CN112974523B - 一种用于密封垫的309s极薄精密不锈带钢的生产方法 - Google Patents

一种用于密封垫的309s极薄精密不锈带钢的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种极薄不锈精密带钢产品的生产方法，包括：(1)采用二十辊轧机将厚度是0.1mm的冷轧退火态不锈钢309S轧制成厚度是0.05mm的钢带；(2)采用引带衔接，拖引钢带进入退火炉进行退火；(3)退火后的钢带进入矫直机进行拉矫；(4)拉矫后的钢带进入纵切机进行分切。采用本发明的生产方法得到的极薄不锈精密带钢产品的厚度偏差±0.005mm，宽度公差±0.05mm，维氏硬度是150～170HV500g，抗拉强度是550～600MPa，能够极好的满足汽车变速箱密封垫应用的需要。

Description

一种用于密封垫的309S极薄精密不锈带钢的生产方法
技术领域
本发明涉及不锈带钢生产技术领域，具体地，本发明涉及一种用于密封垫的309S极薄精密不锈带钢的生产方法。
背景技术
随着时代的进步，汽车行业的发展势头强劲，人们对车的性能要求也越来越高，变速箱密封垫的质量也越来越受关注。不锈钢309S由于其在高温下具有高的抗氧化性能和蠕变强度，在汽车行业使用越来越广泛。由于变速箱密封垫用309S钢带厚度规格为0.05mm，所以在生产组织过程中难度较大，容易出现抽带、断带、性能不稳、塌卷等问题。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种用于密封垫的309S极薄精密不锈带钢的生产方法。
具体来说，本发明通过如下技术方案实现的：
一种极薄不锈精密带钢产品的生产方法，包括：
(1)采用二十辊轧机将厚度是0.1mm的冷轧退火态不锈钢309S轧制成厚度是0.05mm的钢带；
(2)采用引带衔接，拖引钢带进入退火炉进行退火；
(3)退火后的钢带进入矫直机进行拉矫；
(4)拉矫后的钢带进入纵切机进行分切。
可选地，在步骤(1)中，二十辊轧机的工作辊辊面的粗糙度Ra是0.15～0.20μm。
可选地，在步骤(1)中，道次变形量4道次，道次安排如下：
道次 1 2 3 4
入口厚度/mm 0.1 0.072 0.062 0.055
出口厚度/mm 0.072 0.062 0.055 0.05
可选地，在步骤(2)中，引带的厚度是0.08～0.12mm。
可选地，在步骤(2)中，将不锈钢带厚度设定为0.12mm，开卷张力是10N/mm2，卷取张力是3N/mm2，炉内张力是15N/mm2。
可选地，在步骤(2)中，退火炉的四个炉区的温度依次是：第1炉区800℃、第2炉区800℃、第3炉区1050℃、第4炉区1050℃，工艺速度25m/min，冷却风机转速1000rpm。
可选地，在步骤(2)中，选用衬胶钢套筒卷取，头部手动卷取。
可选地，在步骤(3)中，拉矫辊盒入口缝隙设定-2.4mm，延伸率在0.3％～0.5％，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar。
可选地，在步骤(4)中，纵切机的配刀间隙是0.005mm。
可选地，在步骤(4)中，开卷张力是5～10N/mm2，卷取张力是20～25N/mm2。
相比于现有技术，本发明的技术方案至少具有如下有益效果：
在轧制、退火、拉矫和纵切过程中，通过对各工艺条件、参数进行一系列精确控制，在各工艺步骤、条件参数的共同作用下，使得最终得到的产品的表面、尺寸和性能都极好的符合各项要求，从而有效的解决了生产过程中出现的抽带、断带、折带、性能不稳、塌卷等问题。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。
随着极薄不锈精密带钢产品应用的日益广泛，各应用领域，例如汽车变速箱密封垫用钢领域，对产品的性能也提出了越来越高的要求。但是，在极薄不锈精密带钢产品的生产过程中，一方面，由于工艺的限制，无法满足对板型平直度和性能稳定性的高要求，容易出现抽带、断带、性能不稳、塌卷等问题，另一方面，经轧制、退火等步骤组织在一起进行生产的难度较大。
针对目前产品高性能要求与生产工艺无法满足对应要求之间的矛盾，本发明的发明人针对309S不锈钢，对轧制、退火、拉矫和纵切步骤进行深入研究，从而创造性地提出了一种用于密封垫的309S极薄精密不锈带钢的生产方法。
