CN116890305A - 一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，原料经过退火酸洗机组，再经过破鳞机按照进行挤压破鳞；使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落，然后进行硫酸酸洗、混酸酸洗钝化，得到NO.1板进行后处理，后处理后得到2B板，且2B板表面粗糙的最大为0.08μm。本发明有益效果：对于成品镜面抛光后缺陷的产生率大幅度降低，经过该工艺处理后的不锈钢表面粗糙度低，且解决了不锈钢镜面抛光星光缺陷的问题，且带钢表面粗糙度越小，成品耐蚀性越好，本专利提高了整体产品质量。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢加工领域，尤其是涉及一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法。
背景技术
0Cr18Ni9DQ钢种奥氏体不锈钢因其2B表面细腻、光泽均匀美观而广泛应用于终端市场装饰装潢行业，具有良好的耐蚀性和抗氧化性。随着时代的进步，我国已进入高质量发展阶段，在高端装饰行业中，镜面不锈钢产品已经成为高端装饰用途的主打产品。不锈钢镜面板是在普通2B状态表面的基础上，通过研磨液对不锈钢表面进行研磨抛光，以消除表层钝化层，使表面光线散射减弱，成像性提高，达到镜面的效果。不锈钢镜面产品已经广泛应用于卫浴、汽车装饰条、展柜道具、产品LOGO等行业。
但在镜面加工过程中，时常会出现表面星点的缺陷，无法达到高端装饰行业的产品标准。只能通过增加抛光次数或增加粗抛砂轮组数，来解决星点缺陷。严重影响生产成本以及作业效率，造成一定的经济损失。现阶段，冷轧不锈钢市场镜面产品均存在不同程度的抛光星点问题，因此攻关此类质量缺陷，研究产生机理已经成为工艺技术创新改进的必然发展方向。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，以解决锈钢镜面抛光后星点缺陷的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，采用冷轧工序粗糙度指标控制产品粗糙度最大为0.08μm。
进一步的，原料经过退火酸洗机组，再经过破鳞机按照进行挤压破鳞；使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落，然后进行硫酸酸洗、混酸酸洗钝化，得到NO.1板进行后处理，后处理得到的2B板，且2B板的粗糙度最大为0.08μm；
优选的，原料为热轧黑皮钢卷。
进一步的，原料经过退火酸洗机组包括厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火。
进一步的，破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞。
进一步的，后处理包括采用修磨机组砂带研磨带钢表面的方式处理NO.1板粗轧表面，然后进行精轧轧制，退火酸洗生产，调质校平处理，得到2B板。
优选的，砂带型号选用120#研磨目，压力电流选用空载电流+5A。
优选的，精轧轧制中轧辊粗糙度控制在0.15-0.18μm。
进一步的，对NO.1板按照10-15％的变形量进行轧制；
进一步的，对修磨后的钢卷按照60％-80％变形量进行精轧轧制。
进一步的，退火酸洗生产中炉温按照1080-1180℃控制，速度按照TV90-125控制，而后经过电解硫酸钠、电解硝酸、混酸段，对不锈钢表面进行去除氧化皮、形成钝化层的处理。
进一步的，按照0.4％的变形量进行调质校平处理，得到抗拉强度≥520MPa、屈服强度≥205MPa、硬度HV≤200、延伸率≥50％性能指标的钢卷。
进一步的，抛丸机叶轮转速1850r/min，钢丸粒度配比S110:S170＝1:0.8。
相对于现有技术，本发明所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法具有以下优势：
1、本专利提出的缺陷解决方法相比于其它钢厂的普遍处理方法，对于成品镜面抛光后缺陷的产生率大幅度降低，经过该工艺处理后的不锈钢表面粗糙度低，且解决了不锈钢镜面抛光星光缺陷的问题，且带钢表面粗糙度越小，成品耐蚀性越好，本专利提高了整体产品质量。
2、常规的物理性能参数以及表面质量判定标准已经不能满足此产品的抛光质量需求，因此针对本方案创新性提出的冷轧带钢粗糙度指标管控的概念，需要打破常规的工艺参数范围，重新制定参数范围进行各工序的粗糙度指标控制跟进。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所制备的不锈钢产品的示意图；
