CN112981069B - 一种低光泽度不锈钢面板材料的制备方法 - Google Patents

一种低光泽度不锈钢面板材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种奥氏体不锈钢钢带的制备方法，包括：(1)制备热轧原料卷；(2)将热轧原料卷轧至目标厚度，然后进行退火酸洗得到钢带；(3)采用EPS机组对钢带进行喷砂处理；(4)进行去应力退火和表面酸洗处理。本发明还提供了采用该方法制备得到的奥氏体不锈钢钢带。本发明的方法能够得到粗糙度更高、表面光泽度更低的奥氏体不锈钢钢带。

Description

一种低光泽度不锈钢面板材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种面板用不锈钢钢带的制备方法，具体涉及一种高粗糙度、低光泽度的不锈钢面板材料的制备方法。
背景技术
地铁是各城市人员出行的重要工具，不锈钢地铁车辆具有耐腐蚀、免涂装、维护成本低等特点，近年在地铁轨道交通业得到了快速发展，高强韧SUS301L(00Cr17Ni7)奥氏体不锈钢被广泛应用于地铁车辆制造。国际上经过大量研究，针对车辆不同部位的安全性要求，把SUS301L(00Cr17Ni7)不锈钢按抗拉强度划分为LT、DLT、ST、M T、HT五个等级。地铁车厢表面用材一般选用SUS301LDLT强度等级，由于其在使用过程中采用无涂装工艺，因此要求其表面色泽均匀、具有较低的光泽度且便于维护，目前使用的主要为经过磨砂得到的No.3和No.4号表面。
由于地铁制造工艺的不断进步及对车体表面的多样性需求，单一的No.3和No.4无法满足地铁表面材料的应用。因此，需要粗糙度更高、表面光泽度更低的不经过磨砂处理的材料。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种高粗糙度、低光泽度的不锈钢面板材料的制备方法以及由该方法得到的不锈钢面板材料。
具体来说，本发明通过如下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种奥氏体不锈钢钢带的制备方法，包括：
(1)制备热轧原料卷；
(2)将热轧原料卷轧至目标厚度，然后进行退火酸洗得到钢带；
(3)采用EPS机组对钢带进行喷砂处理；
(4)进行去应力退火和表面酸洗处理。
可选地，所述奥氏体不锈钢是SUS301L。
可选地，在步骤(2)中，退火温度是940～1000℃，保温时间是(0.8～1.0min)×钢带厚度，其中钢带厚度的单位是毫米。
可选地，在步骤(3)中，喷砂处理采用的钢砂是粒度为50～80目的混料，抛丸速度是1750～1850rpm。
可选地，在步骤(4)中，去应力退火的退火温度是300～500℃，保温时间是(2～2.5min)×钢带厚度，其中钢带厚度的单位是毫米。
可选地，在步骤(4)中，表面酸洗处理采用电解Na2SO4酸洗和混酸酸洗。
可选地，在电解Na2SO4酸洗中，Na2SO4温度是75～80℃，浓度是240～280g/l，电解电流是5000～10000A。
可选地，在混酸酸洗中，HNO3浓度是130～160g/l，HF浓度是10～25g/l。
另一方面，本发明提供了上述的制备方法得到的奥氏体不锈钢钢带。
可选地，粗糙度Ra≥1.5μm，20°角光泽度≤10GU，60°角光泽度≤35GU，85°角光泽度≤20GU。
相比于现有技术，本发明的技术方案至少具有如下有益效果：
本发明的制备方法采用EPS机组+连续酸洗的生产方式，通过合理设计钢砂粒度及钢砂抛速及酸洗溶液参数，可制备宽度1000-1500mm，厚度1.2-2.0mm的客车面板用奥氏体不锈钢钢带，钢带表面色泽均匀，粗糙度高，较前期采用磨砂表面No.3、No.4光泽度低、反光效果弱，产品稳定性好。
采用本发明的制备方法，能够合理利用企业现有设备，无需使用专门的表面处理设备制备低光泽度要求的面板材料，降低企业成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1显示了实施例1制备的客车面板用低光泽度SUS301LDLT奥氏体不锈钢钢带。
图2是显示了常规No.3磨砂表面制作的客车车厢面板。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。
为了满足诸如地铁车辆的客车面板对粗糙度和表面光泽度的要求，本发明的发明人通过研究创造性的提成了如下技术思路：将经冷轧退火酸洗后得到SUS301L(00Cr17Ni7)钢带，通过合理设计钢砂粒度及钢砂抛速，使用EPS机组进行喷砂处理，然后经过连续酸洗线配制相应的酸洗溶液对钢带表面进行酸洗钝化处理，从而得到表面粗糙度更高、光泽度更低的新型面板材料。特别是，在该技术思路中，使用了EPS机组进行喷砂处理，通常来说，EPS机组主要是去除表面铁磷，但是，在本发明的方法中，采用EPS机组并非应用其去除铁磷功能，而是利用EPS机组抛丸实现特殊粗糙度表面处理，进而能够制备出粗糙度更高、表面光泽度更低的奥氏体不锈钢钢带。