本发明的方法专门针对309S不锈钢研究。309S不锈钢成分组成(重量％)是：C：≤0.08，Si：≤0.75，Mn：≤2.0，Cr：22.0～24.0，Ni：12.0～15.0，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明的用于密封垫的309S极薄精密不锈带钢的生产方法依次包括如下步骤：
(1)轧制：将原料钢板轧制成目标厚度的钢带。
本发明的方法选择厚度是0.1mm的309S冷轧退火态不锈钢为原料，采用二十辊轧机进行轧制。在冷轧过程中，采用润滑冷却剂，例如，英国石油公司的BP冷轧专用润滑油，油温控制在40±2℃。
轧制之前将原料进行切边处理，切除厚度突变点，防止轧制时因裂边造成断带，同时可保证成品厚度精度。二十辊轧机的工作辊辊面粗糙度Ra是0.15～0.2μm，进行4道次冷轧过，得到厚度是0.05mm的钢带，道次安排如表1所示。在轧制时首道次轧制速度可控制在200m/min以内，之后道次速度可提高至300～400m/min。为防止抽带，卷取张力控制在300N/mm2左右。采用AGC自动控制厚度，AFC自动控制板型。
表1
道次 1 2 3 4
入口厚度/mm 0.1 0.072 0.062 0.055
出口厚度/mm 0.072 0.062 0.055 0.05
(2)退火：采用引带衔接，拖引钢带进行退火。
退火在光亮退火炉进行光亮退火。光亮退火炉可以采用全氢气氛(99.999％)作为还原保护气氛，可减少因氧化因素而出现的缺陷，全线生产细分为开卷、碱液脱脂、漂洗、烘干、光亮退火、冷却、卷取等多个单元，采用特殊生产工艺，保证全线性能均匀稳定。
为避免焊缝断裂，采用厚度0.08～0.12mm引带衔接，待炉温升至指定温度并稳定后拖引钢带进行退火生产。由于在高温状态下薄料容易出现氧化及过烧，所以生产时需要钢带快速通过炉区，但当速度过快时，会引发抽带。为避免这一问题，采用4个炉区变温加热退火方式，在保证退火温度的同时，适当降低工艺速度。4个炉区炉温分别设为800℃、800℃、1050℃、1050℃，工艺速度25m/min，冷却风机转速1000rpm快冷。
为防止卷取不良，增大张力，将不锈钢带的厚度设定为0.12mm。开卷张力为10N/mm2，炉内张力为3N/mm2，卷取张力为25N/mm2。选用衬胶钢套筒卷取，头部手动卷取，保证内圈卷紧卷齐，可以适当增加卷取张力，避免卷取过程中出现塌卷。
出口段由于部分相邻张力辊间距超过30m，钢带通过中间自由辊面时极易造成板中折带现象，对出口段易出现折带位置加装极薄带防皱辊，可降低钢带打折的不良影响，其效果显著，此项专为极薄带生产特殊需求进行特殊设计定制。
(3)拉矫：钢带完成退火处理之后进行拉矫以便改善板型。
采用矫直机对钢带进行拉矫，目的是改善其板型。为防止钢带在生产中打滑而无法建立张力体系，采用大张力开卷收卷模式，开卷张力设定30～35N/mm2，卷取张力设定35～40N/mm2。拉矫辊盒入口缝隙设定-2.4mm，延伸率在0.3％～0.5％，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar。为防止塌卷选用厚壁纸套筒，采用手动卷取方式卷取，保证内圈卷取质量。
(4)纵切：钢带完成拉矫处理之后进行纵切，得到目标规格的产品。
采用纵切机对钢带进行定尺分切。在分切时，在配刀要严格把控上下剪刃间隙，间隙太大无法切开，间隙太小容易崩刀。采用0.005mm的配刀间隙，可以保证剪切精度。为避免带钢表面出现压坑，生产前仔细清理带钢通道，发现辊面有缺陷的及时打磨或更换。开卷张力设定5～10N/mm2，采用带弹跳滚模式，卷取张力设定20～25N/mm2。钢卷下线后在外圈包裹珍珠棉，防止外圈硌包及磕碰。
本发明的方法是针对不锈钢牌号309S其独有成分特性，在厚度为0.05mm时，为了得到最优的满足密封垫使用需求而设计匹配的工艺参数，就针对钢种牌号为309S，厚度规格为0.05mm并且使用用途为密封垫而言，本发明的方法的工艺参数具有唯一性。
采用本发明的生产方法得到的极薄不锈精密带钢产品的厚度偏差±0.005mm，宽度公差±0.05mm，维氏硬度是150～170HV500g，抗拉强度是550～600MPa，能够极好的满足汽车变速箱密封垫应用的需要。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1：
