CN111235474A - 一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属加工技术领域，具体的说是一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法，C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8‑0.9％,Hf:0.01‑0.02％Cu：0.8‑1.2％，余量为Fe；不锈钢棒外壁包裹有干燥层；所述干燥层由干燥剂组成；所述干燥层外壁包裹有保护层；所述保护层为橡胶材质，通过本发明有效的解决了液体输送时，管道内部细菌的滋生，避免了封闭管道内部长时间使用的会滋生大量细菌，进而导致液体污染，甚至对使用者产生健康危害等问题，且不锈钢棒外设有干燥层可有效防止水分及其他物质对不锈钢棒的侵蚀，提高使用寿命，保护层的设置不仅对不锈钢棒进一步的进行了保护。

Description

一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，具体的说是一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法。
背景技术
不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性，“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能，成功的关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种，和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种，它们都含有17～22％的铬，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
现有技术中，不锈钢若用于污水管道等湿度大的地方，很容易发生腐蚀且滋生细菌，且不锈钢生产都会镀层，用于管道中的话，很容易被杂物划伤，导致镀层破坏失去耐腐蚀性，不锈钢制作的不锈钢型材不具有保护性。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本公司设计研发了一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中，锈钢若用于污水管道等湿度大的地方，很容易发生腐蚀且滋生细菌，且不锈钢生产都会镀层，用于管道中的话，很容易被杂物划伤，导致镀层破坏失去耐腐蚀性，不锈钢制作的不锈钢型材不具有保护性，本发明提出一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高耐腐蚀不锈钢，该高耐腐蚀不锈钢由以下成分组成：
C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8-0.9％,Hf:0.01-0.02％Cu：0.8-1.2％，余量为Fe；通过加入Zr、Hf和Cu，使得原有高强度、耐磨性以及硬度的钢材料；同时具有一定的抗菌性，解决了液体输送时，管道内部细菌的滋生，避免了封闭管道内部长时间使用的会滋生大量细菌，进而导致液体污染，甚至对使用者产生健康危害等问题。
一种不锈钢的制造方法包括以下步骤：
S1：将C、N、Si、Mo、V、Ti、Nb、Nb、O、Mn、P、S、Cr、Ni按照要求进行配比，加入到Fe中采用电炉EF、氩氧脱碳炉AOD和真空氧精炼炉VOD三步法进行冶炼，获得钢水；通过在将原料加入到电驴EF、氩氧脱碳炉AOD和真空氧精练炉，可以对实现较高的加热温度，进而实现高熔点的原料能够快速熔化，并且得到充分混合。
