CN113774266A - 一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，该技术包括以下步骤：步骤一：原料的退火步骤；步骤二：原料的酸洗步骤；步骤三：预压轧制步骤；步骤四：修磨步骤；步骤五：二次轧制步骤；步骤六：一次热处理步骤；步骤七：三次轧制步骤；步骤八：二次热处理步骤；本发明的合金中加入了铌元素，微量的铌加入合金中能够形成稳定的难熔化合物，强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化铸态组织，对提高合金的力学性能十分有利，此外，铌元素可促使合金在海水腐蚀过程中电荷传递电阻随腐蚀时间延长而增大，从而提高合金的耐海水腐蚀性能，并通过在原料的退火步骤之后，对铸坯进行酸洗，从而对铸件表面的氧化层进行清理，从而有效改善其铸坯的物理性质。
Description
技术领域
本发明涉及电解铜箔表面处理领域，具体为一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺。
背景技术
金属抗腐蚀材料，相对非金属耐腐蚀材料而言，金属抗腐蚀材料主要有铁基合金(耐腐蚀不锈钢)；镍基合金(Ni-Cr合金，Ni-Cr-Mo合金，Ni-Cu合金等)；活性金属，工业上根据上述原理，采用合金化方法获得一系列耐蚀合金。一般也有相应的三种方法：一、提高金属或合金的热力学稳定性，即向原不耐蚀的金属或合金中加入热力学稳定性高的合金元素，使形成固溶体以及提高合金的电极电势，增强耐蚀性。如Cu中加Au，Ni中加入Cu、Cr等，即属此类。不过这种大量加入贵金属的办法，在工业结构材料的应用是有限的；二、加入易钝化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基体金属的耐蚀性。钢中加入适量的Cr，即可制得铬系不锈钢。实验证明，在不锈钢中，含Cr量一般应大于13％时才能起抗蚀作用，Cr含量越高，其耐蚀性越好。这类不锈钢在氧化介质中有很好的抗蚀性，但在非氧化性介质如衡硫酸和盐酸中，耐蚀性较差。这是因为非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同时对氧化膜还有溶解作用；三、加入能促使合金表面生成致密的腐蚀产物保护膜的合金元素，是制取耐蚀合金的又一途径。例如，钢能耐大气腐蚀是由于其表面形成结构致密的化合物羟基氧化铁(FeOx·(OH)3-2x)的保护作用。钢中加入Cu与P或P与Cr均可促进这种保护膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大气腐蚀的低合金钢。但是传统工艺生产的耐蚀合金纯洁度较低，从而导致其合金的整体性能水平及其稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，所述耐蚀合金的化学成分及重量百分比为：C：0.3-0.6％，Si：
1.6-2.6％，Mn：0.6-1.0％，Cr：0.6-4.0，Mo：0.3-0.5，Ni：0.3-0.5，Cu：0.3-0.5，Ti：0.1-0.3％，B：0.05-0.1％，Ce：0.05-0.15％，Nb：0.05-0.15％，P：0.01-0.04％，S：0.01-0.04％，其余量为Fe，上述耐蚀合金的生产工艺包括以下步骤：
步骤一：原料的退火步骤，原料的退火步骤由第一区段、第二区段、第三区段、第四区段、第五区段和第六区段组合构成，且其每个区段的保温时间均为0.5h；
步骤二：原料的酸洗步骤，酸洗步骤中，维持酸洗液的温度处于80摄氏度，且其酸洗时间为6-8h，酸洗之后的耐蚀合金再通过清水进行表面水洗，水洗之后，再经过晾干处理；
步骤三：预压轧制步骤，其预压轧制步骤由咬入阶段、拽入阶段、稳定轧制阶段、轧制终了阶段组合构成；
步骤四：修磨步骤，通过修磨设备对经过预压轧制步骤处理的耐蚀合金进行表面平整处理；
步骤五：二次轧制步骤；
步骤六：一次热处理步骤；
步骤七：三次轧制步骤；
步骤八：二次热处理步骤。
优选的，所述原料的退火步骤中一区温度范围为1000-1050℃，二区温度范围为1050-1150℃，三区温度范围为1050-1150℃，四区温度范围为1050-1150℃，五区温度范围为1050-1150℃，六区温度范围为1150-1200℃。
优选的，所述原料的酸洗步骤为采用混合酸对经过原料的退火步骤处理过后的铸坯进行酸洗，其混合酸为由硫酸、盐酸、硝酸加水配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1。
