CN110129547A

CN110129547A - 超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法

Info

Publication number: CN110129547A
Application number: CN201910505265.XA
Authority: CN
Inventors: 杨星; 韩小泉; 梁欣亮; 赵永顺
Original assignee: Shanxi Tisco Stainless Steel Precision Strip Co Ltd
Current assignee: Shanxi Tisco Stainless Steel Precision Strip Co Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2019-08-16

Abstract

本发明公开了一种超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，该方法包括：1)卷绕：将轧制变形量60％以上的500mm宽以上、0.02～0.06mm厚的不锈钢带使用钢套筒卷绕成钢卷；2)放置：将卷绕好的钢卷垂直于水平面置入罩式炉内，钢套筒端部作为支点；3)加热：进行第一阶段加热，加热温度为200～250℃，加热时间为5小时，经预设时间后，进行第二阶段加热，加热温度为350～500℃，加热时间为3小时；4)保温：保温10～28小时；5)冷却：保温结束后钢卷在罩式炉内随炉冷却，当炉内温度降至100℃以下时出炉。本发明的超薄不锈钢带的罩式炉热处理工艺，通过对过程参数的精确控制，可以获取超薄超宽超硬的不锈钢带，满足使用需求，并且可以实现工业化量产。

Description

超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法

技术领域

本发明涉及钢带热处理技术领域，尤其涉及一种超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法。

背景技术

随着时代的发展，不锈钢在各领域中的应用越来越广泛，其中高强度、减量化不锈钢的需求尤为突出，例如航天航空领域用弹片、手机柔性屏基板等，开发一种超薄(厚度为0.02～0.06mm)超宽(宽度500mm以上)超硬(维氏硬度580以上，抗拉强度2000MPa以上)的不锈钢材料成为一种趋势。目前国内宽幅不锈钢最薄为0.03mm，超硬超薄不锈钢鲜有报道。

奥氏体不锈钢在不锈钢中占有很大的比例，其产量达到不锈钢总产量的70％。奥氏体不锈钢强度较低，一般冷加工进行强化。301奥氏体不锈钢在冷加工后能达到很大抗拉强度和耐疲劳性，但轧制不锈钢的强度及疲劳性能仍然达不到高端不锈钢的使用需求。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法。具体技术方案如下：

一种超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，所述方法包括：

1)卷绕：将轧制变形量60％以上的500mm宽以上、0.02～0.06mm厚的不锈钢带使用钢套筒卷绕成钢卷；

2)放置：将卷绕好的钢卷垂直于水平面置入罩式炉内，钢套筒端部作为支点；

3)加热：进行第一阶段加热，加热温度为200～250℃，加热时间为5小时，经预设时间后，进行第二阶段加热，加热温度为350～500℃，加热时间为3小时；

4)保温：保温10～28小时；

5)冷却：保温结束后钢卷在罩式炉内随炉冷却，当炉内温度降至100℃以下时出炉。

可选地，在所述步骤1)卷绕过程中，选用内径500mm、壁厚100mm、宽度600mm以上的钢套筒。

可选地，不锈钢带在钢套筒上居中缠绕，在钢套筒两端留出空白段。

可选地，所述步骤3)加热过程中，所述预设时间为0～5小时。

可选地，所述步骤3)至所述步骤5)过程中，罩式炉内充满氢气气氛。

可选地，罩式炉内的压力为0.4～0.6KPa。

可选地，所述不锈钢带为301奥氏体不锈钢。

可选地，所述不锈钢带的厚度公差为±0.002mm。

可选地，所述不锈钢带出炉后的维氏硬度为590～610。

可选地，所述不锈钢带出炉后的屈服强度为1900～2000MPa，抗拉强度为2100～2200MPa。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的超薄不锈钢带的罩式炉热处理工艺，通过将超薄超宽不锈钢带置入罩式炉进行加热、保温、冷却等操作，通过对过程参数的精确控制，可以获取超薄超宽超硬的不锈钢卷，满足使用需求，并且可以实现工业化量产。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，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为本发明一个实施例提供的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法流程图。

