一種高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法
2023-09-21 18:01:45
專利名稱：一種高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法
技術領域：
本發明涉及馬氏體不鏽鋼的製造方法，特別涉及一種高檔刀剪用高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法。
背景技術：
日用的高檔刀剪，要求具有高硬度和高耐磨性，硬度通常達到58HRC，一般用T8、TlO等鋼材滿足硬度要求，採用鍍鉻處理滿足耐腐蝕性要求。但這樣生產出的產品品質不高，而且電鍍生產汙染嚴重，對環境影響大，不符合環保要求。日常生活中，用於日用刀具還有2Crl3、3Crl3等低碳馬氏體不鏽鋼，具有一定的耐蝕性，但是熱處理硬度達不到58HRC的要求。現有的高碳馬氏體不鏽鋼如9Crl8等，具有一定的耐蝕性，經過特殊的熱處理後硬度能達到58HRC，但是9Crl8鋼的生產難度大，生產成本高，而且其加工、熱處理等要求高，在生產高檔美發剪時，用作刀頭的9Crl8與用作刀柄的2Crl3等焊接性不佳，報廢率高，因此難以推廣使用。專利文獻公開了不少具有較高強度、較高硬度、較高耐磨性的馬氏體不鏽鋼。如中國專利(申請號03152883.X)，該發明涉及金屬材料，具體地說是一種旨在為我國的模具、化纖等行業開發出一種具有較高強度、較高硬度、較高耐磨性的耐酸腐蝕的新材料。該材料主要由 O. 35 O. 45%碳，(O. 50 矽，O. 50 O. 90 錳，(O. 035 磷，(O. 020 硫，16. 00 18. 00鉻，O. 10 O. 70鎳，< O. 25銅，I. O I. 25鑰，< O. 50釩，其餘為鐵組成，單位為重量百分數。該發明可以進一步提高不鏽鋼的強度與硬度及耐磨與耐腐蝕性能。如中國專利(申請號200510024430. 8)，該發明涉及一種耐腐蝕磨損的馬氏體不鏽鋼及其製造方法及用途，該馬氏體不鏽鋼的化學成分(重量％ )為C 0. 45 0.60，Cr :16.00 19.00，Ni
2.50 4. 00，Mo 2. 50 4. 00，Si ( I. 00，Mn ( 2. 00, P ^ O. 03，S ( O. 03，其餘為 Fe ;該馬氏體不鏽鋼，具有較高的機械性能和耐腐蝕性能,硬度可達46 54HRC，可加工成適用於海水及含氯化物介質中承受腐蝕磨損的零部件。然而，還罕見有符合刀剪高硬度、高耐磨性且耐腐蝕的馬氏體不鏽鋼及其製造方法的專利文獻或報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法。解決增加鋼含碳量的同時適當地提高含鉻量，然後通過鑰、釩、鈷元素的作用來達到既滿足硬度與耐磨性的要求，又兼顧耐蝕性功能的問題。該方法製造的高碳馬氏體不鏽鋼帶，符合高檔刀剪應用標準並有優異效果。一種高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，熔煉中感應爐配料用廢鋼、鐵合金等配料，按所需化學成分計算需用量。P、S等有害元素一定要小於規定值；Cr、V按收得率97-98%配入；Co、Mo按收得率100%配入；(按收得率95-98%配入；Mn、Si為殘餘元素，廢鋼中的含量不超過規定值。各合金元素在冶煉中的損耗可在鋼包精煉爐中做適當的調整補充。