S2：将S1中得到的钢水进行充分搅拌，同时加入Zr、Hf和Cu得到连铸坯，然后对连铸坯进行热修，而后进行热轧，再先用工业酒精进行喷淋，后采用乙醇进行喷淋，同时采用风机进行鼓风吹气，完成后在1100℃条件下进行连续退火，退火完成后，再采用水冷快速冷却，获得不锈钢棒；通过在对钢水进行搅拌，促进钢水进一步充分混合，通过在钢水的内部加入Zr、Hf和Cu，制得连铸坯，同时通过热轧和退火，得到的不锈钢棒，一方面强度、耐磨性以及硬度较高，同时具有一定的抗菌性；热轧后采用工业酒精喷淋，利于其易燃特性再对铸坯进行过火加热，可改善由于热轧带来的应力；同时采用乙醇进行喷淋，配合风机可促进铸坯的快速冷却，一方面可减少生产时间，另一方面可由于乙醇的使用，加快挥发，减轻铸坯氧化情况，提高材料的利用率。
S3：然后将S2中得到的不锈钢棒置于喷丸机中进行喷丸，以对不锈钢棒的内部进行充分的表面硬化和除污处理；通过特制喷丸机，可以有效的对不锈钢棒表面进行硬化处理，同时可以出去不锈钢棒内部的灰尘、杂质，以及多余坯料；完成喷丸处理后，再将该不锈钢棒采用混酸进行酸洗，同时通过硫酸水溶液进行电解；最后通过酸洗，再次进行表面处理，同时酸洗后的不锈钢棒表面，可以在表面形成因此氧化膜，使用时，可以对钢管表面起到保护作用。
S4：将S3中电镀后的不锈钢棒采用纯水清洗烘干后，在不锈钢棒上喷淋防锈油剂，一方面可保证不锈钢棒不易生锈耐腐蚀，另一方面可作为粘接剂使用，粘附干燥剂，再将不锈钢棒表面均匀包裹干燥剂，采用干燥剂，一方面可吸收防锈油剂中水分，确保水分不会影响不锈钢棒，另一方面在日常使用过程中，可吸收环境中水分，避免不锈钢棒腐蚀，形成干燥层；之后再将均匀包裹干燥剂的不锈钢棒表面，喷淋橡胶熔体，可有效保障干燥剂附着在不锈钢棒表面不会脱离，同时还能保护不锈钢棒不易被腐蚀；形成保护层，冷却干燥后得到不锈钢型材。
优选的，所述工业酒精的喷淋方式采用喷淋3s，停顿1s的方式；所述乙醇浓度为5％；；防止由于工业酒精燃烧引燃喷淋管。
优选的，所述防锈油剂是由50％防锈油与50％乙醇混合而成；防锈油粘度较大流动性不佳，采用喷淋形式为了保证生产自动化的进行，与乙醇配合使用，可稀释防锈油，使其流动性增加易使用在喷淋装置中，同时乙醇的添加不会影响其粘度可有效的粘附住干燥剂；同时乙醇易于挥发，乙醇附着在不锈钢棒表面易使不锈钢棒腐蚀，由于乙醇易挥发，因此在包裹完干燥剂后喷淋熔体橡胶，可有效利用熔体橡胶的高温使乙醇挥发，而乙醇挥发时需穿过干燥层可很好的将干燥剂与熔体橡胶结合，且干燥剂与不锈钢棒贴合更好，使熔体橡胶具有干燥的特点，且由于乙醇气化吸热可使熔体橡胶内部先凝固，减弱其流动性，可保证熔体橡胶的均匀性；同时乙醇气化会是橡胶表面形成小孔，也可避免熔体橡胶在干燥过程中形成鼓包的情况。
优选的，所述不锈钢棒在喷淋橡胶时顺逆时针交替旋转，交替旋转保证保护层的均匀一致性，转速为100r/min。
优选的，所述不锈钢型材包括不锈钢棒、干燥层与保护层；所述不锈钢棒外壁包裹有干燥层；所述干燥层由干燥剂组成；所述干燥层外壁包裹有保护层；所述保护层为橡胶材质，不锈钢棒外设有干燥层可有效防止水分及其他物质对不锈钢棒的侵蚀，提高使用寿命，保护层的设置不仅对不锈钢棒进一步的进行了保护，同时也对干燥层进行稳固，使得不锈钢棒可用于污水或者潮湿地区。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法，该高耐腐蚀性不锈钢材料，通过Fe加入的原料增加Zr、Hf和Cu，使得原有高强度、耐磨性、抗腐蚀以及硬度的钢材料，同时具有一定的抗菌性，解决了液体输送时，管道内部细菌的滋生，避免了封闭管道内部长时间使用的会滋生大量细菌，进而导致液体污染，甚至对使用者产生健康危害等问题。