优选的，所述预压轧制步骤的轧制道次为15-21道次，每道次变形量为8％～12％，送进量为3～5mm，轧制速度为30～60n/min。
优选的，所述二次轧制步骤中轧制道次为12-18道次，每道次变形量为6％～10％，送进量为2～4mm，轧制速度为20～45n/min。
优选的，所述一次热处理步骤中，步骤五中经过二次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1050-1120℃，且其铸坯的保温时间为2-3h。
优选的，所述三次轧制步骤中轧制道次为9-15道次，每道次变形量为4％～8％，送进量为1～3mm，轧制速度为10～30n/min。
优选的，所述二次热处理步骤中，步骤七中经过三次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1100-1170℃，且其铸坯的保温时间为2-3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的合金中加入了铌元素，微量的铌加入合金中能够形成稳定的难熔化合物，强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化铸态组织，对提高合金的力学性能十分有利，此外，铌元素可促使合金在海水腐蚀过程中电荷传递电阻随腐蚀时间延长而增大，从而提高合金的耐海水腐蚀性能，并通过在原料的退火步骤之后，对铸坯表面用不锈钢刷进行清理，然后浸入混合酸溶液中进行酸洗，从而对铸件表面的氧化层进行清理，从而提高铸坯在后续处理过程中的处理效果，从而有效改善其铸坯的物理性质。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：原料的退火步骤中一区温度为1050℃，二区温度范围为1120℃，三区温度范围为1120℃，四区温度范围为1120℃，五区温度范围为1120℃，六区温度范围为1180℃；
步骤二：原料的酸洗步骤，其原料的酸洗步骤为采用混合酸对经过原料的退火步骤处理过后的铸坯进行酸洗，其混合酸为由硫酸、盐酸、硝酸加水配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1；
步骤三：预压轧制步骤，其预压轧制步骤的轧制道次为18道次，每道次变形量为10％，送进量为4mm，轧制速度为45n/min；
步骤四：修磨步骤；
步骤五：二次轧制步骤，其二次轧制步骤中轧制道次为15道次，每道次变形量为8％，送进量为3mm，轧制速度为35n/min；
步骤六：一次热处理步骤，步骤五中处理过后的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1050℃，且其铸坯的保温时间为3h；
步骤七：三次轧制步骤，其三次轧制步骤中轧制道次为12道次，每道次变形量为6％，送进量为2mm，轧制速度为20n/min；
步骤八：二次热处理步骤，其步骤七中经过三次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1100℃，且其铸坯的保温时间为3h。
其中：耐蚀合金的化学成分及重量百分比为：C：0.5％，Si：1.9％，Mn：0.8％，Cr：2.4，Mo：0.4，Ni：0.5，Cu：0.4，Ti：0.2％，B：0.08％，Ce：0.11％，Nb：0.05％，P：0.03％，S：0.02％，其余量为Fe。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：原料的退火步骤中一区温度为1050℃，二区温度范围为1120℃，三区温度范围为1120℃，四区温度范围为1120℃，五区温度范围为1120℃，六区温度范围为1180℃；
步骤二：原料的酸洗步骤，其原料的酸洗步骤为采用混合酸对经过原料的退火步骤处理过后的铸坯进行酸洗，其混合酸为由硫酸、盐酸、硝酸加水配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1；
步骤三：预压轧制步骤，其预压轧制步骤的轧制道次为18道次，每道次变形量为10％，送进量为4mm，轧制速度为45n/min；
步骤四：修磨步骤；
步骤五：二次轧制步骤，其二次轧制步骤中轧制道次为15道次，每道次变形量为8％，送进量为3mm，轧制速度为35n/min；
