CN110747407B - 一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢及其制造方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢及其制造方法和应用。该制造方法包括：精炼，采用的炉料的Md30在10℃以下；连铸，钢水流量为2.4吨/分钟‑2.9吨/分钟，水口插入深度为110mm‑140mm，凝固末端的连铸轻压的总压下量≤3.5mm；加热、粗轧、精轧、退火；抛丸，其中，抛丸采用轻抛丸模式；酸洗，酸洗采用先重刷后尼龙刷的模式；抛光后得到的板卷，即完成用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造。本发明还提供了由上述制造方法制得的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢以及由该奥氏体不锈钢制得的叉勺。

Description

一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢及其制造方法和应用
技术领域
本发明涉及一种奥氏体不锈钢，尤其涉及一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢，属于不锈钢技术领域。
背景技术
奥氏体不锈钢不仅具备良好的力学性能和加工成型性，还兼具优异的耐酸、碱、盐腐蚀性能，用不锈钢制成的餐具使用寿命长、美观整洁、容易清洗，奥氏体不锈钢已越来越多地被用到餐具制造行业，并为广大消费者所喜爱。
目前奥氏体不锈钢叉勺在加工制造过程中主要面临的问题包括：
1)不锈钢叉勺的生产过程主要是拉伸和冲压的过程，生产过程的机械加工变形容易导致马氏体相变，使原有不锈钢的奥氏体组织部分转化为马氏体组织，开裂的风险较大；
2)较厚的奥氏体板材(>5mm)在冲压及剪切过程中容易出现中心分层；
3)不锈钢叉勺的抛光是其加工制造过程中非常重要的工序，抛光可以提高产品的外观效果，直接决定成品的质量和附加值，但是不锈钢叉勺复杂繁琐的抛光工序不仅限制了生产效率，增加了制作成本，还会带来额外的环保压力，因此，如何提高奥氏体不锈钢叉勺的研磨抛光性能是整个行业关注的焦点。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有低表面粗糙度的叉勺用奥氏体不锈钢的热轧制造方法。
本发明的另一目的是提供一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢。
本发明的又一目的是提供一种叉勺。
为了实现上述目的，本发明提供给了一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，该制造方法包括：
精炼：对加热后的炉料进行精炼；
连铸：对精炼后的炉料进行连铸；
连铸后的炉料进行加热、粗轧；
粗轧后的炉料进行精轧，精轧中的热轧工艺包括层冷和卷取的步骤；
将精轧后的炉料依次进行退火、抛丸、酸洗和抛光，抛光后得到的板卷，即完成用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造；
其中，炉料的Md30在10℃以下；
连铸的钢水流量为2.4吨/分钟-2.9吨/分钟，水口插入深度为110mm-140mm，凝固末端的连铸轻压的总压下量≤3.5mm；
抛丸采用轻抛丸模式；
酸洗采用先重刷后尼龙刷的模式。
在本发明的一具体实施方式中，本发明的奥氏体不锈钢的制造方法可以依次包括以下步骤：
将炉料送入电炉进行加热，随后送入精炼炉进行精炼，精良用以脱碳、脱氧、脱硫并调整组分；
然后进行连铸，连铸用以将钢水通过结晶器冷却形成板坯，提高生产效率，随后进行加热、粗轧、精轧、退火；其中，加热的目的是保证板坯热轧的温度及组织均匀化；粗轧的目的是通过大的压下量破碎板坯的铸态组织，表面质量稍差；精轧的目的是进一步通过轧制变形以达到产品目标厚度，产品表面质量好，通过层冷达到卷曲温度，实现产品卷曲；退火的目的是消除内应力，降低硬度，提高塑性，便于冷变形加工；
然后进行抛丸、酸洗、抛光，无需经过传统冷轧工艺的轧制、退火酸洗等步骤，即完成奥氏体不锈钢的制造。
在本发明的一具体实施方式中，以炉料的总质量为100％计，炉料的原料组成包括：C≤0.06％，Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P≤0.045％，S≤0.03％，Cr：17.0-19.0％，Ni：8.0-10.0％，Cu：0.1-0.45％，N≤0.06％。
在本发明的奥氏体不锈钢的制造方法中，通过Cu含量的控制(0.1％-0.45％)与其他原料的协同作用，保证材料的Md30稳定控制在10℃以下，确保拉伸冲压过程中不会因为马氏体相变而发生开裂现象。
其中，Md30(℃)是单相奥氏体试料发生30％拉伸变形后，有50％的组织转变成马氏体时的温度，该值越高，奥氏体越不稳定，越容易发生向马氏体的转变。Md30(℃)可用材料的化学成分来表示。
在本发明的一具体实施方式中，在连铸时，控制结晶器液面波动(MLAC，MoldLevel Auto Control)为100％。
在连铸过程中，主要通过塞棒对钢水流量控制和水口插入深度优化实现结晶器液面波动MLAC为100％，防止卷渣发生，消除因为卷渣而造成的中心分层。