或熔煉中電弧爐配料用廢鋼、鐵合金等配料，按所需化學成分計算需用量。Co、Mo等的收得率為98-99% ；V的收得率為92-95% ；Cr的收得率為90-92% ；C的收得率為90-93%，再加上O. 3-0. 6%的工藝消耗量；爐料中有害元素P < O. 030%, S ^ O. 060% ;殘餘元素Mn、Si彡1.00%。各合金元素的少量損耗可在鋼包精煉爐中做適當的調整補充。
具體包括以下步驟I)熔煉用感應電爐或鹼性電弧爐熔煉成鋼水，鋼水的溫度為1550_1650°C且去除鋼水面上的渣子；2)精煉鋼水倒入鋼包精煉爐精煉，加入石灰和螢石渣料，渣料量為鋼水量的I % 8 %，通過鋼包上部電極加熱化渣，鋼包底通氬氣，對鋼水進行精煉，進一步去除鋼中的氣體和非金屬夾雜，渣料全部熔化再經10 15分鐘精煉，鋼水溫度達到1560-1580°C，可進行鑄錠操作；3)鑄錠採用鋼錠模鑄成鋼錠，鋼錠緩冷至200°C脫模；4)鍛造將緩冷後的鋼錠鍛造開坯，鋼錠加熱溫度1160-1200°C，鍛造後的鋼坯放入緩冷箱保溫緩冷，200 °C起出空冷；5)熱軋鋼坯熱軋成厚度為3. 5-5. 5mm的鋼帶，熱軋溫度為1150 900°C ；6)初次退火熱軋鋼帶退火，退火加熱溫度為820 900°C，保溫後緩冷至300°C，
再空冷至常溫；7)酸洗退火後的鋼帶進行酸洗，洗淨鋼帶表面的氧化皮；8)冷軋將酸洗後的鋼帶冷軋加工成冷軋鋼帶，冷軋道次壓下量< 30% ；9) 二次退火冷軋鋼帶退火，加熱溫度為720 800°C，保溫後緩冷至300°C以下。其中步驟I)，所述的鋼水溫度優選為1580_1620°C。其中步驟2)，所述的渣料優選為3 : I的石灰和螢石，渣料量為鋼水量的3% 5%。其中步驟2)，所述的精煉過程中檢測並控制化學成分含量，按質量％計，C :0. 9
I.I、Cr 13. 00 15. 00、Mo 0. 10 O. 30、V :0. 10 O. 30、Co 0. 10 O. 30、Si ( I. 00、Mn ( I. 00、P 彡 O. 035、S 彡 O. 030。發明人為得到能滿足上述發明目的的馬氏體不鏽鋼，研究了對每種成分對馬氏體不鏽鋼的耐蝕性以及對耐磨性的影響。主要思路是在增加鋼含碳量的同時適當地提高含鉻量，然後通過鑰、釩、鈷元素的作用來達到既滿足硬度與耐磨性的要求，又兼顧耐蝕性功能。研究得到以下主要見解如下(I)碳(C)可提高鋼的淬硬性和強度，提高鋼淬火後的耐磨性。在高合金鋼中會形成大量的合金碳化物，為保證鋼熱處理後有較佳的硬度，含碳量比相應的碳鋼要高。C以質量％計為O. 90 I. 10。(2)矽(Si)是鋼中存在的一種雜質元素，但可作為脫氧劑而存在鋼中，是鋼中的有益元素。矽含量較低時，能提高鋼材的強度，對塑性和韌性無明顯影響，含量高時具有脆性。Si以質量％計在I. 00以下。(3)錳(Mn)可在一定程度上提高鋼的淬透性。通常以MnS的形式固定鋼中的S。Mn能消除或減輕氧、硫引起的熱脆性,大大改善鋼材的熱加工性能，但過多的Mn會降低鋼的韌性。Mn以質量％計在I. 00以下。
4
(4)磷(P)是鋼中的雜質元素，煉鋼過程中不易去除。隨著磷含量的增加，鋼材的強度、屈強比、硬度均提高，而塑性和韌性顯著降低。尤其是溫度越低，對塑性和韌性的影響越大，顯著加大鋼材的冷脆性。但是P可提高鋼材的耐磨性和耐蝕性，故可配合其他元素作為合金元素使用，從生產成本及其對鋼性能的影響考慮，P以質量％計在O. 035以下。(5)硫⑶是鋼中的雜質元素，對鋼的耐蝕性不利，S以質量％計在O. 030以下。(6)鉻(Cr)既能使鐵基固溶體的電極位提高又能吸收鐵的電子使鐵鈍化，是保證鋼具有耐蝕性的主要元素。當Cr含量低於12. 