2.本发明所述的一种高耐腐蚀不锈钢及其制造方法，锈钢棒外设有干燥层可有效防止水分及其他物质对不锈钢棒的侵蚀，提高使用寿命，保护层的设置不仅对不锈钢棒进一步的进行了保护，同时也对干燥层进行稳固，使得不锈钢棒可用于污水或者潮湿地区。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的锈钢的制造方法流程图；
图2是本发明不锈钢型材的立体图；
图中：不锈钢棒1、干燥层2与保护层3。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图2所示，本发明所述的一种高耐腐蚀不锈钢，该高耐腐蚀不锈钢由以下成分组成：
C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8-0.9％,Hf:0.01-0.02％Cu：0.8-1.2％，余量为Fe；通过加入Zr、Hf和Cu，使得原有高强度、耐磨性以及硬度的钢材料同时具有一定的抗菌性，解决了液体输送时，管道内部细菌的滋生，避免了封闭管道内部长时间使用的会滋生大量细菌，进而导致液体污染，甚至对使用者产生健康危害等问题。
一种不锈钢的制造方法包括以下步骤：
S1：将C、N、Si、Mo、V、Ti、Nb、Nb、O、Mn、P、S、Cr、Ni按照要求进行配比，加入到Fe中采用电炉EF、氩氧脱碳炉AOD和真空氧精炼炉VOD三步法进行冶炼，获得钢水；通过在将原料加入到电驴EF、氩氧脱碳炉AOD和真空氧精练炉，可以对实现较高的加热温度，进而实现高熔点的原料能够快速熔化，并且得到充分混合。
S2：将S1中得到的钢水进行充分搅拌，同时加入Zr、Hf和Cu得到连铸坯，然后对连铸坯进行热修，而后进行热轧，再先用工业酒精进行喷淋，后采用乙醇进行喷淋，同时采用风机进行鼓风吹气，完成后在1100℃条件下进行连续退火，退火完成后，再采用水冷快速冷却，获得不锈钢棒1；通过在对钢水进行搅拌，促进钢水进一步充分混合，通过在钢水的内部加入Zr、Hf和Cu，制得连铸坯，同时通过热轧和退火，得到的不锈钢棒1，一方面强度、耐磨性以及硬度较高，同时具有一定的抗菌性；热轧后采用工业酒精喷淋，利于其易燃特性再对铸坯进行过火加热，可改善由于热轧带来的应力；同时采用乙醇进行喷淋，配合风机可促进铸坯的快速冷却，一方面可减少生产时间，另一方面可由于乙醇的使用，加快挥发，减轻铸坯氧化情况，提高材料的利用率。
S3：然后将S2中得到的不锈钢棒1置于喷丸机中进行喷丸，以对不锈钢棒1的内部进行充分的表面硬化和除污处理；通过特制喷丸机，可以有效的对不锈钢棒1表面进行硬化处理，同时可以出去不锈钢棒1内部的灰尘、杂质，以及多余坯料；完成喷丸处理后，再将该不锈钢棒1采用混酸进行酸洗，同时通过硫酸水溶液进行电解；最后通过酸洗，再次进行表面处理，同时酸洗后的不锈钢棒1表面，可以在表面形成因此氧化膜，使用时，可以对钢管表面起到保护作用。
S4：将S3中电镀后的不锈钢棒1采用纯水清洗烘干后，在不锈钢棒1上喷淋防锈油剂，一方面可保证不锈钢棒1不易生锈耐腐蚀，另一方面可作为粘接剂使用，粘附干燥剂，再将不锈钢棒1表面均匀包裹干燥剂，采用干燥剂，一方面可吸收防锈油剂中水分，确保水分不会影响不锈钢棒1，另一方面在日常使用过程中，可吸收环境中水分，避免不锈钢棒1腐蚀，形成干燥层2；之后再将均匀包裹干燥剂的不锈钢棒1表面，喷淋橡胶熔体，可有效保障干燥剂附着在不锈钢棒1表面不会脱离，同时还能保护不锈钢棒1不易被腐蚀；形成保护层3，冷却干燥后得到不锈钢型材。
作为本发明的一种实施方式，所述工业酒精的喷淋方式采用喷淋3s，停顿1s的方式；所述乙醇浓度为5％；防止由于工业酒精燃烧引燃喷淋管。
