CN114277319A

CN114277319A - 一种高镍含量不锈钢的制备工艺、不锈钢及应用

Info

Publication number: CN114277319A
Application number: CN202111596620.2A
Authority: CN
Inventors: 刘文兵; 许晓东
Original assignee: Zhangjiagang Pohang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Pohang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2041-12-24
Also published as: CN114277319B

Abstract

本发明公开了一种高镍含量不锈钢的制备工艺，其特点是高镍含量不锈钢的原料包括废316L不锈钢、高碳铬铁，废316L不锈钢投加量占总原料投加量的4％～7％，高碳铬铁投加量占总原料投加量的0.8％‑1.1％；将废316L不锈钢和高碳铬铁进行制钢，然后将得到的原料坯依次进行热轧、热轧退火酸洗、冷轧，冷轧退火酸洗、以及精整，得到所述高镍含量不锈钢。控制成分精度，改善生产工艺及生产参数，改善制钢性裂纹，满足电子产品不锈钢零件的对屏蔽电磁干扰的性能和厚度要求。

Description

一种高镍含量不锈钢的制备工艺、不锈钢及应用

技术领域

本发明属于不锈钢制备技术领域，尤其涉及一种高镍含量不锈钢的制备工艺、不锈钢及应用。

背景技术

随着电子产品精密化趋势，不锈钢零件在满足电子产品屏蔽电磁干扰的性能需求的同时，不锈钢零件制造的越来越薄，最终产品的厚度在0.07mm～0.1mm。高镍含量316L不锈钢常用制造手机等电子产品的内部零件。电子产品用途的316L不锈钢对加工性能、纯净度、表面缺陷和异常成分要求都非常高。因此，在生产过程中对于成分控制，温度/速度/压下率等参数的控制有较高的要求。在实际的生产过程中，因为制钢性裂纹造成的产品品质不良和实收率下降，一直是困扰该产品的主要问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中电子产品用316L不锈钢因为制钢性裂纹造成的产品品质不良和实收率下降的问题，本发明的目的在于提供一种高镍含量不锈钢的制备工艺、不锈钢及应用，控制成分精度，改善生产工艺及生产参数，改善制钢性裂纹，满足电子产品不锈钢零件的对屏蔽电磁干扰的性能和厚度要求。

2.技术方案

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种高镍含量不锈钢的制备工艺，其特点是高镍含量不锈钢的原料包括废316L不锈钢、高碳铬铁，所述废316L不锈钢投加量占总原料投加量的4％～7％，所述高碳铬铁投加量占总原料投加量的0.8％-1.1％；将所述废316L不锈钢和高碳铬铁进行制钢，然后将得到的原料坯依次进行热轧、热轧退火酸洗、冷轧，冷轧退火酸洗、以及精整，得到所述高镍含量不锈钢；

其中，所述制钢步骤中，将废316L不锈钢和高碳铬铁按比例投入电炉，在AOD内精炼， AOD的温度控制在1600～1640℃；连铸速度1m/min，连铸温度≤1480℃；

其中，热轧步骤中，将加热炉依次设置预热区一、预热区二、加热区一、加热区二、加热区三、加热区四、均热区一、均热区二，每个区的长度为4.5米；预热区一的温度为920℃，预热区二的温度为1000℃，加热区一的温度为1070℃，加热区二的温度为1160℃，加热区三的温度为1200℃，加热区四的温度为1230℃，均热区一的温度为1230℃，均热区二的温度为1240℃，板坯在加热炉内的行进速度为11.8m/h；

粗轧采用9道次轧制，各道次的压下率分别为：9.1％、10.1％、17.3％、22.1％、27％、27％、 28％、25.1％、22.5％。

进一步地，所述高镍含量不锈钢的原料按质量百分比计，其化学成分包括：C：≤0.010； Si：0.50-0.75；Mn1.6-2.0；P≤0.045；Cr16.5-16.8；Ni：12-12.6；N≤0.0015；Mo：2.01-2.1；由于含有Mo，促进奥氏体不锈钢中金属间相,比如σ相,、κ相和Laves相等的沉淀,对316L 的高温下热敏感性会产生不利影响,特别是导致塑性,韧性下降，在轧制结束后，卷板表面容易引起微细裂纹，影响316L的使用，尤其在温度较高的情况下，塑性下降导致的细微裂纹影响加剧发生，因此适当将压下率分配到温度较低的后道次压延，对于细小裂纹的改善有效果。

进一步地，所述冷轧步骤之前对板坯进行研磨。

本发明的另一个目的在于提供一种高镍含量不锈钢，其特点是由上述高镍含量不锈钢的制备工艺制备。

本发明的另一个目的在于提供一种由上述高镍含量不锈钢的制备工艺制备的高镍含量不锈钢在电子产品零件中的应用。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：控制成分精度，改善生产工艺及生产参数，改善制钢性裂纹，满足电子产品不锈钢零件的对屏蔽电磁干扰的性能和厚度要求。

