一、新一代信息技術(shù)用不銹鋼的現(xiàn)狀
序號(hào) | 牌號(hào) | 元器件各稱 |
1 | 1Cr13Ni,3Crl3 | 精密彈簧,絕對(duì)壓力計(jì)元件,辦公設(shè)備微型軸 |
2 | lCr17,11Cr17 | 精密彈簧,辦公設(shè)備微型軸 |
3 | 9Cr18Mo | 加速表軸尖,不銹軸承 |
4 | 0Cr18 Ni91Cr18 Ni9Ti | 通訊器材用小型十字開(kāi)關(guān),繼電器,簡(jiǎn)易打印機(jī)彈簧,顯像管彈簧,電腦真空槽,復(fù)印機(jī)定影、顯影滾筒軸,、電纜屏蔽網(wǎng)與電子對(duì)撞機(jī) |
5 | 0Cr18Ni12Mo2Ti | 通訊電纜保護(hù)管,精密彈簧,電纜屏蔽網(wǎng)與電子對(duì)撞機(jī)、辦公設(shè)備微型軸 |
6 | 00Cr28Ni1.5 N0.2 | 要求封接強(qiáng)度和氣密性的顯像管示波器 |
7 | 00 Cr18Ni15 Mo500 Cr25Ni25 Mo4.5 Cu | 集成電路用硅外延片生產(chǎn)設(shè)備(≤500℃耐濕氯氣腐蝕、氣密性、力學(xué)性、可焊性好) |
8 | 0Cr17 Ni7 | 精密彈簧,形狀不太復(fù)雜彈性元件(膜盒、彈簧管),硅切片機(jī)刀片基體金屬(σb=1769MPa) |
9 | 0Cr17 Ni7Al | 高速打印機(jī)環(huán)形帶,顯像管彈簧,形狀不太復(fù)雜的彈性元件,精密彈簧 |
10 | 0 Cr17 Ni4 Cu4NbStainless W | 小型繼電器彈簧,形狀不太復(fù)雜的彈性元件,精密彈簧 |
11 | 0 Cr15 Ni9 Al | 陀螺驅(qū)動(dòng)裝置鋼帶 |
12 | AM 362,AM367Custom 455 | 形狀復(fù)雜要求高彈性的不銹耐蝕元件 |
13 | 0Cr19 Ni4 Si2Vl Til | 高強(qiáng)耐蝕磁彈性元件(B4000=0.75~0.85T、σb≤1200MPa、E=206 GPa) |
14 | Y0Cr16 Ni10 Mo Cu CaS | 飛機(jī)、艦載電子儀表軸,軸套,緊固件 |
15 | Y0Cr18 Ni9 CaS | 應(yīng)答機(jī)、地面微波設(shè)備同軸接頭 |
16 | YlCr18 Ni9 | 復(fù)印機(jī)、電腦、傳真機(jī)等馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用微型軸 |
17 | 含0.5%N的馬氏體不銹鋼 | 半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備用軸承,壓力和流量控制閥 |
二、新一代信息技術(shù)用不銹鋼的進(jìn)展1、超高潔凈度不銹鋼特別指用于半導(dǎo)體制備裝置、印刷線路特別是超高真空元器件(例如不同類型晶閘管、絕緣柵極晶體管等)所使用的氣體和非金屬、金屬夾雜物特別低的不銹鋼。氣體與雜夾物高的不銹鋼在超高真空下長(zhǎng)期使用過(guò)程中,會(huì)釋放出氣體影響元器件的性能和使用壽命。在半導(dǎo)體制備過(guò)程中,不銹鋼中的雜質(zhì),特別是重金屬,例如Cu、Fe、Ni、Co、Cr等在半導(dǎo)體中的殘存量越低越好,否則會(huì)大大影響、惡化半導(dǎo)體的性能,特別是電學(xué)性能。目前超高潔凈不銹鋼普遍使用潔凈度的水平是(10-6):[C]≤60、[N]≤65、[O]≤5、[H]≤1.0:。印刷線路<20μm的超細(xì)絲中要求非金屬夾雜物特別低,且顆粒尺寸≤6μm。超高潔凈度不銹鋼包括304、304L、316、316L以及一些超級(jí)不銹鋼00Cr18Ni18Mo5、00Cr25 Ni25Mo4.5Cu等。2、不銹鋼極薄帶材極薄帶材也稱箔材,指厚度在<0.1mm以下的金屬帶材,主要用于電子、光電子、電腦、精密機(jī)械制造、機(jī)器人制造等行業(yè),例如:0.010~0.020mm的銅箔大量應(yīng)用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池,0.040~0.070mm的Hastelloy合金箔可應(yīng)用于長(zhǎng)尺寸超導(dǎo)電纜的制造,而不銹鋼薄帶和極薄帶的應(yīng)用范圍更廣,用量也較大?!