作为本发明的一种实施方式，所述防锈油剂是由50％防锈油与50％乙醇混合而成；防锈油粘度较大流动性不佳，采用喷淋形式为了保证生产自动化的进行，与乙醇配合使用，可稀释防锈油，使其流动性增加易使用在喷淋装置中，同时乙醇的添加不会影响其粘度可有效的粘附住干燥剂；同时乙醇易于挥发，乙醇附着在不锈钢棒1表面易使不锈钢棒1腐蚀，由于乙醇易挥发，因此在包裹完干燥剂后喷淋熔体橡胶，可有效利用熔体橡胶的高温使乙醇挥发，而乙醇挥发时需穿过干燥层2可很好的将干燥剂与熔体橡胶结合，且干燥剂与不锈钢棒1贴合更好，使熔体橡胶具有干燥的特点，且由于乙醇气化吸热可使熔体橡胶内部先凝固，减弱其流动性，可保证熔体橡胶的均匀性；同时乙醇气化会是橡胶表面形成小孔，也可避免熔体橡胶在干燥过程中形成鼓包的情况。
作为本发明的一种实施方式，所述不锈钢棒1在喷淋橡胶时顺逆时针交替旋转，交替旋转保证保护层3的均匀一致性，转速为100r/min。
作为本发明的一种实施方式，所述不锈钢型材包括不锈钢棒1、干燥层2与保护层3；所述不锈钢棒1外壁包裹有干燥层2；所述干燥层2由干燥剂组成；所述干燥层2外壁包裹有保护层3；所述保护层3为橡胶材质，不锈钢棒1外设有干燥层2可有效防止水分及其他物质对不锈钢棒1的侵蚀，提高使用寿命，保护层3的设置不仅对不锈钢棒1进一步的进行了保护，同时也对干燥层2进行稳固，使得不锈钢棒1可用于污水或者潮湿地区。
为了验证本发明所制备的高耐腐蚀不锈钢的抗菌效果，及其在使用过程中管道内部大肠杆菌数量变化，同时探究本发明添加原料变化在抗菌效果上的影响，做出如下四组实验组：
实验组1
取C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Hf:0.01-0.02％Cu：0.8-1.2％，余量为Fe及其杂质，按照本发明的方法制备该高耐腐蚀不锈钢，模拟不锈钢棒半封闭条件，将培养皿底部加入该高耐腐蚀不锈钢，然后将培养的大肠杆菌涂抹于该不锈钢表面，并检测原始菌落数，24h后、48h后以及72h后，分别检测菌落数，并进行记录。
实验组2
取C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8-0.9％,Cu：0.8-1.2％，余量为Fe及其杂质，按照本发明的方法制备该高耐腐蚀不锈钢，模拟不锈钢棒半封闭条件，将培养皿底部加入该高耐腐蚀不锈钢，然后将培养的大肠杆菌涂抹于该不锈钢表面，并检测原始菌落数，24h后、48h后以及72h后，分别检测菌落数，并进行记录。
实验组3
取C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8-0.9％，Hf:0.01-0.02％余量为Fe及其杂质，按照本发明的方法制备该高耐腐蚀不锈钢，模拟不锈钢棒半封闭条件，将培养皿底部加入该高耐腐蚀不锈钢，然后将培养的大肠杆菌涂抹于该不锈钢表面，并检测原始菌落数，24h后、48h后以及72h后，分别检测菌落数，并进行记录。
实验组4
取C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8-0.9％，Hf:0.01-0.02％，Cu：0.8-1.2％，余量为Fe及其杂质，按照本发明的方法制备该高耐腐蚀不锈钢，模拟不锈钢棒半封闭条件，将培养皿底部加入该高耐腐蚀不锈钢，然后将培养的大肠杆菌涂抹于该不锈钢表面，并检测原始菌落数，24h后、48h后以及72h后，分别检测菌落数，并进行记录。
实验组5
取C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％余量为Fe及其杂质，按照本发明的方法制备该高耐腐蚀不锈钢，模拟不锈钢棒半封闭条件，将培养皿底部加入该高耐腐蚀不锈钢，然后将培养的大肠杆菌涂抹于该不锈钢表面，并检测原始菌落数，24h后、48h后以及72h后，分别检测菌落数，并进行记录。