步骤六：一次热处理步骤，步骤五中处理过后的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1080℃，且其铸坯的保温时间为3h；
步骤七：三次轧制步骤，其三次轧制步骤中轧制道次为12道次，每道次变形量为6％，送进量为2mm，轧制速度为20n/min；
步骤八：二次热处理步骤，其步骤七中经过三次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1130℃，且其铸坯的保温时间为3h。
其中：耐蚀合金的化学成分及重量百分比为：C：0.5％，Si：1.9％，Mn：0.8％，Cr：2.4，Mo：0.4，Ni：0.5，Cu：0.4，Ti：0.2％，B：0.08％，Ce：0.11％，Nb：0.05％，P：0.03％，S：0.02％，其余量为Fe。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：原料的退火步骤中一区温度为1050℃，二区温度范围为1120℃，三区温度范围为1120℃，四区温度范围为1120℃，五区温度范围为1120℃，六区温度范围为1180℃；
步骤二：原料的酸洗步骤，其原料的酸洗步骤为采用混合酸对经过原料的退火步骤处理过后的铸坯进行酸洗，其混合酸为由硫酸、盐酸、硝酸加水配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1；
步骤三：预压轧制步骤，其预压轧制步骤的轧制道次为18道次，每道次变形量为10％，送进量为4mm，轧制速度为45n/min；
步骤四：修磨步骤；
步骤五：二次轧制步骤，其二次轧制步骤中轧制道次为15道次，每道次变形量为8％，送进量为3mm，轧制速度为35n/min；
步骤六：一次热处理步骤，步骤五中处理过后的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1110℃，且其铸坯的保温时间为3h；
步骤七：三次轧制步骤，其三次轧制步骤中轧制道次为12道次，每道次变形量为6％，送进量为2mm，轧制速度为20n/min；
步骤八：二次热处理步骤，其步骤七中经过三次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1160℃，且其铸坯的保温时间为3h。
其中：耐蚀合金的化学成分及重量百分比为：C：0.5％，Si：1.9％，Mn：0.8％，Cr：2.4，Mo：0.4，Ni：0.5，Cu：0.4，Ti：0.2％，B：0.08％，Ce：0.11％，Nb：0.05％，P：0.03％，S：0.02％，其余量为Fe。
实施例四
步骤一：原料的退火步骤中一区温度为1050℃，二区温度范围为1120℃，三区温度范围为1120℃，四区温度范围为1120℃，五区温度范围为1120℃，六区温度范围为1180℃；
步骤二：原料的酸洗步骤，其原料的酸洗步骤为采用混合酸对经过原料的退火步骤处理过后的铸坯进行酸洗，其混合酸为由硫酸、盐酸、硝酸加水配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1；
步骤三：预压轧制步骤，其预压轧制步骤的轧制道次为18道次，每道次变形量为10％，送进量为4mm，轧制速度为45n/min；
步骤四：修磨步骤；
步骤五：二次轧制步骤，其二次轧制步骤中轧制道次为15道次，每道次变形量为8％，送进量为3mm，轧制速度为35n/min；
步骤六：一次热处理步骤，步骤五中处理过后的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1110℃，且其铸坯的保温时间为3h；
步骤七：三次轧制步骤，其三次轧制步骤中轧制道次为12道次，每道次变形量为6％，送进量为2mm，轧制速度为20n/min；
步骤八：二次热处理步骤，其步骤七中经过三次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1160℃，且其铸坯的保温时间为3h。
其中：耐蚀合金的化学成分及重量百分比为：C：0.5％，Si：1.9％，Mn：0.8％，Cr：2.4，Mo：0.4，Ni：0.5，Cu：0.4，Ti：0.2％，B：0.08％，Ce：0.11％，Nb：0.15％，P：0.03％，S：0.02％，其余量为Fe。