吨袊?guó)制造2025》中提出微機(jī)電、微制造、機(jī)器人、智能制造等高新制造技術(shù)領(lǐng)域,對(duì)多品種、高品質(zhì)金屬極薄帶會(huì)提出更高的技術(shù)要求。中國(guó)東北大學(xué)自行設(shè)計(jì)的金屬成形軋機(jī),得到了最薄厚度達(dá)0.001mm的銅、鋁和普碳箔材;鈦、鎳、鎂、不銹鋼、硅鋼箔材厚度達(dá)到了0.01mm以下。與此同時(shí)國(guó)內(nèi)也陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)一些精密極薄帶材生產(chǎn)線,可以生產(chǎn)出接近世界先進(jìn)水平的不銹鋼極薄帶。歐洲高品質(zhì)超薄精密不銹鋼帶的價(jià)格一般為不銹鋼冷軋薄帶10倍以上,因其尺寸精度及其波動(dòng)范圍、表面質(zhì)量(粗糙度、光潔度、平整度等),特別是鋼的高潔凈度、性能均勻度、使用的可靠性均應(yīng)滿足苛刻技術(shù)條件及個(gè)性化要求。
牌號(hào)AISI | 規(guī)格厚度mm | 元器件各稱 |
304 | 0.05~0.13 | 電腦彈簧 |
304 | 0.05~0.13 | 電腦解碼器 |
301 | 0.08~0.20 | 電腦端子彈簧 |
304 | 0.05~0.25 | 電腦刻蝕元件 |
301 | 0.05~0.13 | 電腦按鍵彈簧 |
304 | 0.08 | 電腦用電池接觸片 |
304 | 0.05~0.13 | 電腦用3.5吋盤開(kāi)關(guān)器 |
304 | 0.05~0.13 | 電池制造陰極接觸面 |
301、302、304 | 0.05~0.10 | 各種類型精密彈性元件 |
各種不銹鋼 | 0.10~0.20 | 音頻、視頻磁頭墊片 |
304 | 0.1(晶粒直徑<2μm) | 能進(jìn)行刻蝕及激光加工電腦及智能手機(jī)用元器件 |
3、功能不銹鋼
不銹鋼不僅是高強(qiáng)、高韌、不銹、耐蝕、耐磨的結(jié)構(gòu)材料,而且是經(jīng)濟(jì)的功能材料。
功能不銹鋼指具有磁、電、聲、熱、核等物理功能、特殊化學(xué)和力學(xué)功能及生物醫(yī)學(xué)等功能不銹鋼的總稱。
目前金屬功能材料多以有色金屬合金為主,但僅占鋼鐵材料產(chǎn)量約5%的164種有色金屬既是結(jié)構(gòu)材料也是功能材料,大部分還是較為稀缺貴重的戰(zhàn)略資源,比鋼鐵材料包括不銹鋼價(jià)格上要高出好多倍。
盡管當(dāng)前有色金屬基礎(chǔ)功能材料,要比同類型功能不銹鋼性能優(yōu)越,這可能是材料本身的屬性如此,也有可能是功能不銹鋼的研究還不到位,即使通過(guò)深入研究,性能仍有遜色,但是對(duì)金屬功能材料要求量大面廣而對(duì)功能性要求不很嚴(yán)格的場(chǎng)合,功能合金鋼,特別是功能不銹鋼是合理的選擇。
4、注射成型不銹鋼零部件
注射成型技術(shù)適用于制造形狀復(fù)雜、精度要求高且需要大批量生產(chǎn)、節(jié)能降耗省材、成本低的零部件。
5、大規(guī)模集成電路用鐵素體不銹鋼
大規(guī)模集成電路通常選用Fe-Ni-Co可伐合金、Fe-Ni42合金及銅合金。
可伐合金中Co含量高達(dá)18%,成本太高,有逐漸被Fe-Ni42合金代替的趨勢(shì),但它的熱導(dǎo)率與電導(dǎo)率較差,在集成電路高密度化導(dǎo)致發(fā)熱量大增的工況下,競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)銅合金。
銅合金大量用在金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路上,因它熱導(dǎo)、電導(dǎo)性能好,成本又低,強(qiáng)度高,成為大規(guī)模集成電路的主角,成為不可或缺的材料。
盡管如此,綜合性能可能更好的新材料——鐵素體不銹鋼成為研究的對(duì)象之一。鐵素體不銹鋼的強(qiáng)度、電導(dǎo)性和Fe-Ni42合金相當(dāng),伸長(zhǎng)率相當(dāng)于其50%,熱膨脹系高達(dá)100%。
在上世紀(jì)90年代初,鐵素體不銹鋼的用量約為集成電路引線架材料的25%(600t左右),且有逐步擴(kuò)大愿景。