CN113492153A - 一种奥氏体不锈钢的轧制方法和电子元件用奥氏体不锈钢 - Google Patents

一种奥氏体不锈钢的轧制方法和电子元件用奥氏体不锈钢 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种奥氏体不锈钢的轧制方法和电子元件用奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的轧制方法包括：(1)将连铸板坯轧制成热轧钢卷，热轧钢卷的厚度根据冷轧成品的目标厚度按照以下公式确定：热轧厚度值＝冷轧成品的目标厚度/0.65；(2)对热轧钢卷进行退火、酸洗；(3)采用二十辊轧机对步骤(2)得到的钢带进行轧制，轧制总变形率是34％～36％；(4)对步骤(3)得到的钢带进行退火、水洗和拉伸矫直。

Description

一种奥氏体不锈钢的轧制方法和电子元件用奥氏体不锈钢
技术领域
本发明涉及不锈钢冶炼技术领域，具体地，本发明涉及一种奥氏体不锈钢的轧制方法，还涉及一种电子元件用奥氏体不锈钢。
背景技术
随着社会不断发展进步，通讯工具发生了翻天覆地的变化，人们对通讯设备的需求越来越多样化。作为通讯设备用电子元件支撑材料，对材料的要求较为严格，具体如下：
1、具有较好的抗腐蚀性和抗氧化性，防止在使用过程中生锈变色。
2、具有较高的强度、硬度和耐磨性，避免在使用中材料产生变形影响通讯功能，并且不能影响材料在后续制造、成型过程中的加工性能(HV：280～330)。
3、要求较低的磁性，以便减少对电子信号的屏蔽和干扰(相对磁导率应≤1.05μ)。
4、具有一定的厚度(≥5mm)，满足材料的加工和支撑需求。
5、对材料的精度要求高，防止加工使用过程中变形，降低加工和安装难度(材料不平度≤2mm)。
奥氏体不锈钢因具有较好的抗腐蚀性、抗氧化性和较低的磁性，是通讯设备电子元件支撑材料的最佳材料，但其固溶状态下强度偏低，无法满足强度和耐磨性要求。若采用冷加工硬化态材料，容易发生马氏体相变，使材料的磁性增强无法满足用户要求。
申请号是201310728556.8的中国发明专利申请公开了一种精密电子用无磁硬态奥氏体不锈钢及其制造方法。其中的制造方法包括：1)按照成分冶炼，模铸或连铸形成铸坯，2)将连铸坯放入辊底式加热炉加热到1100～1250℃，在热连轧机组上轧制到所需厚度后卷取，3)将热轧钢板进行退火酸洗，然后继续冷轧至不同厚度，将冷轧钢板退火酸洗，获得常规的冷轧产品，4)轧硬，将冷轧产品继续压下0～50％，从而获得更高的强度和硬度，轧硬后获得360～1590MPa高强度的同时，钢板中不产生磁性的马氏体相。但是，该方法主要从材料的成分上控制磁性相的产生，未从材料生产加工方式上进行控制，并且针对具体的轧制手段和板形控制未做说明。针对用户提出大厚度、特殊强度和高不平度要求的低磁性材料，采用该方法无法达到目标要求。
因此，目前行业内急需制备一种厚规格、具有高强度、低磁性的奥氏体不锈钢冷轧材料，以便满足市场需求。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供了一种奥氏体不锈钢的轧制方法，还提供了一种电子元件用奥氏体不锈钢。
本发明通过以下技术方案实现以上目的：
一种奥氏体不锈钢的轧制方法，包括：
(1)将连铸板坯轧制成热轧钢卷，热轧钢卷的厚度根据冷轧成品的目标厚度按照以下公式确定：
热轧厚度值＝冷轧成品的目标厚度/0.65；
(2)对热轧钢卷进行退火、酸洗；
(3)采用二十辊轧机对步骤(2)得到的钢带进行轧制，轧制总变形率是34％～36％；
(4)对步骤(3)得到的钢带进行退火、水洗和拉伸矫直。
可选地，所述奥氏体不锈钢是牌号为SUS316L奥氏体不锈钢。
可选地，在步骤(2)，对热轧钢卷进行退火的温度是1150℃～1180℃，保温时间是1.2min/mm～1.5min/mm。
可选地，在步骤(2)，对热轧钢卷进行退火后，钢带相对磁导率≤1.02。
可选地，在步骤(3)，二十辊轧机的第二中间辊的凸度是0.25mm～0.35mm，二十辊轧机的第一中间辊的锥长是330mm～570mm，二十辊轧机的工作辊的凸度是0.15mm～0.25mm。
可选地，在步骤(3)，轧制压力是850～950吨，轧制张力是55～60N/mm2。
可选地，在步骤(3)，轧制道次为7～9道次，首道次变形率控制在9％以下，成品道次变形率是2.5～3％，成品道次的速度是150～190m/min。