图2为本发明对比例1所制备的不锈钢产的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本方案的技术创新点在于能够详细分析奥氏体不锈钢镜面抛光后出现星点缺陷的产生机理以及影响性因素，并根据镜面不锈钢产品全流程的生产工艺特点，制定标准化的工艺参数管控，有效地攻关解决抛光后星点缺陷，实现产品质量的提升，创造一定的经济成效。具体内容如下：
在常规不锈钢镜面抛光技术领域，分析成品抛光加工后出现的星点缺陷，有两种观点。一种观点为不锈钢基材的细小夹杂物缺陷，即冶炼过程中表层存在的非金属氧化物附着在板坯表面，经过热轧、冷轧等工序反复碾压后，嵌入在基体表层，但并没有与基体融合在一起，经过成品退火酸洗后或镜面抛光后，杂质脱落，从而在表面产生的星点。另一种观点为不锈钢产生在连续退火机组和纵剪拉矫机组生产，不可避免的会与很多胶辊接触(张力辊、纠偏辊、导向辊)，胶辊辊面会有一些金属碎末嵌入，在转动过程中对不锈钢表面产生细小擦伤类缺陷，由于2B表面具有白色的钝化层，为亚光表面状态，缺陷不易发现。当抛光为镜面状态后，缺陷显现为星点形貌。
以上两种观点，为业内普遍的分析理论。各家钢厂均从这两方面进行原因分析和技术管控，对于产品质量有一定的效果，但是不能根本性的解决。生产的不锈钢镜面产品，还是存在质量波动性，具有不稳定因素。
本方案脱离原有的技术观点，创新性、首发性的从表面粗糙度的角度进行阐述分析，具有独立的、***性的理论阐述。技术核心在于各生产工序不锈钢产品表面粗糙度指标参数的控制。
目前，各冷轧厂针对不锈钢镜面产品抛光后出现星点缺陷问题的解决方法如下表所示：
本项目提出的缺陷解决方法相比于其它钢厂的普遍处理方法，对于成品镜面抛光后缺陷的产生率大幅度降低，本质性的提高的整体产品质量。
在不锈钢冷轧产品生产领域，通常用表面粗糙度参数指标来评价2B表面的细腻程度。金属表面粗糙度是指经过压力加工后，微观状态下的表面不平度，即表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征。通常以Ra/Rz/Ry三种代号加数字来表示。本方案中所提到的粗糙度数值均是指Ra表示。粗糙度指标越小，表面越细腻，镜面抛光效果越好。常规0Cr18Ni9DQ钢种奥氏体不锈钢2B表面粗糙度控制在0.08-0.2μm。经研究缺陷产生机理，连铸坯在加热和轧制冷却过程中出现贫铬层，在后续的加工处理过程中将会形成细小的表面缺陷，这种表面缺陷面积率越高则表面粗糙度越高。而这种细小的表面缺陷率与抛丸机转速、轧制变形量、轧辊粗糙度、粗轧粗磨工艺加工都存在一定的关系。本方案重点从以上四点进行分析研究，并制定最优工艺方案。
本方案所涉及的工艺参数，原始设计时只考虑保证不锈钢产品的基本物理性能参数以及表面合格质量要求，属于奥氏体不锈钢生产工序工艺中的业内通用的参数范围。按照常规产品的质量控制理念，如果没有粗糙度指标管控的思路理念以及质量要求，不会进行冷轧生产各工序的工艺参数更改。本方案提出的奥氏体不锈钢镜面抛光产品，属于新研发型的高端表面质量要求的产品。常规的物理性能参数以及表面质量判定标准已经不能满足此产品的抛光质量需求。因此针对本方案创新性提出的冷轧带钢粗糙度指标管控的概念，需要打破常规的工艺参数范围，重新制定参数范围进行各工序的粗糙度指标控制跟进。
冷轧厂生产不锈钢成品钢卷，原料均为热轧黑皮钢卷。首先在原料退火酸洗机组，厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火；而后经过破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞，使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落并得到细腻的表面；而后在经过硫酸酸洗、混酸酸洗钝化的工艺流程，得到表面洁净并呈银白色的NO.1板。
进一步的，对NO.1板按照10-15％的变形量进行轧制，采用修磨机组砂带研磨带钢表面的方式处理。
进一步的，对修磨后的钢卷按照60％-80％变形量进行精轧轧制。
进一步的，对精轧轧制后的硬态卷，进行退火酸洗生产。炉温按照1080-1180℃控制，速度按照TV90-125控制。而后经过电解硫酸钠、电解硝酸、混酸段，对不锈钢表面进行去除氧化皮、形成钝化层的处理。
进一步的，按照0.4％的变形量进行调质校平处理，得到抗拉强度≥520MPa、屈服强度≥205MPa、硬度HV≤200、延伸率≥50％性能指标的钢卷。
在全流程的工艺设计中，涉及粗糙度指标控制的工艺点包括抛丸机转速、轧制变形量、轧辊粗糙度、粗轧粗磨工艺设计。本技术方案结合以上四部分的工艺匹配，实现带钢表面的粗糙度指标优化，进而解决抛光后的星点缺陷，
实施例：
