CN104745785A - 一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法：以1Cr11MoV作为原料钢种并进行冷轧；冷轧原料经开卷、分条及去毛刺后进行高温奥氏体化；进行油浴淬火；进行碱液淬火，其淬火介质为浓度为30~40%NaOH+浓度为10~15%NaNO₂的水溶液；经常规水洗后回火；自然空冷至室温；进行卷取。本发明生产的捆带，其抗拉强度不低于1100MPa，延伸率不低于9%，无分层脆断现象，即力学性能良好；经置于650~700℃高温环境下120h后，抗拉强度能保持初始值的90%以上，表面氧化面积不超过2%，即耐热性能良好；经置于1mol/L H₂SO₄或NaOH溶液中168h后，表面腐蚀面积不超过2%，即耐蚀性能良好。本发明生产的产品完全满足大重量、几何形状复杂的物体进行整体热处理和表面处理时的打捆包装的需要。

Description

一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带的生产方法，具体地属于一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法。

背景技术

超高强度耐热耐蚀捆带是一种高附加值的冷轧深加工产品，适用于大重量、几何形状复杂的物体进行整体热处理和表面处理时的打捆包装，一般应具有优良的力学性能、耐热性能和耐蚀性能。

很多大重量、几何形状复杂的物体诸如钢锭、船锚、拖拉机履带等在进行热处理及表面处理时，由于死角、弯曲、凸凹处太多，人工和机器操作往往不能全部覆盖，需要将其整体送入热处理炉及蓄有酸碱溶液的大容量容器进行作业，这就需要相应的捆带具有较好的力学性能、耐热性能和耐蚀性能，防止因强度偏低或者由于加热和腐蚀造成其断带，引发安全事故。

    在目前市场上，普通的发蓝捆带或涂漆捆带主要用于正常条件下物品的打捆包装，因而耐热和耐蚀性能极其有限。通常情况下，工业生产中主要是通过在钢带表面涂镀、电镀、热镀、喷涂一层或多层防护膜的方式来提高捆带的耐热及耐蚀性能。这种做法比较简单，但也存在非常明显的缺点：一是工序流程比较长，往往需要辅助于额外的涂镀、电镀、热镀、喷涂设备，生产成本高；二是由于镀层或涂层与基材之间的物理化学性质不一致，经过长时间高强度的加热或腐蚀，结合力变差，很容易出现老化、龟裂、脱落等现象，严重影响捆带的使用寿命；三是镀层或涂层厚度往往较大，一般可以达到50~100 μm，捆带进入自动打包机后会经常出现卡带现象，大幅降低生产效率。

就超高强度捆带自身的生产工艺来说，目前一般采用淬火+回火的调质热处理工艺，主要有铅浴等温淬火+回火、盐浴淬火+回火、两相区淬火+回火和油浴淬火+回火等四种方式。       

铅浴等温淬火+回火工艺以液态熔融的Pb为淬火介质，通过形成贝氏体组织以保证产品性能，生产规模也能实现。但由于Pb是一种剧毒元素，严重污染环境，该工艺早已被国家明令禁止使用。

盐浴淬火+回火工艺以熔融的硝酸盐作为淬火介质，具有良好的导热性和较弱的冷却能力，通过形成马氏体组织以保证产品性能，其毒性也要低于Pb浴。但是，生产中要维持大量的硝酸盐长时间处于熔融的液体状态，需要消耗大量的能源，从成本来说很不经济。

两相区淬火+回火工艺以水作为淬火介质，成本低廉、污染较小。但由于冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，无法保证产品具有良好的板形。

油浴淬火+回火工艺以油作为淬火介质，冷却能力较弱，引起的内应力较小，因而产品发生开裂的可能性较低。但是，这种工艺也存在一个明显缺点：钢带在淬火后表面容易残留少量的油，不易清洗，会影响到产品的表面质量；同时，残留的油在回火时也容易发生燃烧，引起火灾事故。

公开号为CN103820725A的中国专利，其公开了一种抗拉强度≥1050 MPa的高温退火用捆带的生产方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.0%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.030~0.060%，Cr：0.50~0.80%，Ni：0.30~0.50%，Als：0.030~0.050%。通过油浴淬火+回火工艺生产出厚度为1.2 mm，抗拉强度不低于1050 MPa，延伸率不低于8%的高温退火用捆带。产品在600~650 °C退火并保温10 h后，其抗拉强度仍然维持1000 MPa以上，延伸率也没有明显变化，也没有出现断带和松卷现象，耐热性能良好。由于其仅采用油作为淬火介质，冷却能力较弱，引起的内应力较小，因而产品发生开裂的可能性较低。但是，钢带在淬火后表面容易残留少量的油，不易清洗，会影响到产品的表面质量；同时，残留的油在回火时也容易发生燃烧，引起火灾事故。

公开号为CN103820724A的中国专利，其公开了一种抗拉强度≥1000 MPa的耐蚀捆带的生产方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.12~0.18%，Mn：0.60~1.20%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Cr：0.30~0.60%，Ni：0.20~0.40%，Mo：0.50~0.70%，Als：0.040~0.070%。通过两相区淬火+回火工艺生产出厚度为1.1 mm，抗拉强度不低于1000 MPa，延伸率不低于9%的耐蚀捆带。该产品在温度40~45 °C，相对湿度不低于90%的大气环境下使用90天后，表面未发生明显的腐蚀，也没有发生断裂，耐蚀性能良好。由于其以水作为淬火介质，成本低廉、污染较小。但因为冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，无法保证产品具有良好的板形。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种具有抗拉强度不低于1100 MPa，延伸率不低于9%，无分层脆断现象，置于650~700 °C 高温环境下120 h后，抗拉强度能保持初始值的90%以上，表面氧化面积不超过2%，置于1 mol/L H₂SO₄或NaOH溶液中168 h后，表面腐蚀面积不超过2%，能满足大重量、几何形状复杂的物体进行整体热处理和表面处理时打捆包装需要的具有超高强度及优良耐热和耐蚀性能的捆带及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法，其步骤：

