TWI806450B - 抗敏化不銹鋼白皮鋼板與其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板與其製作方法。此製作方法係於熱軋製程進行線上固溶熱處理製程，以使所製得之不銹鋼鋼板具有良好之抗敏化性質，並藉由特定之除銹製程來去除鋼板之表面銹皮，以提升不銹鋼鋼板之表面品質。

Description

抗敏化不銹鋼白皮鋼板與其製作方法

本發明係有關一種不銹鋼鋼板，特別是提供一種具有抗敏化性質和良好表面品質之不銹鋼鋼板與其製作方法，其中此製作方法不須進行線外固溶熱處理製程。

於習知不銹鋼鋼板之製作方法中，為了避免不銹鋼鋼板產生敏化現象，一般係於熱軋後，對鋼板進行線外固溶熱處理。其中，線外固溶熱處理係將熱軋鋼板移置至另一熱處理爐中進行高溫熱處理，以避免碳化鉻於鋼板晶界析出的敏化現象。請參照圖1，其係顯示依照本發明之先前技術之不銹鋼鋼板於進行線外固溶熱處理後的表面銹皮之掃描式電子顯微鏡照片。當熱軋鋼板進行線外固溶時，鋼板之表面會形成兩層銹皮，其中區域A為鋼板基底，區域B為含鉻空乏區之緻密內層銹，而區域C為鬆散之外層銹。為了進一步製得不銹鋼白皮鋼板，表面銹皮係於高溫熱處理(如退火)後，將鋼板置於酸洗槽中，以藉由酸洗液來去除表面銹皮。

為了有效提升表面銹皮之去除效果，一般係調整酸洗液之組成。一種習知之酸洗液含有鐵離子與氟矽酸，其中酸洗液之濃度為10 g/L至200 g/L，鐵離子濃度為3 g/L至100 g/L，且氟矽酸之含量為50 mmole/L至500 mmole/L。另一種習知之酸洗液含有硫酸、氫氟酸、鐵離子與過氧化氫，其中硫酸濃度至少為150 g/L、氫氟酸濃度至少為40 g/L，鐵離子濃度至少為15 g/L，且過氧化氫之濃度為1 g/L至20 g/L。另一種習知之酸洗液含有硫酸鐵、過氧化氫，以及硫酸鈉酸洗線所使用之電解液。另一種習知之酸洗方法係選用特定之酸洗液，於20℃至80℃下進行酸洗，並於酸洗後，利用20℃至60℃之水進行兩次水洗。所選用之酸洗液含有濃度為1 mol/L至7 mol/L的鹽酸與添加劑，其中添加劑含有過氧化氫、氯酸鉀與/或次氯酸鈉，且添加劑之含量為鹽酸莫耳數之0.1%至3%。

然而，習知之線外固溶處理須額外將鋼板移至另一熱處理爐，以進行高溫熱處理。故，習知製程之流程步驟較為繁瑣，且須花費較高之能源成本。

有鑑於此，亟須提供一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板與其製作方法，以解決習知抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法須進行線外固溶熱處理之缺陷。

因此，本發明之一態樣是在提供一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板的良好表面品質方法，將線上固溶化之方式所製備之抗敏化不銹鋼鋼板，控制熱軋鋼板與噴砂鋼板之表面銹皮的厚度，而可藉由接續之酸洗步驟來完全去除表面銹皮，以製得不銹鋼白皮鋼板。

本發明之另一態樣是在提供一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板，其藉由前述之製作方法所製成。

根據本發明之一態樣，提出一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法。此製作方法係先對鋼胚進行熱軋製程，以形成熱軋鋼板。其中，熱軋製程包含噴水除銹步驟，且熱軋鋼板之表面銹皮的厚度係不大於40 μm。對完成熱軋之鋼板進行噴砂步驟，以形成噴砂鋼板，其中表面銹皮的厚度係不大於20 μm。於進行噴砂步驟後，進行酸洗步驟。