50時，對提高鋼的耐蝕性不明顯，當Cr含量過高時會影響鋼的熱處理性能，提高了熱處理難度，又提高了生產成本，因此，Cr以質量％計為 13. 00 15. 00。(7)鑰(Mo)是鋼中的合金元素。Mo提高鋼的耐蝕性，其作用是Cr的3倍。Mo能提高鋼的熱處理性能和回火穩定性。Mo以質量％計為O. 10 O. 30。(8)釩(V)是鋼中的合金元素。V是強碳化物形成元素，加入鋼中可減弱碳和氮的不利影響，有效提高強度。V能細化晶粒，提高鋼的性能。V以質量％計為O. 10 O. 30。(9)鈷(Co)是鋼中的合金元素。提高鋼的紅硬性，提高鋼的Ms溫度，改善了鋼的熱處理性能，進而提高了鋼的焊接性能，減少了焊後裂紋的產生，提高了鋼的加工性能。Co以質量％計為O. 10 O. 30。基於以上認識完成，得到一種高碳馬氏體不鏽鋼，以質量％計，由具有下述成分構成的鋼組成c 0. 9 I. 1%, Si :1%以下，Mn :1%以下，P :0. 035%以下，S :0. 030%以下，Cr 13. 00 15. 00%, Mo 0. 10 O. 30%, V 0. 10 O. 30%, Co 0. 10 O. 30%，剩餘部
分為Fe和其它不可避免的雜質。本發明的積極效果是，通過所述的高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，能生產日用的高檔刀剪需具有的高硬度、高耐磨性及硬度通常達到58HRC的不鏽鋼。以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
具體實施例方式一種高碳馬氏體不鏽鋼帶按以下步驟製造熔煉中感應爐配料用廢鋼、鐵合金等配料，按所需化學成分計算需用量。P、S等有害元素一定要小於規定值；Cr、V按收得率97-98%配入；Co、Mo按收得率100%配入；(按收得率95-98%配入；Mn、Si為殘餘元素，廢鋼中的含量不超過規定值。各合金元素在冶煉中的損耗可在鋼包精煉爐中做適當的調整補充。或熔煉中電弧爐配料用廢鋼、鐵合金等配料，按所需化學成分計算需用量。Co、Mo等的收得率為98-99% ；V的收得率為92-95% ；Cr的收得率為90-92% ；C的收得率為90-93%，再加上O. 3-0. 6%的工藝消耗量；爐料中有害元素P < O. 030%, S ^ O. 060% ;殘餘元素Mn、Si彡1.00%。各合金元素的少量損耗可在鋼包精煉爐中做適當的調整補充。具體步驟如下I)熔煉用感應電爐或鹼性電弧爐熔煉成鋼水，鋼水的溫度為1550_1650°C且去除鋼水面上的渣子；2)精煉鋼水倒入鋼包精煉爐精煉，加入石灰和螢石渣料，渣料量為鋼水量的I % 8 %，通過鋼包上部電極加熱化渣，鋼包底通氬氣，對鋼水進行精煉，進一步去除鋼中的氣體和非金屬夾雜，渣料全部熔化再經10 15分鐘精煉，鋼水溫度達到1560-1580°C，可進行鑄錠操作；3)鑄錠採用鋼錠模鑄成鋼錠，鋼錠緩冷至200°C脫模；
4)鍛造將緩冷後的鋼錠鍛造開坯，鋼錠加熱溫度1160-1200°C，鍛造後的鋼坯放入緩冷箱保溫緩冷，200 °C起出空冷；5)熱軋鋼坯熱軋成厚度為3. 5-5. 5mm的鋼帶，熱軋溫度為1150 900°C ；6)初次退火熱軋鋼帶退火，退火加熱溫度為820 900°C，保溫後緩冷至300°C，
再空冷至常溫；7)酸洗退火後的鋼帶進行酸洗，洗淨鋼帶表面的氧化皮；8)冷軋將酸洗後的鋼帶冷軋加工成冷軋鋼帶，冷軋道次壓下量彡30% ；9) 二次退火冷軋鋼帶退火，加熱溫度為720 800°C，保溫後緩冷至300°C以下。實施例I :一種高碳馬氏體不鏽鋼帶製造按上述高碳馬氏體不鏽鋼帶步驟製造；其中步驟I)，所述的鋼水溫度為1550°C。其中步驟2)，所述的渣料為I : I的石灰和螢石，渣料量為鋼水量的1%。其中步驟2)，所述的精煉過程中按上表檢測並控制化學成分含量。產品成分檢測