在原料退火酸洗机组，厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火；而后经过破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞，使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落并得到细腻的表面；在抛丸工艺环节，叶轮转速1850r/min，钢丸型号配比S110：S170＝1：0.8，而后经过酸洗钝化处理。此时得到NO.1粗糙度为2.86μm。
在修磨机组，利用砂带研磨不锈钢表面，从而降低表面粗糙度，同时能够去除表面附着存在的细小夹杂物，得到细腻的基材表面，提升产品质量。在粗磨生产过程中，砂带型号配比以及压力电流参数控制是影响磨后带钢表面粗糙度指标的关键性因素。砂带型号选用120#研磨目，压力电流选用空载电流+5A。此时得到磨后带钢表面的粗糙度为0.32μm。
精轧工序生产控制时，轧制变形量按照80％，轧辊粗糙度0.18μm控制，轧制到目标厚度。而后进行冷轧退火酸洗生产，经过在线平整机调质校平后，得到2B表面粗糙度为0.08μm。
对比例1：
在原料退火酸洗机组，厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火；而后经过破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞，使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落并得到细腻的表面；在抛丸工艺环节，叶轮转速2150r/min，钢丸型号配比S110：S170＝1：1.1，而后经过酸洗钝化处理。此时得到NO.1粗糙度为3.47μm。
在修磨机组，利用砂带研磨不锈钢表面，从而降低表面粗糙度，同时能够去除表面附着存在的细小夹杂物，得到细腻的基材表面，提升产品质量。在粗磨生产过程中，砂带型号配比以及压力电流参数控制是影响磨后带钢表面粗糙度指标的关键性因素。砂带型号选用120#研磨目，压力电流选用空载电流+5A。此时得到磨后带钢表面的粗糙度为0.67μm。
精轧工序生产控制时，轧制变形量按照80％，轧辊粗糙度0.18μm控制，轧制到目标厚度。而后进行冷轧退火酸洗生产，经过在线平整机调质校平后，得到2B表面粗糙度为0.23μm。
对比例2：
在原料退火酸洗机组，厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火；而后经过破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞，使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落并得到细腻的表面；在抛丸工艺环节，叶轮转速1850r/min，钢丸型号配比S110：S170＝1：0.8，而后经过酸洗钝化处理。此时得到NO.1粗糙度为2.86μm。
在修磨机组，利用砂带研磨不锈钢表面，从而降低表面粗糙度，同时能够去除表面附着存在的细小夹杂物，得到细腻的基材表面，提升产品质量。在粗磨生产过程中，砂带型号配比以及压力电流参数控制是影响磨后带钢表面粗糙度指标的关键性因素。砂带型号选用80#研磨目，压力电流选用空载电流+10A。此时得到磨后带钢表面的粗糙度为0.58μm。
精轧工序生产控制时，轧制变形量按照80％，轧辊粗糙度0.18μm控制，轧制到目标厚度。而后进行冷轧退火酸洗生产，经过在线平整机调质校平后，得到2B表面粗糙度为0.2μm。
对比例3：
在原料退火酸洗机组，厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火；而后经过破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞，使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落并得到细腻的表面；在抛丸工艺环节，叶轮转速1850r/min，钢丸型号配比S110：S170＝1：0.8，而后经过酸洗钝化处理。此时得到NO.1粗糙度为2.86μm。
在修磨机组，利用砂带研磨不锈钢表面，从而降低表面粗糙度，同时能够去除表面附着存在的细小夹杂物，得到细腻的基材表面，提升产品质量。在粗磨生产过程中，砂带型号配比以及压力电流参数控制是影响磨后带钢表面粗糙度指标的关键性因素。砂带型号选用120#研磨目，压力电流选用空载电流+5A。此时得到磨后带钢表面的粗糙度为0.32μm。
精轧工序生产控制时，轧制变形量按照65％，轧辊粗糙度0.25μm控制，轧制到目标厚度。而后进行冷轧退火酸洗生产，经过在线平整机调质校平后，得到2B表面粗糙度为0.15μm。
根据以上实施例与对比例的参照实验，生产完成品后，结合终端客户镜面抛光后的质量效果，具体情况如下：