可选地，在步骤(4)，对钢带进行退火的温度≤550℃，拉矫张力是75吨～99吨，拉矫辊的压下量是50～65mm。
一种电子元件用奥氏体不锈钢，采用上述的轧制方法制备得到。
可选地，所述电子元件用奥氏体不锈钢的厚度是5mm～8mm，宽度是1000～1500mm，HV是280～330，相对磁导率≤1.05，不平度≤2mm。
相比于现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：
本发明提供的通讯设备电子元件支撑结构用超厚规格、高强度、低磁性奥氏体不锈钢带的制备方法，采用连续退火酸洗机组、二十辊轧机和横切机组，通过合理设计退火工艺制度、冷轧变形率、轧机辊系和拉矫参数，可制备厚度5～8mm，宽度1000～1500mm，HV为280～330，相对磁导率≤1.05，不平度≤2mm的高强低磁奥氏体不锈钢带。
本发明提供的通讯设备电子元件支撑结构用超厚规格、高强度、低磁性奥氏体不锈钢带的制备方法，合理利用各机组特定功能，生产出满足使用需求的通讯设备用电子元件支撑材料。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。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。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
针对当前作为通讯设备用电子元件支撑材料的奥氏体不锈钢存在的缺陷，本发明的发明人针对轧制工艺进行了深入研究，提出：
为达到所需强度，设计材料轧制变形率，通过热连轧机组将连铸板坯轧制到所需目标厚度的热轧钢卷。制定专门热卷退火工艺，合理匹配轧制辊系、轧制道次和板形曲线，然后将轧制后的钢卷通过脱脂、拉矫和横切矫直等工序，制备出高强度、低磁性的超厚规格奥氏体不锈钢材料。
基于上述研究发现和发明构思，本发明的发明人提出了一种奥氏体不锈钢的轧制方法，包括热轧，退火酸洗，冷轧，退火水洗和拉伸矫直。
本发明的奥氏体不锈钢的轧制方法可适用于标准JIS G4304-2005中的SUS316L奥氏体不锈钢。
具体地，本发明的奥氏体不锈钢的轧制方法包括：
(1)热轧
利用热轧机组将连铸板坯轧制成目标厚度的热轧钢卷，热轧钢卷的目标厚度根据最终轧制成品厚度确定热轧钢卷厚度，具体地，按照以下公式来确定：
热轧厚度值＝冷轧成品的目标厚度/0.65
通过控制热轧厚度值，能够保证将后续冷轧步骤中的冷轧变形率控制在35％。
作为一种优选的实施方案，在本步骤中，采用2250mm热连轧机组将厚度200mm的连铸板坯轧制成目标厚度的热轧钢卷。
(2)退火酸洗
将步骤(1)得到的热轧钢卷输送至连续式退火酸洗生产线上进行退火酸洗。
作为一种优选的实施方案，退火温度在1150～1180℃(例如，1150℃、1160℃、1170℃或1180℃等)，保温时间1.2～1.5min/mm(即，根据钢卷厚度，每毫米保温1.2～1.5min，也即，保温时间＝1.2～1.5min×钢卷厚度，钢卷厚度的单位是毫米)，例如，1.2min/mm、1.3min/mm、1.4min/mm或1.5min/mm等，借此，使得奥氏体不锈钢中高铬碳化物和δ铁素体充分溶解，降低材料的磁性，退火后材料的相对磁导率≤1.02。
酸洗可以采用常规的酸洗方法，本领域技术人员根据需要可以进行合理操作，此处不做赘述。
(3)冷轧
将步骤(2)得到的钢带输送至二十辊轧机，进行轧制，轧制总变形率是34％～36％，从而保证材料的性能满足目标要求。
作为一种优选的实施方案，二十辊轧机可以采用1650mm宽度森吉米尔二十辊轧机(1-2-3-4型二十辊轧机)。其中，第二中间辊的凸度是0.25mm～0.35mm(例如，0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm、0.30mm、0.31mm、0.32mm、0.33mm、0.34mm或0.35mm等)，二十辊轧机的第一中间辊的锥长是330mm～570mm(例如330mm、370mm、400mm、430mm、470mm、500mm、530mm或570mm等)，二十辊轧机的工作辊的凸度是0.15mm～0.25mm(例如，0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.20mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm或0.25mm等)。