依據本發明之一些實施例，於進行前述之熱軋製程後，此製作方法不進行線外固溶熱處理製程。

依據本發明之一些實施例，前述噴砂步驟之噴砂轉速係不小於2800 rpm。

依據本發明之一些實施例，前述之酸洗步驟僅進行一次。

依據本發明之一些實施例，前述酸洗步驟之時間為單次5分鐘。

依據本發明之一些實施例，前述之酸洗步驟係使用酸洗液來進行，且此酸洗液包含硝酸、氫氟酸與鐵離子(Fe ²⁺)。

依據本發明之一些實施例，前述硝酸之濃度為200 g/L、氫氟酸之濃度為不小於36 g/L，且鐵離子之濃度不大於15 g/L。

依據本發明之一些實施例，前述之酸洗液排除過氧化氫。

依據本發明之一些實施例，前述之抗敏化不銹鋼鋼板不具有表面銹皮。

根據本發明之另一態樣，提出一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板。此抗敏化不銹鋼白皮鋼板係藉由前述之製作方法所製得，且此抗敏化不銹鋼鋼板不具有表面銹皮。

應用本發明抗敏化不銹鋼白皮鋼板與其製作方法，為避免不銹鋼鋼板於製程期間所產生之敏化現象，本案之製作方法不進行線外固溶處理，而係藉由線上固溶之方式來處理不銹鋼鋼板，並藉由控制熱軋鋼板與噴砂鋼板之表面銹皮的厚度，而可進一步利用酸洗步驟有效地去除因線上固溶處理所產生之緻密銹皮。

以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的發明概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

本發明所稱之線上固溶熱處理係指於進行熱軋製程之期間，調整熱軋製程之參數，藉此利用熱軋設備之高溫製程對鋼板進行熱處理，而使所得之熱軋鋼板具有較高的完軋溫度(高於碳化鉻之析出溫度)。反之，線外固溶熱處理係指於進行熱軋製程後，利用另一高溫爐來熱處理所得之熱軋鋼板。

請參照圖2，其係繪示依照本發明之一些實施例之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法之流程圖。方法200係先對鋼胚進行熱軋製程，以形成熱軋鋼板，如操作210所示。本發明之鋼胚沒有特別之限制，但為了要製得不銹鋼鋼板，鋼胚之組成須符合不銹鋼之組成要求。在一些實施例中，本發明之鋼胚係用以製作304不銹鋼鋼板，故鋼胚組成係對應於304不銹鋼鋼板。其次，鋼胚之製備係採用本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知之慣用手段與設備，故在此不另贅述。

根據末端產品之規格要求，具有通常知識者可調整熱軋製程之軋延道次與裁減比。其中，熱軋製程包含噴水除銹步驟。當進行噴水除銹步驟時，於熱軋時生成之部分表面銹皮可被去除。噴水除銹步驟所使用之噴嘴參數(如：噴嘴設置之高度與角度、噴嘴長度和噴水量等)沒有特別之限制，具有通常知識者可根據設備性能與廠房配置等條件來調整，惟所獲得之熱軋鋼板的表面銹皮的厚度須不大於40 μm。若熱軋鋼板之表面銹皮的厚度大於40 μm時，雖仍可藉由後述之除銹製程(噴砂步驟與酸洗步驟)來調整或移除，但所製得之不銹鋼鋼板的表面品質將無法滿足要求，且製作成本係大幅提升。噴水除銹步驟之次數沒有特別之限制，其僅須確保完軋之熱軋鋼板的表面銹皮之厚度不大於40 μm即可。在一些具體例中，對於厚度為35公釐至45公釐之熱軋鋼板，噴水除銹製程之次數可為至少3次。須說明的是，本發明不以此為限，在其他具體例中，噴水除銹製程之次數可根據鋼板之溫度來調整，惟噴水除銹製程之次數不宜過多，以避免鋼板溫度過低(如低於950℃)，而使得鋼板機械性質不符合規範。

在一些實施例中，由於本發明係利用線上固溶之方式來熱處理不銹鋼鋼板，故於進行熱軋製程後，熱軋鋼板不進一步進行熱處理(如退火、固溶及/或其他高溫熱處理)。相較於習知之線外固溶熱處理，藉由線上固溶熱處理所施加之熱能除可避免敏化現象外，表面銹皮之結構亦有所改變。於進行線上固溶熱處理後，熱軋鋼板之表面僅會形成一層較緻密之表面銹皮。為有效去除表面銹皮，接續係進一步對完軋之熱軋鋼板進行除銹製程220。