具体实施方式

名词解释：

本文中所指的“超薄”是指厚度为0.02～0.06mm，“超宽”是指宽度在500mm以上，“超硬”是指维氏硬度HV580以上，抗拉强度2000MPa以上。

“罩式炉”是炉体为一罩子，使用时炉底不动，炉罩移动，或炉罩不动，炉底移动的热处理炉。其包括外罩及底座，罩壳由钢板及型钢焊接而成，内部为炉衬，加热装置(电热元件或燃气烧嘴)布置在炉膛周围墙壁上。炉台上设有两个导向立柱，便于罩壳安装，根据热处理工艺要求不同可通过不同气氛进行保护。一般由罩式炉加热罩、冷却罩、炉台、内罩及相应冷却、抽空系统组成。

“奥氏体不锈钢”是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。“301奥氏体不锈钢”为牌号12Cr17Ni7的钢种，其化学成分如下：C：≤0.15，Si：≤1.0，Mn：≤2.0，Cr：16.0～18.0，Ni：6.0-8.0，S：≤0.03，P：≤0.045。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

如附图1所示，本发明实施例提供了一种超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，该方法包括：

1)卷绕：将轧制变形量60％以上的500mm宽以上、0.02～0.06mm厚的不锈钢带使用钢套筒卷绕成钢卷。选用超薄超宽的不锈钢带，通过热处理提高其硬度，以获得超宽超薄超硬的不锈钢带成品，满足使用需求。其中，轧制变形量会影响热处理后的钢带性能，通过选用轧制变形量在60％以上的不锈钢带，可以进一步提高成品质量。

2)放置：将卷绕好的钢卷垂直于水平面置入罩式炉内，钢套筒端部作为支点。垂直放置，使不锈钢处于悬空状态，避免磕碰挤压，可以避免压痕和热处理不均匀问题。

3)加热：进行第一阶段加热，加热温度为200～250℃(例如，可以为200℃、220℃、250℃等)，加热时间为5小时，经预设时间后，待钢卷完全均匀受热后，进行第二阶段加热，加热温度为350～500℃(例如，可以为350℃、400℃、500℃等)，加热时间为3小时。通过上述温度控制和时间控制，使超薄超宽不锈钢带发生性能变化，硬度提高。

4)保温：保温10～28小时，举例来说，可以为10小时、18小时、28小时等。

本发明实施例提供的超薄不锈钢带的罩式炉热处理工艺，通过将超薄超宽不锈钢带置入罩式炉进行加热、保温、冷却等操作，通过对过程参数的精确控制，可以获取超薄超宽超硬的不锈钢卷，满足使用需求，并且可以实现工业化量产。

其中，可选地，在步骤1)卷绕过程中，选用内径500mm、壁厚100mm、宽度600mm以上的钢套筒。通过对钢套筒的尺寸进行限定，将卷绕出的不锈钢卷的外形控制在一定范围内，便于置入罩式炉内进行加热。

进一步地，不锈钢带在钢套筒上居中缠绕，在钢套筒两端留出空白段。不锈钢卷垂直置入罩式炉内时，不锈钢带能够保持完全悬空，不与其它部件发生接触。举例来说，对于500mm宽的不锈钢带，钢套筒的宽度为600mm时，其两端可以预留出50mm宽的空白段，钢套筒的宽度为700mm时，其两端可以预留出100mm宽的空白段。

可选地，步骤3)加热过程中，预设时间为0～5小时，即，第一阶段加热和第二阶段加热的间隔可以为0～5小时，举例来说，可以为0小时(即，不间断的进行连续加热)、3小时、5小时等。

可选地，步骤3)至步骤)过程中，罩式炉内充满氢气气氛。即，不锈钢带的加热、保温和冷却过程均在氢气气氛下进行，避免不锈钢带发生氧化，提高钢带表面质量。进一步地，罩式炉内的压力控制在0.4～0.6KPa，举例来说，可以为0.4KPa、0.5KPa、0.6KPa等。