作为一种优选的实施方案，对钢带进行轧制时的轧制压力按照850～950吨控制，轧制张力按照55～60N/mm2(例如，55N/mm2、56N/mm2、57N/mm2、58N/mm2、59N/mm2、或60N/mm2等)控制。轧制道次为7～9道次，首道次变形率控制在9％以下，成品道次变形量控制在2.5～3％之间(例如，2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％等)，成品道次开车后立即升速至150～190m/min(例如，150m/min、160m/min、170m/min、180m/min或190m/min等)，并且将轧制油流量减至最小，保证钢带轧制温度。
通过辊系的合理配置，实现板形的精准控制，并配合轧制压力和轧制道次等相关参数的控制达到满足要求的不平度。采用7～9多道次轧制，每道次变形率在10％以下，采用低速、小变形控制手段，轧制油量的控制可提高轧制温度，综合控制减少形变过程中磁性相产生的倾向，进而控制产品最终磁导率保持在较小的范围。快速提升至目标速度，为了减少轧制调整段，提高产品成材率。
(4)退火水洗和拉伸矫直
将步骤(3)轧制后的不锈钢输送至具有拉伸矫直机组的冷轧带钢连续退火酸洗机组上进行生产。钢带热处理温度≤550℃，酸槽内酸液全部更换为水，使钢带轧制过程中表面油脂全部清洗干净。为保证钢带不平度≤2mm，采用拉伸弯曲机组对钢带进行拉伸矫直，拉矫张力按照75～99吨控制(例如，75吨、80吨、85吨、90吨、95吨或99吨等)，拉矫辊的压下量按照50～65mm控制(例如，50mm、55mm、60mm或65mm等)。
钢带控制在550℃以下，为了避免在生产过程中温度过高造成的冷轧钢带表面氧化，影响产品最终表面质量。为进一步改善轧制后板形，提升产品不平度，采用大张力、大压下的拉矫控制模式进行拉矫。
拉伸矫直之后，可以按用户需求将钢带在横切机组上切出相应的尺寸规格。
采用本方法制备的奥氏体不锈钢带，其硬度HV为280～330，相对磁导率≤1.05，不平度≤2mm。达到了一定厚度、硬度，且具有较低的磁性和较小的不平度，满足了电子通讯行业电子元件支撑材料的制造要求。
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。
首先，说明实施例中检测的各参数的检测方法：
硬度HV：沿钢带宽度方向，在钢板边部、中心和另一边部分别取厚度×20×20mm的试块，采用LECO公司LV-700AT维氏硬度计对钢带一个表面和一个沿轧制方向侧面进行检测，每个面测量3个值。
相对磁导率：沿钢带宽度方向，在钢板边部、中心和另一边部分别取厚度×20×20mm的试块，采用德国Ferromaster数显磁导率测量仪对试样6个面进行测量，每面测量3个值，最终取平均值。
不平度：将钢板自由放置在宽度2000mm、宽度4000mm的水平检测平台上，除钢板本身重量外不施加任何压力，用塞尺测量钢板四周与平台间的最大距离，再将钢板翻面进行二次测量，将正面、反面两次测量的值合并取最大值，即为钢板不平度。
实施例一
成品规格为7.0×1219×2000mm通讯设备用超厚、高强、低磁SUS316L奥氏体不锈钢钢板。
①采用2250mm热连轧机组将厚度200mm的连铸板坯轧制成厚度10.8mm的热轧钢卷。
②将热轧卷在连续式退火酸洗生产线上进行退火酸洗，退火温度为1160℃，保温时间1.5min/mm，退火后材料的相对磁导率≤1.015。
③采用1650mm宽度森吉米尔二十辊轧机将步骤②得到的SUS316L不锈钢轧至7.0mm。轧机第二中间辊凸度为0.3mm，第一中间辊锥长为570mm，工作辊凸度为0.2mm。轧制压力按照860吨控制，轧制张力按照56N/mm2控制，轧制道次为9道次，首道次变形率为8％，成品道次变形量为2.6％，成品道次开车后立即升速至170m/min。
④步骤③完成后，在具有拉伸矫直机组的冷轧带钢连续退火酸洗机组上生产。钢带热处理温度400℃，酸槽内酸液全部更换为水，拉矫张力为90吨，拉矫辊的压下量为60mm。
⑤在横切机组上切出宽度为1219mm，长度为2000mm的尺寸规格。
本实施例制备的奥氏体不锈钢带，其硬度HV为315，相对磁导率为1.02，不平度在2mm以下。满足了电子通讯行业电子元件支撑材料的制造要求，具有一定的厚度，实现了高强、低磁、高不平度等使用需求。