附图说明

下面结合附图对本发明进行做进一步说明。

图1是本发明高碳铬铁与废316L不锈钢投加比例关系。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

一种高镍含量不锈钢，其特点是按质量百分比计，其化学成分包括：C：≤0.010；Si： 0.50-0.75；Mn1.6-2.0；P≤0.045；Cr16.5-16.8；Ni：12-12.6；N≤0.0015；Mo：2.01-2.1；高镍含量不锈钢的原料包括废316L不锈钢、高碳铬铁以及其他含有高镍含量不锈钢所需化学成分的物质，废316L不锈钢投加量占总原料投加量的4％～7％，高碳铬铁投加量占总原料投加量的0.8％-1.1％；将所述废316L不锈钢和高碳铬铁进行制钢，然后将得到的原料坯依次进行热轧、热轧退火酸洗、冷轧，冷轧退火酸洗、以及精整，得到所述高镍含量不锈钢；

冷轧步骤之前对板坯进行研磨。

由于含有Mo，促进奥氏体不锈钢中金属间相,比如σ相,、κ相和Laves相等的沉淀,对 316L的高温下热敏感性会产生不利影响,特别是导致塑性,韧性下降，在轧制结束后，卷板表面容易引起微细裂纹，影响316L的使用，尤其在温度较高的情况下，塑性下降导致的细微裂纹影响加剧发生，因此适当将压下率分配到温度较低的后道次压延，对于细小裂纹的改善有效果。

在不锈钢冷轧精密用途，尤其是电子产品用途的研发过程中，使用电炉废钢原料炼钢的条件下，由于制钢原料的不确定性较大，不同批次C含量偏差较大，造成AOD和连铸温度控制波动较大，过高的AOD温度，使得吹氧量和静置时间大大增加，制钢成分的控制愈发困难。且连铸浇铸受到生产的连贯性影响，前期工程不稳定，也将影响连铸浇铸的连贯性，导致连铸的不稳定升降速，从而影响不锈钢的再结晶过程，对产品制钢性裂纹有不良影响。因此改善电子产品用高镍316L的源头，就在于控制原料的稳定性，从而稳定控制制钢温度，以及生产的连贯性和稳定性。针对C含量对于制钢AOD温度影响较大的源头，稳定的控制原料C含量是首要解决的问题，含C较高的原料主要是高碳铬铁，为了配比合适的Cr含量，AOD冶炼时通过添加高碳铬铁，来配比Cr含量，但C含量较高的高碳铬铁，会增加AOD的脱C时间，导致AOD温度偏高，影响后工程的作业，因为国标的高碳铬铁有稳定含C量，所以高碳铬铁的使用量，是首要的改善方向，降低高碳铬铁的使用量，就能减少C含量，降低AOD温度，减少静置时间，提高连铸的稳定性。高碳铬铁的投入量，是根据熔钢的含铬量来判断的，因此只需要提高素材的含Cr比例，也就是提高电炉原料中废不锈钢的比例，就可以减少高碳铬铁的使用。通过数据分析，最佳的AOD温度控制在1600～1640℃，可以将制钢后续工程的控制更稳定，且品质更佳，因而根据数据分析，将制钢AOD温度控制在最佳温度的废316L不锈钢投加量占总原料投加量的4％～7％，高碳铬铁投加量占总原料投加量的0.8％-1.1％，其中AOD 的总容量为150吨，适当提高了废不锈钢的使用，减少了高碳铬铁的使用，电炉吹氧时间减少，静置时间大大缩短，成分控制的精度也大大提高，可大大改善制钢工艺的稳定性。

将所述废316L不锈钢和高碳铬铁进行制钢，然后将得到的原料坯依次进行热轧、热轧退火酸洗、冷轧，冷轧退火酸洗、以及精整，得到所述高镍含量不锈钢；

其中，所述制钢步骤中，将废316L不锈钢和高碳铬铁按比例投入电炉，AOD温度控制在 1600～1640℃；连铸速度，连铸温度，在此基础上做出略微的调整；吹氧量和静置时间，