在连铸过程中，凝固末端运用连铸轻压下技术，通过辊缝调整最终实现连铸轻压总压下量<3.5mm，可以有效避免连铸坯因中心偏析而造成的分层。
在本发明的奥氏体不锈钢的制造方法中，不锈钢经过热轧及退火处理后，表面附着致密的氧化层，经过抛丸处理使致密的氧化皮产生裂缝。
在本发明的一具体实施方式中，控制抛丸模式为轻抛丸模式(转速≤1800r/min，投射量≤850kg/min)。通过控制抛丸模式，保证热轧产品表面粗糙度<1.2μm。
在本发明的奥氏体不锈钢的制造方法中，抛丸之后，再经过酸洗液渗透剥离残留的氧化皮。
在本发明的一具体实施方式中，酸洗过程中增设Brush刷洗表面氧化皮，Brush模式采用先重刷(Heavy Brush)后尼龙刷(Nylon Brush)的方式，确保除去表面氧化皮的同时表面粗糙度<1.2μm。
在本发明的一具体实施方式中，抛光时，采用的自动研磨设备由上下两个磨盘组成，上磨盘用于固定需要研磨的试样，下磨盘用于安装砂纸，上磨盘的顶头用于在试样和下磨盘之间施加不同的力。
在本发明的一具体实施方式中，抛光时，采用的砂纸为180目-800目。
在本发明的一具体实施方式中，上磨盘顶头压力为10N-100N。
在本发明的一具体实施方式中，抛光时的研磨转速为50转/分钟-150转/分钟，研磨时间为2min。
本发明的奥氏体不锈钢的制造方法的叉勺专用热轧材的研磨性可以达到普通冷轧材水平，而普通热轧材料研磨后表面麻点严重，严重降低了生产效率，造成成本上升。
本发明又提供了一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢，其是通过本发明的上述用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法制得的。
本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的厚度为3.0mm-5.0mm。
本发明还提供了一种叉勺，该叉勺是由本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢制备得到的。采用本发明的不锈钢制备的叉勺的加工性能优异(冲压加工过程中变形抗力小，对磨具损伤小，产品不发生开裂)，成本低(原材料免冷轧，研磨抛光成本低)。
本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，针对叉勺加工成型工艺特征，制定了材料成分Md30管控基准，防止拉伸冲压加工由于马氏体相变而导致的开裂发生。
本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，用低粗糙度热轧材料代替冷轧材料作为叉勺专用材料，省去了冷轧工序及相应的退火酸洗作业，大幅降低了材料的生产成本(1000元/吨)，客户的研磨加工效率高。
本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，精细的热轧材表面粗糙度控制通过抛丸模式和酸洗Brush模式合理匹配完成，避免了氧化皮残留等表面缺陷的发生。
本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，建立了自动研磨基准，可以准确判断不同工艺不同表面状态材料的研磨性，可以作为材料出厂检验基准。
由本发明的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢制备的叉勺的冲压效率有一定提升；而且，叉勺冲压后相对磁导率较低。
附图说明
图1为本发明实施例1的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法的工艺流程图。
图2为本发明实施例1的氧化皮残留缺陷对比图像。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，如图1所示，该制造方法包括：
炉料：采用的炉的原料组成为：C：0.05％，Si：0.5％，Mn：1.1％，P：0.035％，S：0.03％，Cr：18.2％，Ni：8.1％，Cu：0.15％，N：0.04％，和余量的Fe；Md30：7.32℃；
精炼：将炉料送入电炉中进行加热，然后进行精炼；
连铸，将精炼后的炉料进行连铸，其中，通过塞棒控制钢水流量为2.5吨/分钟，水口插入深度为120mm，进而控制结晶器液面波动MLAC为100％；凝固末端运用连铸轻压下技术，凝固末端的连铸轻压的总压下量3mm；
将精炼后的炉料依次经过连铸、加热、粗轧、精轧(包括层冷和卷取)、退火；
抛丸，将退火后的炉料进行抛丸，其中，抛丸采用轻抛丸模式(转速为1500r/min，投射量为600kg/min)；
酸洗，将抛丸后的炉料进行酸洗，其中，酸洗采用先重刷后尼龙刷的模式，确保除去表面氧化皮的同时表面粗糙度1.1μm；由图2可以看出，图2中的图片a没有经过本发明的酸洗模式，其有氧化皮残留，而图2中的图片b经过本发明的酸洗模式避免了氧化皮残留等表面缺陷的发生；
抛光，将酸洗后的炉料进行抛光，抛光时，采用的自动研磨设备由上下两个磨盘组成，上磨盘用于固定需要研磨的试样，下磨盘用于安装砂纸，上磨盘的顶头用于在试样和下磨盘之间施加不同的力。抛光时，采用的砂纸为600目；上磨盘顶头压力为20N；抛光时的研磨转速为120转/分钟，研磨时间为2min后得到的材料，即为用于制备叉勺的奥氏体不锈钢。