(1)轧制
选用厚度为0.1mm、宽度为605mm的309S冷轧退火态不锈钢为原料，在德国SUNDWIG四立柱二十辊轧机进行轧制，冷轧时所用的润滑冷却剂为英国BP冷轧专用润滑油，油温控制为40±2℃。轧机工作辊辊面粗糙度Ra0.16～0.17μm，经4道次冷轧至0.05mm成品厚度，道次安排参考如下表1。轧制之前将原料进行切边处理，切除厚度突变点，防止轧制时因裂边造成断带，同时可保证成品厚度精度。在轧制时首道次轧制速度可控制在180m/min，之后道次速度可提高至350m/min。为防止抽带，卷取张力控制在300N/mm2左右。
表1
道次 1 2 3 4
入口厚度/mm 0.1 0.072 0.062 0.055
出口厚度/mm 0.072 0.062 0.055 0.05
(2)退火
采用奥地利艾伯纳EBNER全氢立式光亮退火炉进行光亮退火，全氢气氛(99.999％)作为还原保护气氛。全线生产细分为开卷、碱液脱脂、漂洗、烘干、光亮退火、冷却、卷取等多个单元。采用厚度0.1mm引带衔接，待炉温升至指定温度并稳定后拖引0.05mm厚度进行退火生产。采用4个炉区变温加热退火方式，炉温分别设为800℃、800℃、1050℃、1050℃，工艺速度25m/min，冷却风机转速1000rpm快冷。将厚度设定为0.12mm，开卷张力为10N/mm2，炉内张力为3N/mm2，卷取张力为15N/mm2。
(3)拉矫
采用德国B+S拉弯矫直机对钢带进行拉矫，开卷张力设定35N/mm2，卷取张力设定40N/mm2。拉矫辊盒入口缝隙设定-2.4mm，延伸率0.5％，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar。
(4)纵切
采用德国B+S纵切机对钢带进行定尺分切，满足客户不同规格的需求。对于厚度0.05mm的钢带，采用0.005mm的配刀间隙，可以保证剪切精度。开卷张力设定10N/mm2，采用带弹跳滚模式，卷取张力设定25N/mm2。钢卷下线后在外圈包裹珍珠棉，防止外圈硌包及磕碰。
本实施得到的产品的主要技术指标如下：
1)厚度偏差：0.05±0.005mm；
2)维氏硬度(HV)：(150～170)HV500g；
3)抗拉强度(Rm)：(550～600)MPa；
4)宽度公差：±0.05mm
上述各技术指标均参考ASTS A370钢产品力学性能试验方法和定义而获得。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种极薄不锈精密带钢产品的生产方法，其特征在于，包括：
（1）采用二十辊轧机将厚度是0.1mm的冷轧退火态不锈钢309S轧制成厚度是0.05mm的钢带；
（2）采用引带衔接，拖引钢带进入退火炉进行退火；
（3）退火后的钢带进入矫直机进行拉矫；
（4）拉矫后的钢带进入纵切机进行分切；
其中，在步骤（2）中，将不锈钢带厚度设定为0.12mm，开卷张力为10N/mm2，炉内张力为3N/mm2，卷取张力为15N/mm2；退火炉的四个炉区的温度依次是：第1炉区800℃、第2炉区800℃、第3炉区1050℃、第4炉区1050℃，工艺速度25m/min，冷却风机转速1000rpm；
其中，在步骤（1）中，二十辊轧机的工作辊辊面的粗糙度Ra是0.15~0.20μm；进行4个道次的轧制，第1道次的入口厚度是0.1mm，出口厚度是0.072mm，第2道次的入口厚度是0.072mm，出口厚度是0.062mm，第3道次的入口厚度是0.062mm，出口厚度是0.055mm，第4道次的入口厚度是0.055mm，出口厚度是0.05mm；
其中，在步骤（2）中，引带的厚度是0.08~0.12mm；选用衬胶钢套筒卷取，头部手动卷取；
其中，在步骤（3）中，拉矫辊盒入口缝隙设定-2.4mm，延伸率在0.3%～0.5%，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar；
其中，在步骤（4）中，纵切机的配刀间隙是0.005mm；开卷张力是5~10N/mm2，卷取张力是20~25N/mm2。
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