因为316L钢种的制钢性裂纹为固有缺陷，发生频率较高。虽然制钢性裂纹并非在热轧工程产生，但如果加热炉加热不良时，能将细微的裂纹暴露出来，再经过粗轧/精轧后，缺陷个体大小会被放大，影响缺陷的改善,相反，合理的设定加热炉的温度，能够改善细小的表面裂纹，通过晶粒的固溶长大，将表面晶粒重新排布组合，从而将裂纹修复。且热轧加热炉，为整体式步进梁结构，温度控制精度不够高，从而影响材料的热处理过程，进而影响材料的材质和性能，因此稳定的加热炉控制，对于制钢型裂纹的改善至关重要。同时，稳定的热轧压延工艺，能够控制材料结晶的合理细化和长大，对于释放板坯表面及内应力，改善材料表面及内部的材质和力学性能有较大的帮助。为了控制的加热炉温度精度，对加热炉装入材料的顺序进行严格的把控。首先对于高镍316L材料装入加热炉前和装入后的温度控制尽量避免较大的波动，因此对于高镍316L转入前后的其他板坯材料进行了限制，尽量采用与高镍316L 加热条件相同的其他不锈钢材料作为过渡材，避免加热炉温度有较大的波动，因此高镍316L 板坯，装入材前后尽量安排316L钢种作为过渡材安排。

同时，为了根据以往的作业参数，结合生产性要求，推断出最适合高镍316L的加热炉升温曲线，并且根据高镍316L后工程的制钢性裂纹发生情况，对升温曲线进行优化，调试后总结最佳的升温曲线，为此必须将制钢性裂纹的发生情况进行量化。因而制定了新的判定基准以量化制钢性裂纹的发生严重性及频率：将MH根据严重程度划分为4个等级，0(目视不可见)，1(目视轻微可见)，2(目视有裂纹)，3(裂纹较深)；将MH根据发生频率划分为4个等级，0(≤1处/50米)，1(1～3处/50米)，2(3～5处/50米)，3(＞5处/50米)，采用每区4.5米，板坯行进速度11.8m/h，加热区在炉时间80～100min,同等条件作业下，对实施例1及对比例1-7进行制钢性裂纹的后工程检查评级，匹配至加热炉数据后，可得到表1。

表1

由表1可以看出，实施例1制钢性裂纹发生的严重程度和频率均为最低。

将实施例1采用的热轧加热炉的流量控制以及温度设定，作为基准参照，作为后期作业的基准，粗轧采用9道次轧制，各道次的压下率分别为：9.1％、10.1％、17.3％、22.1％、27％、 27％、28％、25.1％、22.5％。粗轧工艺的选择是由于成分中含有Mo，促进奥氏体不锈钢中金属间相,比如σ相、κ相和Laves相等的沉淀,对316L的高温下热敏感性会产生不利影响,特别是导致塑性,韧性下降，在轧制结束后，卷板表面容易引起微细裂纹，影响316L的使用，尤其在温度较高的情况下，塑性下降导致的细微裂纹影响加剧发生，因此适当将压下率分配到温度较低的后道次压延，对于细小裂纹的改善有效果。将将MH根据严重程度划分为4个等级， 0(目视不可见)，1(目视轻微可见)，2(目视有裂纹)，3(裂纹较深)；采用9道次轧制，每道次压下率不同，得到表2。

表2

由表2可知，经过加热炉温度的控制和粗轧9道次压下率的分配，最终产品的MH根据严重程度等级为0。

如果MH根据严重程度等级为1，则可以在冷轧步骤之前对板坯进行研磨，通过研磨工艺的改进避免肉眼不可见的裂纹对产品的性能产生影响，避免最终产品发生冲压开裂，起皮和穿孔等现象。最终产品的MH根据严重程度等级为0。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构系形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims

1.一种高镍含量不锈钢的制备工艺，其特征在于：高镍含量不锈钢的原料包括废316L不锈钢、高碳铬铁，所述废316L不锈钢投加量占总原料投加量的4％～7％，所述高碳铬铁投加量占总原料投加量的0.8％-1.1％；将所述废316L不锈钢和高碳铬铁进行制钢，然后将得到的原料坯依次进行热轧、热轧退火酸洗、冷轧，冷轧退火酸洗、以及精整，得到所述高镍含量不锈钢；

其中，所述制钢步骤中，将废316L不锈钢和高碳铬铁按比例投入电炉，在AOD内精炼，AOD的温度控制在1600～1640℃；连铸速度1m/min，连铸温度≤1480℃；

粗轧采用9道次轧制，各道次的压下率分别为：9.1％、10.1％、17.3％、22.1％、27％、27％、28％、25.1％、22.5％。

2.根据权利要求1所述一种高镍含量不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述高镍含量不锈钢的原料按质量百分比计，其化学成分包括：C：≤0.010；Si：0.50-0.75；Mn1.6-2.0；P≤0.045；Cr16.5-16.8；Ni：12-12.6；N≤0.0015；Mo：2.01-2.1。

3.根据权利要求1或2所述一种高镍含量不锈钢的制备工艺，其特征在于：所述冷轧步骤之前对板坯进行研磨。

4.一种高镍含量不锈钢，其特征在于：由权利要求1至3任一项所述高镍含量不锈钢的制备工艺制备。

5.一种权利要求1-3任一项所述高镍含量不锈钢的制备工艺制备的高镍含量不锈钢在电子产品零件中的应用。