实施例二
成品规格为8.0×1500×3000mm通讯设备用超厚、高强、低磁SUS316L奥氏体不锈钢钢板。
①采用2250mm热连轧机组将厚度200mm的连铸板坯轧制成厚度12.3mm的热轧钢卷。
②将热轧卷在连续式退火酸洗生产线上进行退火酸洗，退火温度为1170℃，保温时间1.2min/mm，退火后材料的相对磁导率≤1.02。
③采用1650mm宽度森吉米尔二十辊轧机将步骤②得到的SUS316L不锈钢轧至8.0mm。轧机第二中间辊凸度为0.25mm，第一中间辊锥长为330mm，工作辊凸度为0.15mm。轧制压力按照900吨控制，轧制张力按照60N/mm2控制，轧制道次为9道次，首道次变形率为8.5％，成品道次变形量为2.5％，成品道次开车后升速至180m/min。
④步骤③完成后，在具有拉伸矫直机组的冷轧带钢连续退火酸洗机组上生产。钢带热处理温度300℃，酸槽内酸液全部更换为水，拉矫张力为95吨，拉矫辊的压下量为58mm。
⑤在横切机组上切出宽度为1500mm，长度为3000mm的尺寸规格。
本实施例制备的奥氏体不锈钢带，其硬度HV为320，相对磁导率为1.03，不平度在2mm以下。满足了电子通讯行业电子元件支撑材料的制造要求，具有一定的厚度，实现了高强、低磁、高不平度等使用需求。
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 (10)

1.一种奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，包括：
(1)将连铸板坯轧制成热轧钢卷，热轧钢卷的厚度根据冷轧成品的目标厚度按照以下公式确定：
热轧厚度值＝冷轧成品的目标厚度/0.65；
(2)对热轧钢卷进行退火、酸洗；
(3)采用二十辊轧机对步骤(2)得到的钢带进行轧制，轧制总变形率是34％～36％；
(4)对步骤(3)得到的钢带进行退火、水洗和拉伸矫直。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢是牌号为SUS316L奥氏体不锈钢。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，在步骤(2)，对热轧钢卷进行退火的温度是1150℃～1180℃，保温时间是1.2min/mm～1.5min/mm。
4.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，在步骤(2)，对热轧钢卷进行退火后，钢带相对磁导率≤1.02。
5.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，在步骤(3)，二十辊轧机的第二中间辊的凸度是0.25mm～0.35mm，二十辊轧机的第一中间辊的锥长是330mm～570mm，二十辊轧机的工作辊的凸度是0.15mm～0.25mm。
6.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，在步骤(3)，轧制压力是850～950吨，轧制张力是55～60N/mm2。
7.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，在步骤(3)，轧制道次为7～9道次，首道次变形率控制在9％以下，成品道次变形率是2.5～3％，成品道次的速度是150～190m/min。
8.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢的轧制方法，其特征在于，在步骤(4)，对钢带进行退火的温度≤550℃，拉矫张力是75吨～99吨，拉矫辊的压下量是50～65mm。
9.一种电子元件用奥氏体不锈钢，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的轧制方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的电子元件用奥氏体不锈钢，其特征在于，厚度是5mm～8mm，宽度是1000～1500mm，HV是280～330，相对磁导率≤1.05，不平度≤2mm。
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