CN110983191A

CN110983191A - 一种高耐蚀不锈钢板、不锈钢水槽及其制备方法

Info

Publication number: CN110983191A
Application number: CN201911424831.0A
Authority: CN
Inventors: 林孝发; 林孝山; 周年润; 庄子栋; 姜义
Original assignee: Jomoo Kitchen and Bath Co Ltd
Current assignee: Jomoo Kitchen and Bath Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明公开了一种低成本高耐蚀不锈钢板、不锈钢拉伸水槽及其制备方法，所用的原料为2B面冷轧奥氏体型不锈钢板，其中Cr＝18.0～19.0％，Ni＝4.0～5.5％，Mn＝3.0～4.0％，Cu＝1.0～2.5％，C≤0.03％，N＝0.15～0.25％，Mo＝0.1～0.3％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。本发明制备的拉伸水槽耐蚀性能优于普通304不锈钢拉伸水槽；所用不锈钢材质复合成型性好，可用于双槽水槽的拉伸成型；而且材质价格较304不锈钢更低廉，具有成本优势。

Description

一种高耐蚀不锈钢板、不锈钢水槽及其制备方法

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种不锈钢板及不锈钢板制作水槽方法。

背景技术

厨卫水槽用不锈钢以奥氏体型304为代表，304不锈钢因具有良好的塑性成型性能、良好的可焊接性能和耐腐蚀能力，大量用于水槽产品。但304不锈钢中至少8％的镍，因而其原料成本较高。近年来，随着不锈钢的广泛运用，304不锈钢产量在不断增加，镍的消耗量在逐渐增加。另外新能源电池、表面电镀处理等业务发展迅速，使得镍资源越发的紧缺，镍价格上涨明显，进而使得304不锈钢材料价格也随之上涨。

为此，多年来在奥氏体不锈钢中加入低廉锰元素代替价贵的镍元素，以降低不锈钢材料的成本，其中以200系不锈钢为代表。但以锰代镍后的200系不锈钢耐蚀性差，不适宜用于制备直接过水的水槽产品，一般还需进行表面处理(如电镀或喷涂)后再使用，但一旦表面处理层破损，则200系不锈钢基材还是易出现腐蚀现象。近年来针对200系不锈钢耐蚀性能的不足，在先技术如申请号为201810819918.7的中国专利以锰代镍对304不锈钢进行改性时保证了不锈钢的耐腐性能，但也牺牲了奥氏体不锈钢的复合成型性能，特别是不锈钢的涨形性能变差，这又导致水槽拉伸成型时不良率上升。

另外，针对水槽产品的具体应用情况，如拉伸成型的水槽在装修期间经常会接触到装修铁器工具、油漆或腻子粉等，易导致表面生锈；因此水槽产品对不锈钢材料提出了很多的高要求：材料成本低、耐蚀性优异、涨形性能好等，而现有的不锈钢材料不能兼顾以上多种要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种不锈钢板、不锈钢水槽及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种高耐蚀不锈钢板，其所用的原料包括：Cr＝18.0～19.0％，Ni＝4.0～5.5％，Mn＝3.0～4.0％，Cu＝1.0～2.5％，C≤0.03％，N＝0.15～0.25％，Mo＝0.1～0.3％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

优选的，Cr＝18.1～18.6％，Ni＝4.2～5.5％，Mn＝3.2～3.8％，Cu＝1.2～2.2％，C≤0.03％，N＝0.15～0.25％，Mo＝0.1～0.25％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe

优选的，Cr＝18.2～18.5％，Ni＝4.2～5.0％，Mn＝3.5～3.8％，Cu＝1.5～2.0％，C≤0.03％，N＝0.18～0.25％，Mo＝0.1～0.2％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

优选的，Cr＝18.2～18.5％，Ni＝4.2～4.5％，Mn＝3.5～3.6％，Cu＝1.5～1.8％，C≤0.03％，N＝0.2～0.25％，Mo＝0.1～0.18％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

本发明还提供了一种拉伸水槽的制备方法，包括下料、一次拉伸、中间退火、二次拉伸、切边、拉丝；所述一次拉伸，压力为620～640T，行程15～18cm；

所述中间退火为光亮退火，退火气氛为氨气，退火温度为1000～1060℃，退火保温时间10～15min；

所述二次拉伸，压力780～820T，行程4～6cm。

本发明所述的水槽，不锈钢板优选为1.0～3.0mm规格的板材。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本发明通过不锈钢原料中各组分的配伍，使不锈钢板具有优异的耐蚀性能、较好的拉伸性能及较高的强度，综合性能较佳。