该用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的厚度为3.5mm。
本实施例还提供了一种叉勺，其是采用本实施例的奥氏体不锈钢制备的。对该叉勺进行了冲压效率测试和相对磁导率测试，结果显示，叉勺冲压效率可以由常规的5次/分提高到6次/分。冲压后叉勺的相对磁导率由常规的1.27下降到1.08。
实施例2
本实施例提供了一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，该制造方法包括：
炉料：采用的炉的原料组成为：C：0.06％，Si：0.4％，Mn：1.1％，P：0.035％，S：0.03％，Cr：18.2％，Ni：8.03％，Cu：0.35％，N：0.045％，和余量的Fe；Md30：-4℃；
精炼：将炉料送入电炉中进行加热，然后进行精炼；
将精炼后的炉料依次经过连铸、加热、粗轧、精轧(包括层冷和卷取)、退火；
连铸，将精炼后的炉料进行连铸，其中，通过塞棒控制钢水流量为2.7吨/分钟，水口插入深度为130mm，进而控制结晶器液面波动MLAC为100％；凝固末端运用连铸轻压下技术，凝固末端的连铸轻压的总压下量3.2mm；
抛丸，将退火后的炉料进行抛丸，其中，抛丸采用轻抛丸模式(转速为800r/min，投射量为200kg/min)；
酸洗，将抛丸后的炉料进行酸洗，其中，酸洗采用先重刷后尼龙刷的模式，确保除去表面氧化皮的同时表面粗糙度0.9μm；
抛光，将酸洗后的炉料进行抛光，抛光时，采用的自动研磨设备由上下两个磨盘组成，上磨盘用于固定需要研磨的试样，下磨盘用于安装砂纸，上磨盘的顶头用于在试样和下磨盘之间施加不同的力。抛光时，采用的砂纸为800目；上磨盘顶头压力为30N；抛光时的研磨转速为150转/分钟，研磨时间为2min后得到的材料，即为用于制备叉勺的奥氏体不锈钢。
该用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的厚度为5mm。
本实施例还提供了一种叉勺，其是采用本实施例的奥氏体不锈钢制备的。对该叉勺进行了冲压效率测试和相对磁导率测试，结果显示，叉勺冲压效率可以由常规的5次/分提升到7次/分。冲压后叉勺的相对磁导率由常规的1.27下降到1.03。

Claims (9)

1.一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法，该制造方法包括：
精炼：对加热后的炉料进行精炼；
连铸：对精炼后的炉料进行连铸；
连铸后的炉料进行加热、粗轧；
粗轧后的炉料进行精轧，精轧中的热轧工艺包括层冷和卷取的步骤；
将精轧后的炉料依次进行退火、抛丸、酸洗和抛光，抛光后得到的板卷，即完成用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造；
其中，炉料的Md30在10℃以下；
连铸的钢水流量为2.4吨/分钟-2.9吨/分钟，水口插入深度为110mm-140mm，凝固末端的连铸轻压的总压下量≤3.5mm；
抛丸采用轻抛丸模式；
酸洗采用先重刷后尼龙刷的模式；
以炉料的总质量为100％计，所述炉料的原料组成包括：C≤0.06％，Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P≤0.045％，S≤0.03％，Cr：17.0-19.0％，Ni：8.0-10.0％，Cu：0.1-0.45％，N≤0.06％，和余量的Fe。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，在连铸时，控制结晶器液面波动为100％。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，轻抛丸模式的转速≤1800转/分，投射量≤850kg/分钟。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，抛光时，采用的自动研磨设备由上下两个磨盘组成，上磨盘用于固定需要研磨的试样，下磨盘用于安装砂纸，上磨盘的顶头用于在试样和下磨盘之间施加不同的力。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，砂纸为180目-800目；上磨盘顶头压力为10N-100N。
6.根据权利要求1或4所述的制造方法，其中，抛光时的研磨转速为50转/分钟-150转/分钟，研磨时间为2min。
7.一种用于制备叉勺的奥氏体不锈钢，其是通过权利要求1-6任一项所述的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的制造方法制得的。
8.根据权利要求7所述的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢，该用于制备叉勺的奥氏体不锈钢的厚度为3.0mm-5.0mm。
9.一种叉勺，该叉勺是由权利要求7或8所述的用于制备叉勺的奥氏体不锈钢制备得到的。
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