基于上述技术思路，本发明提出了一种不锈钢钢带的制备方法。利用该方法，只需使用现有设备，就能制备出粗糙度更高、表面光泽度更低的奥氏体不锈钢钢带。
在本发明中，SUS301L(00Cr17Ni7)奥氏体不锈钢的成分是：C≤0.03％，Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P≤0.045％，S≤0.030％，N≤0.20％，Cr：16.0～18.0％，Ni：6.0～8.0％，其余为Fe。
作为一种优选的具体实施方式，本发明的奥氏体不锈钢钢带的制备方法包括如下步骤：
(1)制备热轧原料卷
采用热连轧机组+连续式热退酸洗机组制备热轧原料卷。作为一个示例性的具体实施方式，可以采用如下方法制备热轧原料卷：
采用2250mm热连轧机组将200mm厚度不锈钢连铸板坯轧制成厚度3～5mm的热轧不锈钢卷。然后采用连续式退火酸洗机组将热轧不锈钢卷进行固溶酸洗，生产速度为50-60m/min，固溶温度为1120℃±20℃，采用H2SO4预处理和HNO3+HF酸洗钝化的表面酸洗方式，去除热轧和固溶产生的氧化皮，制备出热轧原料卷。
(2)轧制与退火酸洗
采用二十辊轧机将热轧原料卷轧至目标厚度，目标厚度具体是1～2mm。然后将热轧卷送至连续式冷退酸洗机组上进行退火酸洗。退火温度在940～1000℃，例如，940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃、1000℃等；保温时间0.8～1.0min/mm(即(0.8～1.0min)×钢带厚度，钢带厚度的单位是mm)，例如0.8min/mm、0.85min/mm、0.9min/mm、0.95min/mm、1.0min/mm等。从而制备出目标强度(即，屈服强度Rp0.2：345～465MPa，抗拉强度Rm：690～865MPa，延伸率A≥40％)的钢带。然后采用电解Na2SO4溶液预处理和HNO3+HF酸洗钝化的表面酸洗方式，将退火造成的表面氧化皮去除。该步骤得到材料的表面粗糙度Ra≤0.4μm。
(3)喷砂处理
在本步骤中，采用EPS机组进行喷砂处理。EPS是ECO Pickled surface简称，所谓EPS机组：为绿色清洁表面机组，主要采用机械方式除去钢带表面铁磷，得到光滑、清洁的钢带表面。
在本步骤中，选用的钢砂是粒度为50～80目的混料，例如50～60目、60～70目、70～80目、50目、55目、60目、65目、70目、75目、80目等；选择抛丸速度为1750～1850rpm，例如，1750rpm、1770rpm、1790rpm、1810rpm、1830rpm、1850rpm等。
该步骤目的是将步骤(2)得到的目标强度且表面粗糙度Ra≤0.4μm的不锈钢卷进行进行表面抛丸处理，提高钢带表面粗糙度。
(4)去应力退火和表面酸洗
喷砂处理之后的钢带送至连续退火酸洗线，在连续退火酸洗线上对钢带进行去应力退火及表面酸洗处理。
在进行去应力退火处理时，退火温度控制在300～500℃范围内，例如，300℃、350℃、400℃、450℃、500℃；保温时间控制在2～2.5min/mm((2～2.5min)×钢带厚度，钢带厚度的单位是mm)，例如，2min/mm、2.1min/mm、2.2min/mm、2.3min/mm、2.4min/mm、2.5min/mm。
在进行表面酸洗处理时，采用电解Na2SO4酸洗和混酸酸洗。其中Na2SO4温度75～80℃(例如75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃)，浓度240～280g/l(例如240g/l、250g/l、260g/l、270g/l、280g/l)，电解电流为5000-10000A(例如5000A、5500A、6000A、6500A、7000A、7500A、8000A、8500A、9000A、9500A、10000A)；混酸温度40～45℃(例如40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃)，HNO3浓度130～160g/l(例如130g/l、140g/l、150g/l、160g/l)，HF浓度10～25g/l(例如10g/l、15g/l、20g/l、25g/l)。
本步骤的作用是将步骤(3)中喷砂过程造成的钢带表面应力去除，并且采用酸洗工艺使钢带表面钝化，保证整体钢带色泽均匀一致。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中采用的SUS301LDLT奥氏体不锈钢成分具体是：
C：0.019％，Si：0.45％，Mn：1.13％，P：0.029％，S：0.002％，N：0.116％，Cr：16.3％，Ni：7.1％，其余为Fe。
