毛化过程产生的表面微裂纹，带来表面光洁度；退火处理消除轧制残余应力；磁控溅射沉积通过ti过渡层、n2流量递增、b靶/cu靶功率梯度调整，形成多层梯度镀层；具体来说，在n2通入前，先沉积纯ti过渡层，利用ti与不锈钢基体中fe、cr、ni的互扩散形成冶金结合界面，ti过渡层消除了tin与不锈钢基体的直接物理接触，提高涂层与基材之间的结合力，通过b靶功率递增而cu靶功率递减，使涂层同时具备b的间隙固溶强化和cu的细晶强化双重机制，且二者在涂层厚度方向上形成互补元素分布，再结合n2的递增式供给，实现连续梯度过渡，实现硬度和耐磨性的协同优化。

1.一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述不锈钢基材的厚度为0.08-0.1mm；所述不锈钢基材的化学成分为：按质量百分数计，16.5-18.0%cr、6-7.5%ni、0.5-1.0%mn、0.5-1.05%cu、0.1-0.13%c、0.35-0.40%si、0.01-0.04%p、0.04-0.047%sn、0.01-0.03%s，其余为fe。

3.根据权利要求2所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述轧制由毛化辊轧制和抛光辊轧制依次交替进行，所述毛化辊由磨削轧辊经过喷丸毛化制得，所述抛光辊由磨削轧辊经过研磨制得。

4.根据权利要求3所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述毛化辊的具体毛化工艺包括：喷丸毛化的颗粒直径为0.6-0.8mm，压缩空气压力为0.6-0.8mpa，轧辊转速为40-60rpm，喷丸时间为10-15min；所述抛光辊的具体研磨工艺包括：采用800-1000目细金刚石砂轮，进行3-4道次研磨，磨削轧辊的转速为12-15rpm，砂轮线速度为15-18m/s。

5.根据权利要求3所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述毛化辊轧制的工艺参数包括：轧制力为0.5-0.8kn、轧制速度设置为5-10m/min；所述抛光辊轧制的工艺参数包括：轧制力为0.1-0.5kn、轧制速度设置为1-5m/min。

6.根据权利要求1所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述预处理的工艺参数为：以10-15℃/min的加热速度升温至800-900℃，保温5-8min，随炉冷却；所述退火的工艺参数为：以10-15℃/min的加热速率升温至500-600℃，保温5-8min，随炉冷却。

7.根据权利要求1所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：ti过渡层的具体制备工艺包括：腔室内抽真空至4.0-6.0×10-4pa，通入氩气至腔室内气压为0.28-0.3pa，ti靶功率为180-200w，沉积10-15min；tin过渡层的制备工艺包括：n2以10-20ml/min为初始流量，每5min n2流量递增0.8-1ml/min作为递增速率，ti靶功率为180-200w，沉积时间为30-40min。

8.根据权利要求1所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：一次沉积的工艺参数为：ti靶的功率为180-200w、b靶的功率为50-80w、cu靶的功率为30-40w，沉积时间为30-40min。

9.根据权利要求1所述的一种电脑骨架用精密不锈钢的制备工艺，其特征在于：二次沉积的工艺参数为：ti靶的功率为180-200w、b靶的功率为50-100w、cu靶的功率为10-20w，n2流量为24-28ml/min，沉积时间为50-60min。

10.一种电脑骨架用精密不锈钢，其特征在于：由权利要求1-9中任一项所述制备工艺制备得到。