步骤1)卷绕中进行选料时，不锈钢带的厚度公差为±0.002mm，保证退火后的成品钢带的平整度。

本发明实施例提供的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法可以适用于301奥氏体不锈钢。

经过上述方法处理后的不锈钢带，不锈钢带出炉后的维氏硬度可达590～610，不锈钢带出炉后的屈服强度为1900～2000MPa，抗拉强度为2100～2200MPa。可见，经上述方法处理后的不锈钢带，硬度、屈服强度和抗拉强度等性能良好，可以满足高端使用需求。

以下将结合具体示例，对本发明的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法进行进一步阐述说明：

301奥氏体不锈钢在冷加工后(60％以上变形量)的力学性能如表一所示。

表一

硬度/HV	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/％
				≥530	≥1450	≥1740	-

实施例一：

选用301奥氏体不锈钢带，钢带厚度为0.02mm，宽度为540mm，轧制变形量为61％。

1、卷绕：将轧制0.02*540mm的不锈钢带使用内径500mm、壁厚100mm、宽度650mm的钢套筒卷绕成钢卷，钢带居中，在钢套筒两侧各留有约55mm的距离。

2、放置：将卷绕好的不锈钢卷在罩式炉内垂直于水平面放置，钢套筒端部作为支点。

3、加热：加热5小时至200℃，保温1小时，待钢卷完全均匀受热后继续加热3小时至370℃；

4、保温：将钢卷加热至指定温度后保温16小时。

5、冷却：保温结束后钢卷在罩式炉内随炉冷却，当炉内温度降至95℃时出炉。

6、从加热开始至冷却结束，炉内始终充满氢气气氛保护，炉内压力为0.45KPa。

7、经过罩式炉热处理后钢卷性能如表二所示：

表二

厚度/mm	宽度/mm	硬度/HV	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/％
						0.022	540	598/597/602	1902	2100	1

可见，该实施例中，经过上述罩式炉热处理工艺，不锈钢带的硬度、屈服强度和抗拉强度性能得到明显提升，可以获得超薄超宽超硬不锈钢带。

实施例二：

选用301奥氏体不锈钢，钢带厚度为0.04mm，宽度为600mm，轧制变形量为64％。

1、卷绕：将轧制0.04*600mm的不锈钢带使用内径500mm、壁厚100mm、宽度670mm的钢套筒卷绕成钢卷，钢带居中，在钢套筒两侧各留有约35mm的距离。

3、加热：加热5小时至240℃，保温1.5小时，待钢卷完全均匀受热后继续加热3小时至450℃。

4、保温：将钢卷加热至指定温度后保温27小时。

5、冷却；保温结束后钢卷在罩式炉内随炉冷却，当炉内温度降至98℃时出炉。

6、从加热开始至冷却结束，炉内始终充满氢气气氛保护，炉内压力为0.5KPa。

7、经过罩式炉热处理后钢卷性能如表三所示。

表三

厚度/mm	宽度/mm	硬度/HV	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/％
						0.041	600	608/591/605	1922	2150	1

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述方法包括：

4)保温：保温10～28小时；

2.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，在所述步骤1)卷绕过程中，选用内径500mm、壁厚100mm、宽度600mm以上的钢套筒。

3.根据权利要求2所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，不锈钢带在钢套筒上居中缠绕，在钢套筒两端留出空白段。

4.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述步骤3)加热过程中，所述预设时间为0～5小时。

5.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述步骤3)至所述步骤5)过程中，罩式炉内充满氢气气氛。

6.根据权利要求5所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，罩式炉内的压力为0.4～0.6KPa。

7.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述不锈钢带为301奥氏体不锈钢。

8.根据权利要求1或7所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述不锈钢带的厚度公差为±0.002mm。

9.根据权利要求1至7任一项所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述不锈钢带出炉后的维氏硬度为590～610。

10.根据权利要求1至7任一项所述的超薄不锈钢带的罩式炉热处理方法，其特征在于，所述不锈钢带出炉后的屈服强度为1900～2000MPa，抗拉强度为2100～2200MPa。