结合大量实验数据论证以及产品实物质量，本技术方案最终选择镜面板生产工艺设计如下：抛丸机叶轮转速1850r/min，钢丸粒度配比S110:S170＝1:0.8，粗磨砂带型号120#，空载电流+5A参数，冷轧轧制变形量80％，轧辊粗糙度控制在0.15-0.18μm。按照此工艺参数设计生产的镜面不锈钢产品，经过客户使用后，整体质量效果良好，镜面抛光后表面效果最优、无星点质量问题。
本发明专利注重于研究分析镜面抛光后星点缺陷的产生机理，并结合全流程的工序不锈钢产品表面粗糙度的研究控制，制定最优的参数配比，并经过客户的实践验证质量认可，从根本上有效控制了镜面抛光后表面星点缺陷的产生。
特别强调：在本方案的研究过程中，发现带钢表面粗糙度与成品的耐蚀性存在一定关系。在对采用本实验方案的工艺设计方法生产的成品材料，进行中性盐雾试验，模拟环境温度(23±2℃)，NaCl浓度：(50±5)g/L，PH值：6.5-7.2的实验条件下，对样品240h、480h、720h进行测试观察，结果如下：
| 序号 | 240h | 480h | 720h |
| 实施例 | 评级10级 | 评级10级 | 评级10级 |
| 对比例1 | 评级9.5级 | 评级9级 | 评级8.5级 |
| 对比例2 | 评级10级 | 评级9.5级 | 评级9级 |
| 对比例3 | 评级10级 | 评级10级 | 评级9级 |
带钢表面粗糙度越小，成品耐蚀性越好。
本发明专利中申请的缺陷解决方法，已在厂内稳定推行，并成熟应用于镜面不锈钢产品的工艺生产中，取得实质性成效。2022年采用本专利方法攻关解决质量缺陷，全年生产镜面装饰用不锈钢产品32000吨，增加销售收入360万元，创造一定经济效益。全年无市场客户反馈抛光星点的问题，提升客户质量满意度，建立良好口碑。并占据市场份额比例逐步增高，成为全国冠军产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：采用冷轧工序粗糙度指标控制产品粗糙度最大为0.08μm。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：原料经过退火酸洗机组，再经过破鳞机按照进行挤压破鳞；使得带钢表层的氧化铁皮开裂松动，而后经过抛丸机按照一定电流下钢丸喷溅到带钢，使用带钢表层的氧化铁皮剥落，然后进行硫酸酸洗、混酸酸洗钝化，得到NO.1板进行后处理，后处理得到的2B板，2B板的粗糙度最大为0.08μm；
优选的，原料为热轧黑皮钢卷。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：原料经过退火酸洗机组包括厚度3.0-6.0mm的热轧黑皮钢卷，按照1160-1180℃的炉温、TV105-115的速度进行退火。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：破鳞机按照2.5-3.5％的延伸率进行挤压破鳞。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：后处理包括采用修磨机组砂带研磨带钢表面的方式处理NO.1板粗轧表面，然后进行精轧轧制，退火酸洗生产，调质校平处理，得到2B板；
优选的，砂带型号选用120#研磨目，压力电流选用空载电流+5A；
优选的，精轧轧制中轧辊粗糙度控制在0.15-0.18μm。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：对NO.1板按照10-15％的变形量进行粗轧轧制。
7.根据权利要求5所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：对修磨后的钢卷按照60％-80％变形量进行精轧轧制。
8.根据权利要求5所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：退火酸洗生产中炉温按照1080-1180℃控制，速度按照TV90-125控制，而后经过电解硫酸钠、电解硝酸、混酸段，对不锈钢表面进行去除氧化皮、形成钝化层的处理。
9.根据权利要求5所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：按照0.4％的变形量进行调质校平处理，得到抗拉强度≥520MPa、屈服强度≥205MPa、硬度HV≤200、延伸率≥50％性能指标的钢卷。
10.根据权利要求1所述的一种不锈钢镜面抛光后星点缺陷的解决方法，其特征在于：抛丸机叶轮转速1850r/min，钢丸粒度配比S110:S170＝1:0.8。
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