本發明之除銹製程係先對熱軋鋼板進行噴砂步驟，以形成噴砂鋼板，如操作221所示。其中，噴砂步驟係藉由朝熱軋鋼板之表面噴射噴砂介質，以利用噴砂介質之撞擊力來去除表面銹皮。經噴砂步驟後，所形成之噴砂鋼板之表面銹皮的厚度係不大於20 μm。若噴砂鋼板之表面銹皮的厚度大於20 μm時，過厚之殘留表面銹皮將使所製得之不銹鋼鋼板仍具有表面銹皮。其中，雖然接續之酸洗步驟可進一步用以去除過厚之表面銹皮，但殘留之表面銹皮係較為緻密且較厚，故酸洗步驟之酸洗液的用量將大幅上升，而徒增酸洗步驟之製程成本與酸洗廢液之處理成本。

噴砂製程之參數沒有特別之限制，其僅須可使所製得之噴砂鋼板的表面銹皮不大於20 μm即可。在一些例子中，噴砂步驟之噴砂介質可例如為但不限於碳鋼鋼珠、其他適當之噴砂介質，或上述材料之任意混合。在此些例子中，噴砂介質之規格尺寸沒有特別之限制，惟為了獲得較佳之除銹效果，噴砂介質之直徑可為0.71公釐至0.85公釐。在一些實施例中，噴砂機轉速可不小於2800 rpm，以獲得較佳之除銹效果。在其他實施例中，噴砂製程之噴砂時間至少為75秒。

於進行噴砂步驟後，對噴砂鋼板進行酸洗步驟，以形成抗敏化不銹鋼白皮鋼板，如操作223與操作230所示。酸洗步驟係將噴砂鋼板浸入酸洗液中，以藉由酸洗液移除噴砂鋼板之表面銹皮，而確保所製得之不銹鋼鋼板不具有表面銹皮。在一些實施例中，酸洗液可包含但不限於硝酸、氫氟酸、鐵離子(Fe ²⁺)及/或其他可用以去除表面銹皮之物質。在此些實施例中，硝酸之濃度為200 g/L，氫氟酸之濃度不小於36 g/L，而鐵離子之濃度為不大於15 g/L。較佳地，硝酸之濃度可為200 g/L，氫氟酸之濃度為36 g/L至42 g/L，而鐵離子之濃度為10 g/L至15 g/L。在其他實施例中，為簡化酸洗液之組成，並降低後續酸洗廢液之處理成本，酸洗液不包含過氧化氫。在一些實施例中，酸洗步驟之酸洗液的溫度為50 ℃至55 ℃，而酸洗時間為單次5分鐘。舉例而言，酸洗步驟之酸洗液的溫度可例如為55℃，而酸洗時間為5分鐘。由於噴砂鋼板之表面銹皮的厚度不大於20 μm，故僅須進行一次酸洗步驟即可製得本發明之抗敏化不銹鋼白皮鋼板，其中此不銹鋼鋼板不具有表面銹皮。

以下利用實施例以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。

實施例1

實施例1之不銹鋼鋼板係對符合304不銹鋼組成之鋼胚進行熱軋製程，以形成熱軋鋼板，其中熱軋製程包含噴水除銹步驟，且熱軋鋼板之表面銹皮的厚度為40 μm。然後，對熱軋鋼板進行噴砂步驟，以形成噴砂鋼板，且噴砂鋼板之表面銹皮的厚度為19 μm。其中，噴砂機之轉速為2800 rpm，且噴砂步驟之噴砂時間為75秒。接著，對噴砂鋼板進行一次酸洗步驟，即可製得實施例1之抗敏化不銹鋼白皮鋼板。酸洗液包含36 g/L之氫氟酸、200 g/L之硝酸與15 g/L之鐵離子。其中，酸洗步驟之進行次數係依據不銹鋼鋼板之表面銹皮可完全被去除來決定。

實施例2至實施例3與比較例1至比較例8

實施例2至實施例3與比較例1至比較例8係使用與實施例1之不銹鋼鋼板的製作方法相同之鋼胚與流程步驟，不同之處在於實施例2至實施例3與比較例1至比較例8係改變熱軋鋼板之表面銹皮厚度、噴砂鋼板之表面銹皮厚度與酸洗液之組成，實施例2至實施例3與比較例1至比較例8之製程參數與酸洗步驟之次數如第1表所示，在此不另贅述。