通过对上述四组实施例与对比例进行对比实验结果，其实施例一、实施例二、实施例三中的所形成的耐蚀合金，其三者的韧性为呈逐渐增加的趋势进行排布，但是实施例三中的耐蚀合金强度相较于实施例二中的耐蚀合金的强度，其数值有所下降，因此根据其三组数据的对比，可以得出，施例一、实施例二、实施例三中的三个方案之中，实施例二之中的试验方案最优，而根据实施例二和实施例四的比较，实施例四中由于铌元素含量的增加，其耐蚀合金的防腐蚀效果得到进一步的提高，因此综上所述，实施例四中的方案为四组实施例中的最优方案，本发明的合金中加入了铌元素，微量的铌加入合金中能够形成稳定的难熔化合物，强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化铸态组织，对提高合金的力学性能十分有利，此外，铌元素可促使合金在海水腐蚀过程中电荷传递电阻随腐蚀时间延长而增大，从而提高合金的耐海水腐蚀性能，并通过在原料的退火步骤之后，对铸坯表面用不锈钢刷进行清理，然后浸入混合酸溶液中进行酸洗，从而对铸件表面的氧化层进行清理，从而提高铸坯在后续处理过程中的处理效果，从而有效改善其铸坯的物理性质。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于，所述耐蚀合金的化学成分及重量百分比为：C：0.3-0.6％，Si：1.6-2.6％，Mn：0.6-1.0％，Cr：0.6-4.0，Mo：0.3-0.5，Ni：0.3-0.5，Cu：0.3-0.5，Ti：0.1-0.3％，B：0.05-0.1％，Ce：0.05-0.15％，Nb：0.05-0.15％，P：0.01-0.04％，S：0.01-0.04％，其余量为Fe，上述耐蚀合金的生产工艺包括以下步骤：
步骤一：原料的退火步骤，原料的退火步骤由第一区段、第二区段、第三区段、第四区段、第五区段和第六区段组合构成，且其每个区段的保温时间均为0.5h；
步骤二：原料的酸洗步骤，酸洗步骤中，维持酸洗液的温度处于80摄氏度，且其酸洗时间为6-8h，酸洗之后的耐蚀合金再通过清水进行表面水洗，水洗之后，再经过晾干处理；
步骤三：预压轧制步骤，其预压轧制步骤由咬入阶段、拽入阶段、稳定轧制阶段、轧制终了阶段组合构成；
步骤四：修磨步骤，通过修磨设备对经过预压轧制步骤处理的耐蚀合金进行表面平整处理；
步骤五：二次轧制步骤；
步骤六：一次热处理步骤；
步骤七：三次轧制步骤；
步骤八：二次热处理步骤。
2.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述原料的退火步骤中一区温度范围为1000-1050℃，二区温度范围为1050-1150℃，三区温度范围为1050-1150℃，四区温度范围为1050-1150℃，五区温度范围为1050-1150℃，六区温度范围为1150-1200℃。
3.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述原料的酸洗步骤为采用混合酸对经过原料的退火步骤处理过后的铸坯进行酸洗，其混合酸为由硫酸、盐酸、硝酸加水配比制成，且硫酸、盐酸、硝酸的质量分数配比为2:3:1。
4.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述预压轧制步骤的轧制道次为15-21道次，每道次变形量为8％～12％，送进量为3～5mm，轧制速度为30～60n/min。
5.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述二次轧制步骤中轧制道次为12-18道次，每道次变形量为6％～10％，送进量为2～4mm，轧制速度为20～45n/min。
6.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述一次热处理步骤中，步骤五中经过二次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1050-1120℃，且其铸坯的保温时间为2-3h。
7.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述三次轧制步骤中轧制道次为9-15道次，每道次变形量为4％～8％，送进量为1～3mm，轧制速度为10～30n/min。
8.根据权利要求1所述的一种耐蚀合金纯洁度优化生产工艺，其特征在于：所述二次热处理步骤中，步骤七中经过三次轧制的铸坯被运送到台车炉中进行热处理，其台车炉在加热之后，其保温处理温度为1100-1170℃，且其铸坯的保温时间为2-3h。
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