在下述实施例中，利用手持式粗糙度仪测量粗糙度Ra、20°角光泽度、60°角光泽度、85°角光泽度。
实施例一：
成品规格为1.5×1219mm客车面板用低光泽度SUS301LDLT奥氏体不锈钢钢带。
①采用热连轧机组+连续式热退酸洗机组制备厚度4mm的热轧原料卷。
②将热轧卷采用二十辊轧机轧至1.5mm，然后在连续式冷退酸洗机组上进行退火酸洗，退火温度为960℃，保温时间1min/mm，制备出屈服强度Rp0.2：402MPa，抗拉强度Rm：793MPa，延伸率A：47％的SUS301LDLT钢带。
③采用EPS机组，将步骤②所得到的SUS301LDLT进行喷砂处理，选用的钢砂是粒度为80目的钢砂，选择抛丸速度为1800rpm。
④步骤③完成后，在连续退火酸洗线上对钢带进行去应力退火及表面酸洗处理。退火温度为450℃，保温时间为2min/mm。酸洗采用电解Na2SO4混酸的工艺进行，其中Na2SO4温度80℃，浓度250g/l，电解电流为6000A；混酸温度41℃，HNO3浓度135g/l，HF浓度18g/l。
本实施例制备的高粗糙度、低光泽度不锈钢钢带制备的车厢面板如图1所示，可以看出，其表面色泽均匀。本实施例制备的不锈钢钢带的粗糙度Ra为1.864μm，20°角光泽度为5.7GU，60°角光泽度28.4GU，85°角光泽度8.3GU，满足使用要求，达到表面低反光度的目的。
另外，提供了常规No.3磨砂表面制作的客车车厢面板的图片(图2)，通过图1和图2进行比较，能够看出，实施例1的面板的光泽度低、反光效果弱。
实施例二：
成品规格为2×1300mm客车面板用低光泽度SUS301LDLT奥氏体不锈钢钢带。
①采用热连轧机组+连续式热退酸洗机组制备厚度5mm的热轧原料卷。
②将热轧卷采用二十辊轧机轧至2.0mm，然后在连续式冷退酸洗机组上进行退火酸洗，退火温度为990℃，保温时间0.8min/mm，制备出屈服强度Rp0.2：378MPa，抗拉强度Rm：752MPa，延伸率A：49％的SUS301LDLT钢带。
③采用EPS机组，将步骤②所得到的SUS301LDLT进行喷砂处理，选用的钢砂是粒度为50目的钢砂，选择抛丸速度为1850rpm。
④步骤③完成后，在连续退火酸洗线上对钢带进行去应力退火及表面酸洗处理。退火温度为400℃，保温时间为2.5min/mm。酸洗采用电解Na2SO4+混酸的工艺进行，其中Na2SO4温度77℃，浓度275g/l，电解电流为9000A；混酸温度45℃，HNO3浓度158g/l，HF浓度23g/l。
采用本方法方法制备的高粗糙度、低光泽度不锈钢钢带表面色泽均匀，其粗糙度Ra为2.331μm，20°角光泽度为4.0GU，60°角光泽度18.7GU，85°角光泽度6.6GU，满足使用要求，达到表面低反光度的目的。
下表提供了No.3和No.4制备的客车面板以及本发明实施例1和2的钢带表面的粗糙度和光泽度：
Figure BDA0002934115190000071
从上面的数据能够看出，本发明制备的不锈钢钢带的粗糙度明显高于目前常用于客车面板的No.3和No.4，并且表面光泽度明显低于No.3和No.4。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种奥氏体不锈钢钢带的制备方法，其特征在于，包括：
(1)制备热轧原料卷；
(2)将热轧原料卷轧至目标厚度，然后进行退火酸洗得到钢带；
(3)采用EPS机组对钢带进行喷砂处理；
(4)进行去应力退火和表面酸洗处理；
其中，在步骤(3)中，喷砂处理采用的钢砂是粒度为50～80目的混料，抛丸速度是1750～1850rpm；
其中，在步骤(4)中，表面酸洗处理采用电解Na2SO4酸洗和混酸酸洗；在电解Na2SO4酸洗中，Na2SO4温度是75～80℃，浓度是240～280g/l，电解电流是5000～10000A；在混酸酸洗中，HNO3浓度是130～160g/l，HF浓度是10～25g/l。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢是SUS301L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，退火温度是940～1000℃，保温时间是(0.8～1.0min)×钢带厚度，其中钢带厚度的单位是毫米。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，去应力退火的退火温度是300～500℃，保温时间是(2～2.5min)×钢带厚度，其中钢带厚度的单位是毫米。
5.权利要求1～4任一项所述的制备方法得到的奥氏体不锈钢钢带。
6.根据权利要求5所述的奥氏体不锈钢钢带，其特征在于，粗糙度Ra≥1.5μm，20°角光泽度≤10GU，60°角光泽度≤35GU，85°角光泽度≤20GU。
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