依據第1表之結果可知，實施例1至實施例3係控制熱軋鋼板與噴砂鋼板之表面銹皮的厚度，而可僅藉由進行一次酸洗步驟即可完全去除鋼板之表面銹皮。其次，雖然比較例1至比較例8仍可藉由較多次之酸洗步驟來完全地去除不銹鋼鋼板之表面銹皮，但相較於實施例1至實施例3，比較例1至比較例8亦須耗費較多之酸洗液，而徒增不銹鋼鋼板之製作成本與後續酸洗廢液之處理成本。

請參照圖3A至圖3C，其中圖3A與圖3B分別係顯示依照本發明之實施例1之熱軋鋼板與噴砂鋼板的表面銹皮之掃描式電子顯微鏡照片，且圖3C係顯示依照本發明之實施例1之抗敏化不銹鋼鋼板的表面之照片。由於實施例1於熱軋製程後未進行固溶熱處理製程，故如圖3A與圖3B所示，實施例1之熱軋鋼板與噴砂鋼板的表面僅具有一層較緻密之銹皮。藉由熱軋製程之噴水除銹步驟、噴砂步驟與酸洗步驟，實施例1所製得之抗敏化不銹鋼白皮鋼板不具有表面銹皮(如圖3C所示)。

據此，本發明之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法係藉由線上固溶之熱處理方式來避免不銹鋼鋼板於製程期間產生敏化現象，而可簡化製程作業，並大幅降低製程之能耗。由於線上固溶之熱處理方式會使得鋼板之表面銹皮變得較緻密，故本發明之製作方法係進一步控制熱軋鋼板與噴砂鋼板之表面銹皮的厚度，進而可利用酸洗步驟完全地去除所製得之鋼板表面的緻密銹皮，因此提升抗敏化不銹鋼白皮鋼板的表面品質。進一步而言，藉由調整鋼板於各製程步驟時的銹皮厚度，本發明之酸洗步驟可僅進行一次，而可減少酸洗液之使用，並降低酸洗廢液之處理成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200:方法 210,221,223,230:操作 220:除銹製程 A,B,C:區域

為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解，現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是，各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下。 圖1係顯示依照本發明之先前技術之不銹鋼鋼板於進行線外固溶熱處理後的表面銹皮之掃描式電子顯微鏡照片。 圖2係繪示依照本發明之一些實施例之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法之流程圖。 圖3A係顯示依照本發明之實施例1之熱軋鋼板的表面銹皮之掃描式電子顯微鏡照片。 圖3B係顯示依照本發明之實施例1之噴砂鋼板的表面銹皮之掃描式電子顯微鏡照片。 圖3C係顯示依照本發明之實施例1之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的表面之照片。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

200:方法

210,221,223,230:操作

220:除銹製程

Claims (9)

1. 一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，包含：對一鋼胚進行一熱軋製程，以形成一熱軋鋼板，其中該熱軋製程包含一噴水除銹步驟，且該熱軋鋼板之一表面銹皮的厚度不大於40μm；以及對該熱軋鋼板進行一除銹製程，以形成該抗敏化不銹鋼白皮鋼板，其中該除銹製程包含：對該熱軋鋼板進行一噴砂步驟，以形成一噴砂鋼板，其中該表面銹皮的厚度不大於20μm；以及於進行該噴砂步驟後，進行一酸洗步驟，且其中於進行該熱軋製程後，該製作方法不進行一線外固溶熱處理製程。
2. 如請求項1所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該噴砂步驟之一噴砂轉速不小於2800rpm。
3. 如請求項1所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該酸洗步驟僅進行一次。
4. 如請求項3所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該酸洗步驟之一時間為單次5分鐘。
5. 如請求項1所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該酸洗步驟係使用一酸洗液來進行，且該酸洗液包含硝酸、氫氟酸與鐵離子(Fe²⁺)。
6. 如請求項5所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該硝酸之一濃度為200g/L、該氫氟酸之一濃度為不小於36g/L，且該鐵離子之一濃度不大於15g/L。
7. 如請求項5所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該酸洗液排除過氧化氫。
8. 如請求項1所述之抗敏化不銹鋼白皮鋼板的製作方法，其中該抗敏化不銹鋼白皮鋼板不具有該表面銹皮。
9. 一種抗敏化不銹鋼白皮鋼板，藉由如請求項1至8中之任一項所述之製作方法所製得，其中該抗敏化不銹鋼白皮鋼板不具有一表面銹皮。

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