表1(实验组原料成分对比)
Figure BDA0002388028070000071
表1(大肠杆菌菌落数统计)
Figure BDA0002388028070000072
Figure BDA0002388028070000081
表2显示，通过实验组1、2和3可以看出，当原料中加入新的原料成分情况下，随着时间的推移，大肠杆菌菌落数明显减少；通过实验组4当原料中不加入新的原料成分情况下，随着时间的推移，大肠杆菌菌落数未明显减少，通过实验组5可以看出，随着时间的推移，相较于加入部分新原料，大肠杆菌菌落数大幅减少；可知本发明Zr，Hf，Cu新添加原料可以对大肠杆菌菌落数起到明显的抑制杀菌作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高耐腐蚀不锈钢，其特征在于：该高耐腐蚀不锈钢由以下成分组成：
C：0.01％，N：0.01％，Si：0.3％，Mo：5％，V：0.5％，Ti：0.1％，Nb：0.7％，Nb：0.001％，O：0.001％，Mn：0.5％，P：0.01％，S：0.01％，Cr：25％，Ni：2％，Zr:0.8-0.9％,Hf:0.01-0.02％Cu：0.8-1.2％，余量为Fe。
2.一种不锈钢的制造方法，该制作方法适用于权利要求1中所述的一种高耐腐蚀不锈钢，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将C、N、Si、Mo、V、Ti、Nb、Nb、O、Mn、P、S、Cr、Ni按照要求进行配比，加入到Fe中采用电炉EF、氩氧脱碳炉AOD和真空氧精炼炉VOD三步法进行冶炼，获得钢水；
S2：将S1中得到的钢水进行充分搅拌，同时加入Zr、Hf和Cu得到连铸坯，然后对连铸坯进行热修，而后进行热轧，再先用工业酒精进行喷淋，后采用乙醇进行喷淋，同时采用风机进行鼓风吹气，完成后在1100℃条件下进行连续退火，退火完成后，再采用水冷快速冷却，获得不锈钢棒(1)；
S3：将S2中得到的不锈钢棒(1)置于喷丸机中进行喷丸，以对不锈钢棒(1)的内部进行充分的表面硬化和除污处理；完成喷丸处理后，再将该不锈钢棒(1)采用混酸进行酸洗，同时通过硫酸水溶液进行电镀氧化膜；
S4：将S3中电镀后的不锈钢棒(1)采用纯水清洗烘干后，在不锈钢棒(1)上喷淋防锈油剂，再将不锈钢棒(1)表面均匀包裹干燥剂，形成干燥层(2)；之后再将均匀包裹干燥剂的不锈钢棒(1)表面，喷淋橡胶熔体，形成保护层(3)，冷却干燥后得到不锈钢型材。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于：所述工业酒精的喷淋方式采用喷淋3s，停顿1s的方式；所述乙醇浓度为5％。
4.根据权利要求2所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于：所述防锈油剂是由50％防锈油与50％乙醇混合而成。
5.根据权利要求2所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于：所述不锈钢棒(1)在喷淋橡胶时顺逆时针交替旋转，转速为100r/min。
6.根据权利要求2所述的一种不锈钢的制备方法，其特征在于：所述不锈钢型材包括不锈钢棒(1)、干燥层(2)与保护层(3)；所述不锈钢棒(1)外壁包裹有干燥层(2)；所述干燥层(2)由干燥剂组成；所述干燥层(2)外壁包裹有保护层(3)；所述保护层(3)为橡胶材质。
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