不锈钢原料中含有Cr，可生成Cr₂O₃钝化保护膜，使不锈钢板具有耐蚀性。Cr含量控制在18-19％，大于19％奥氏体组织不稳定，会导致时效开裂，降低不锈钢板的拉伸性能；低于18％则耐点蚀性能不足，当用此不锈钢板制作的水槽在使用环境较差时(如跟装修铁器工具、油漆/腻子粉接触时)特别容易出现腐蚀情况。Mo能在不锈钢表面形成更为致密牢靠的含钼氧化物，能使不锈钢的钝化膜稳定，提高不锈钢的耐点蚀性能，可使不锈钢的耐蚀性能得到提升。加入0.1～0.3％的Mo，可使不锈钢的耐蚀性能得到提升，超过0.3％则会使材料成本明显增加。

除此之外，Cu、N、Mn等也能进一步提高不锈钢的耐腐蚀性。Cu是奥氏体形成元素，可调高不锈钢基体的电位，提升奥氏体不锈钢的成型性能和耐蚀性能；N在不锈钢中固溶强化作用强，能提高不锈钢强度，但N含量超过0.25％，其低温韧性将会降低。添加Mn元素可保持奥氏体组织的稳定性，Mn含量控制在3-4％，Mn含量低于3％奥氏体组织不稳定，Mn含量超过4％会降低不锈钢的耐点蚀性能。

同时本发明不锈钢板，用少量Ni的同时还具有较好的拉伸性能，Ni是奥氏体形成元素，加Ni可提高奥氏体塑性和韧性，Ni含量在4％～6％的胀形和拉伸性能均能满足水槽拉伸成型需求。Ni含量低于4％，其成型性能较差特别是胀形性明显不足，水槽拉伸成型时特别是双槽成型时易开裂，生产不良率高；Ni含量超过6％，则无材料降本空间。此外适量的Cu除了能提高不锈钢的耐腐蚀性能外，还能提升成型性能，Cu含量低于1％，对水槽双槽的拉伸成型性能改善不明显；Cu含量高于2.5％，不锈钢板材的热加工性能会降低。

不锈钢板原料中，并不是各组分作用的叠加，而是相互配合，相互影响。本发明利用原料中各组分的配伍，通过减少Ni等价格较贵的组分含量，降低成本，还能保证不锈钢板的拉伸性能，并进一步提高其耐腐蚀性能。

具体实施方式

下面结合实施例具体说明本发明的内容：

实施例1

以不锈钢板为材料制作拉伸水槽，本实施例不锈钢原料中各元素如表1实施例1所示。拉伸水槽的制备：

(1)下料：将1.0～3.0mm规格的不锈钢卷料送入剪板机剪切成水槽所需展开尺寸。

(2)剪角：将下料后的平板料送入剪板机按设计要求进行四角多余材料剪切。

(3)一次拉伸：将剪角后的平板料送入油压机，首先根据原料展开尺寸和所要拉的槽体尺寸在模具上布置好拉伸筋位置，然后进行第一次拉伸，压力为620～640T，行程15～18cm，拉伸后的槽体深度达总深度的80-90％。

(4)退火：上述水槽在光亮退火炉中进行退火处理，退火为光亮退火，退火气氛为氨气，退火温度为1000～1060℃，退火保温时间10～15min。

(5)二次拉伸：将退火后的不锈钢水槽在专用模具和油压机上进行第二次拉伸成型，压力780～820T，行程4～6cm。使得槽体和边框同时拉出并达设计总深度要求为190-240mm。

(7)切边：将第二次拉伸后的水槽在专用模具和油压机上按水槽四边轮廓尺寸要求进行切边。

(8)拉丝：用砂轮对水槽盆体、侧壁和面板进行研磨，在表面上形成线纹。

(9)冲孔：在专用模具和油压机上进行槽内底落水孔冲制。

按质量百分比计，不锈钢钢板原料的组分为：Cr＝18.2％，Ni＝5.4％，Mn＝3.6％，Cu＝1.3％，C＝0.02％，N＝0.21％，Mo＝0.15％，Si＝0.4％，P＝0.04％，S＝0.001％，余量为Fe。