1) 以1Cr11MoV作为原料钢种；进行11或12道次冷轧轧制，冷轧总压下率控制为75~90%；

2) 冷轧原料经开卷、分条及去毛刺后，在温度为900~950 °C下进行高温奥氏体化，奥氏体化时间控制为8~15 s；

3) 进行油浴淬火，其冷却速度控制为50~80 °C/s，淬火时间控制为25~35 s；

4) 进行碱液淬火，其淬火介质：浓度为30~40%NaOH+浓度为10~15%NaNO₂的水溶液，其冷却速度控制为200~260 °C/s，淬火时间控制为15~25 s；

5) 经常规水洗后，进行回火，其回火温度控制为560~600 °C，回火时间控制为40~70 s；

6) 进行自然空冷，冷却至室温；

7) 进行卷取。

本发明通过大量试验及研究，提出一种新的思路。即采用合金钢1Cr11MoV作为原料钢种，以保证基材的耐热和耐蚀性能。同时采用双介质淬火+回火的方式进行热处理：将高温奥氏体化后的钢带先在油浴中进行淬火冷却，保持一定时间后，转入到NaOH+NaNO₂碱性水溶液中再次进行淬火冷却。其特点：先在油浴中进行淬火冷却，由于油的冷却能力较弱，可以充分保证产品形成所需的马氏体组织，减小淬火内应力，降低产品发生开裂的可能性；然后在NaOH+NaNO₂碱性水溶液中再次进行淬火冷却，一方面可以利用碱液去除钢带表面残留的油，提高产品的表面质量和回火时的安全性；另一方面，高温下在NaOH+NaNO₂碱性水溶液中，钢带表面能够形成一层较薄的化学转化膜，一定程度上可以提高基材的耐蚀性能；再一方面，NaOH+NaNO₂碱性水溶液本身也可以起到冷却的作用，从而保证产品的力学性能。

本发明与现有普通捆带相比，其抗拉强度不低于1100 MPa，延伸率不低于9%，无分层脆断现象，即力学性能良好；用本发明生产的捆带经置于650~700 °C 高温环境下120 h后，抗拉强度能保持初始值的90%以上，表面氧化面积不超过2%，即耐热性能良好；经置于1 mol/L H₂SO₄或NaOH溶液中168 h后，表面腐蚀面积不超过2%，即耐蚀性能良好。本发明生产的产品完全满足大重量、几何形状复杂的物体进行整体热处理和表面处理时的打捆包装的需要。

实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的冷轧及制带工艺参数列表；

表2为本发明各实施例及对比例的力学性能和耐热性能列表；

表3为本发明各实施例及对比例的耐蚀性能列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法，其步骤：

1) 以1Cr11MoV作为原料钢种；进行11或12道次冷轧轧制，冷轧总压下率控制为75~90%；

2) 冷轧原料经开卷、分条及去毛刺后，在温度为900~950 °C下进行高温奥氏体化，奥氏体化时间控制为8~15 s；

3) 进行油浴淬火，其冷却速度控制为50~80 °C/s，淬火时间控制为25~35 s；

4) 进行碱液淬火，其淬火介质：浓度为30~40%NaOH+浓度为10~15%NaNO₂的水溶液，其冷却速度控制为200~260 °C/s，淬火时间控制为15~25 s；

5) 经常规水洗后，进行回火，其回火温度控制为560~600 °C，回火时间控制为40~70 s；

6) 进行自然空冷，冷却至室温；

7) 进行卷取。

表1  本发明各实施例及对比例的冷轧及制带工艺参数

 表2  本发明各实施例及对比例的力学性能和耐热性能列表

表3  本发明各实施例及对比例的耐蚀性能列表

从表2和表3可以看到，本发明申请的捆带，其厚度为0.6~1.0 mm；抗拉强度为1100~1150 MPa，延伸率为9.0~11.0%，产品的力学性能良好；产品置于650~700 °C 高温环境下120 h后，抗拉强度能保持初始值的90%以上，表面氧化面积不超过2%，产品的耐热性能良好；产品置于1 mol/L H₂SO₄或NaOH溶液中168 h后，表面腐蚀面积不超过2%，耐蚀性能良好；产品性能完全满足大重量、几何形状复杂的物体进行整体热处理和表面处理时的打捆包装的需要。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.一种超高强度耐热耐蚀捆带的生产方法，其步骤：

1) 以1Cr11MoV作为原料钢种；进行11或12道次冷轧轧制，冷轧总压下率控制为75~90%；

2) 冷轧原料经开卷、分条及去毛刺后，在温度为900~950 °C下进行高温奥氏体化，奥氏体

   化时间控制为8~15 s；

3) 进行油浴淬火，其冷却速度控制为50~80 °C/s，淬火时间控制为25~35 s；

4) 进行碱液淬火，其淬火介质：浓度为30~40%NaOH+浓度为10~15%NaNO₂的水溶液，其

   冷却速度控制为200~260 °C/s，淬火时间控制为15~25 s；

5) 经常规水洗后，进行回火，其回火温度控制为560~600 °C，回火时间控制为40~70 s；

6) 进行自然空冷，冷却至室温； 

7) 进行卷取。