權利要求
1.一種高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，包括以下步驟1)熔煉用感應電爐或鹼性電弧爐熔煉成鋼水，鋼水的溫度為1550-1650°c且去除鋼水面上的渣子；2)精煉鋼水倒入鋼包精煉爐精煉，加入石灰和螢石的渣料，渣料量為鋼水量的重量比1% 8%，通過鋼包上部電極加熱化渣，鋼包底通氬氣，對鋼水進行精煉，進一步去除鋼中的氣體和非金屬夾雜，渣料全部熔化再經10 15分鐘精煉，鋼水溫度達到1560-1580°C，可進行鑄錠操作；3)鑄錠採用鋼錠模鑄成鋼錠，鋼錠緩冷至200°C脫模；4)鍛造將緩冷後的鋼錠鍛造開坯，開坯後的鋼坯尺寸要適配熱軋；鋼錠加熱溫度1160-1200 0C，鍛造後的鋼坯放入緩冷箱保溫緩冷，200 °C起出空冷；5)熱軋鋼坯熱軋成厚度為3.5-5. 5mm的鋼帶，熱軋溫度為1150 900°C ；6)初次退火熱軋鋼帶退火，退火加熱溫度為820 900°C，保溫後緩冷至300°C，再空冷至常溫；7)酸洗退火後的鋼帶進行酸洗，洗淨鋼帶表面的氧化皮；8)冷軋將酸洗後的鋼帶冷軋加工成冷軋鋼帶，冷軋道次壓下量<30% ；9)二次退火冷軋鋼帶退火，加熱溫度為720 800°C，保溫後緩冷至300°C以下。
2.如權利要求I所述的高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，其特徵是其中步驟I)，所述的鋼水溫度為1580-1620°C。
3.如權利要求I所述的高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，其特徵是其中步驟2)，所述的渣料為重量比3 I的石灰和螢石，渣料量為鋼水量的重量比3% 5%。
4.如權利要求I所述的高碳馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，其特徵是其中步驟2)，所述的精煉過程中檢測並控制化學成分含量，按質量％計，C :0. 9 I. UCr 13. 00 15. 00、Mo 0. 10 O. 30、V 0. 10 O. 30、Co 0. 10 O. 30、Si ( I. 00、Mn ( I. 00、P^O. 035、S 彡 O. 030。
全文摘要
一種馬氏體不鏽鋼帶的製造方法，包括1)熔煉鋼水的溫度為1550-1650℃；2)精煉加入石灰和螢石的渣料，渣料量為鋼水量的重量比1％～8％，；3)鑄錠4)鍛造鋼錠鍛造開坯，5)熱軋鋼坯熱軋成厚度為3.5-5.5mm的鋼帶，熱軋溫度為1150～900℃；6)初次退火熱軋鋼帶退火，退火加熱溫度為820～900℃，保溫後緩冷至300℃，再空冷至常溫；7)酸洗8)冷軋將酸洗後的鋼帶冷軋加工成冷軋鋼帶，冷軋道次壓下量≤30％；9)二次退火冷軋鋼帶退火，加熱溫度為720～800℃，保溫後緩冷至300℃以下。解決了增加鋼含碳量的同時適當地提高含鉻量，然後通過鉬、釩、鈷元素的作用來達到既滿足硬度與耐磨性的要求，又兼顧耐蝕性功能的問題。
文檔編號C22C38/30GK102943211SQ20121049056
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者程朝暉, 宋後奇 申請人:黃山市新光不鏽鋼材料製品有限公司