实施例1中不锈钢组成与拉伸水槽的性能列于表1，性能测试列于表2。

实施例2～7

与实施例1不同的是，所用不锈钢组分不同，其各组分列于表1与性能测试列于表2。

对比例1～4

表1拉伸水槽不锈钢原材料组分

材料复合成形性能以不锈钢板材杯突值来衡量。杯突值越深，不锈钢涨形性能越好，拉伸成型双槽产品时，涨形开裂不良率越少。杯突试验是用规定的钢球或球形冲头顶压在模内的试样，直至试样产生第一条裂纹为止，其压入深度(mm)即杯突值(EI)，以此来判定金属材料冲压性能大小。杯突实验依据GB/T 4156-2007(ISO 20482:2003)标准进行测量。杯突实验中所使用的参数为：材料厚度：1mm，控制载荷：5kN，压边力：30kN，凸模速度：7mm/min，材料尺寸：直径90mm，凸模尺寸：直径20mm。

水槽耐蚀性能根据GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》中的Cu加速醋酸盐雾试验(CASS试验)进行，样品判定为9级即停止试验，记录试验时间；同时根据拉伸水槽产品的特点，进行铁钉试验：将无锈Q235铁钉放置于水槽底部，并在铁钉上滴水将铁钉裹入，静置12h后，移走铁钉后看水槽底部锈点是否能被擦除。

表2拉伸水槽的性能测试结果

由实施例1～7和对比例1～4可知，当制备工艺参数相同时，不锈钢板原料组分对水槽性能有较大影响。Cr的含量高于19.0％，在一次拉伸过程中已经开裂，这是由于Cr含量大于19.0％时，奥氏体组织不稳定，延展性差，会导致时效开裂(如对比例2)；低于18.0％则耐点蚀性能不足，在水槽使用环境较差时(如跟装修铁器工具、油漆/腻子粉接触时)特别容易出现腐蚀情况。Ni含量低于4.0％，其成型性能较差特别是胀形性明显不足，水槽拉伸成型时特别是双槽成型时易开裂，生产不良高(如对比例1)。添加Mn元素可保持奥氏体组织的稳定性，Mn含量控制在3.0-4.0％，Mn含量低于3.0％奥氏体组织不稳定，Mn含量超过4.0％会降低不锈钢的耐点蚀性能(对比例3)。

Cu在不锈钢中可提升成型性能和耐腐蚀性能，Cu含量低于1％，对水槽双槽的拉伸成型性能改善不明显；Cu含量高于2.5％，不锈钢板材的热加工性能会降低。氮能提高不锈钢的强度，增加奥氏体稳定性，还能提高耐腐蚀性，但氮含量超过0.25％，其低温韧性将会降低。钼能使不锈钢的钝化膜稳定，提高不锈钢的耐点蚀性能，加入0.1～0.3％的钼，可使不锈钢的耐蚀性能得到提升，超过0.3％则会使材料成本明显增加。

因此Cr＝18.0～19.0％，Ni＝4.0～5.5％，Mn＝3.0～4.0％为宜，降低成本的同时保证了水槽耐腐蚀及拉伸成型的性能。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims

1.一种高耐蚀不锈钢板，其特征在于，按质量比，

其所用的原料包括：Cr＝18.0～19.0％，Ni＝4.0～5.5％，Mn＝3.0～4.0％，Cu＝1.0～2.5％，C≤0.03％，N＝0.15～0.25％，Mo＝0.1～0.3％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

2.如权利要求1所述的一种高耐蚀不锈钢板，其特征在于，Cr＝18.1～18.6％，Ni＝4.2～5.5％，Mn＝3.2～3.8％，Cu＝1.2～2.2％，C≤0.03％，N＝0.15～0.25％，Mo＝0.1～0.25％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

3.如权利要求1所述的一种高耐蚀不锈钢板，其特征在于，Cr＝18.2～18.5％，Ni＝4.2～5.0％，Mn＝3.5～3.8％，Cu＝1.5～2.0％，C≤0.03％，N＝0.18～0.25％，Mo＝0.1～0.2％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

4.如权利要求1所述的一种高耐蚀不锈钢板，其特征在于，Cr＝18.2～18.5％，Ni＝4.2～4.5％，Mn＝3.5～3.6％，Cu＝1.5～1.8％，C≤0.03％，N＝0.2～0.25％，Mo＝0.1～0.18％，Si≤0.5％，P≤0.045％，S≤0.03％，余量为Fe。

5.一种拉伸水槽的制备方法，其特征在于，包括下料、一次拉伸、退火、二次拉伸、切边、拉丝、冲孔，其中，所用的原料为权利要求1～4所述的任意一种高耐蚀不锈钢板；所述一次拉伸，压力为620～640T，行程15～18cm；所述退火为光亮退火，退火气氛为氨气，退火温度为1000～1060℃，退火保温时间10～15min；所述二次拉伸，压力780～820T，行程4～6cm。