CN114985551A - 一种不锈钢封头的温压成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢封头的温压成型工艺，包括以下步骤：（1）按照成分配料制备出不锈钢前驱物；（2）使用不锈钢前驱物在模具内温压成型，得到不锈钢封头坯体；（3）将温压成型后的不锈钢封头坯体经过退火处理，得到不锈钢封头。本发明制备成型的不锈钢封头不仅具有较好的强度和韧性，而且不容易产生裂纹、鼓包、橘皮和拉裂等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及封头成型领域，具体涉及一种不锈钢封头的温压成型工艺。
背景技术
封头是指用以封闭容器端部使其内外介质隔离的元件，又称端盖，圆筒形容器的封头一般都是迥转壳体，按封头表面的形状可分为凸形、锥形、平板形和组合形，凸形封头是指外表面形状为凸面的封头，如半球形、椭圆形、碟形和无折边球形封头等，有的气瓶采用凸面向内的组合形底封头，既可保证强度，又能满足安全使用的需求。
不锈钢封头是一种用来封堵不锈钢管道的产品，是管道到头了之后或者在一段圆管的两头焊上两个封头做容器用的一种产品。不锈钢封头的其他叫法：不锈钢无直边封头、桶体旋边、椭圆封头、碟形封头、浅形封头、各种大小头旋边、不锈钢大小头旋边、平底、半球形旋边、球形封头等。现有的不锈钢封头制造工艺中，封头的成形轮廓形状精度较低，使用的原料主要是奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢是制造压力容器封头的优质材料，但从近年的制造和使用情况来看，奥氏体不锈钢封头产品容易产生裂纹、鼓包、橘皮和拉裂等缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种不锈钢封头的温压成型工艺。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明公开了一种不锈钢封头的温压成型工艺，包括以下步骤：
（1）按照成分配料制备出不锈钢前驱物；
（2）使用不锈钢前驱物在模具内温压成型，得到不锈钢封头坯体；
（3）将温压成型后的不锈钢封头坯体经过退火处理，得到不锈钢封头。
其中，所述不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.05%-0.07%、Si：0.52%-0.78%、Mn：1.6%-2.0%、Cr：15.6%-18.9%、Ni：7.3%-8.7%、Hf：0.255%-0.51%、N:0.02%-0.04%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
优选地，所述不锈钢前驱物的制备过程为：
S1.按照不锈钢板原料称取铁锭、锰锭、硅锭、铬锭和镍锭混合至炼钢炉内，升温至各个原料全部熔融后，得到原料熔体；
S2.将原料熔体转移至转炉内进行顶吹脱硫和脱磷处理，使得硫含量不大于0.015%，以及磷含量不大于0.035%；
S3.将脱硫脱磷后的原料熔体持续搅拌，检测其中各成分含量，依次补足各成分以满足预先设定的原料成分比例关系；
S4.补足后的原料熔体进行吹氧脱碳，在此过程中将氮化铪纳米粒逐渐加入其中，吹氧控制原料中碳含量为0.05%-0.07%，之后加入铝粉作为脱氧剂，脱氧处理后，在1650-1700℃时出料得到不锈钢坯体，经过轧制，得到不锈钢前驱物。
优选地，所述氮化铪纳米粒的粒径为20-200nm。
更优选地，所述氮化铪纳米粒的粒径为50-100nm。
优选地，所述轧制包括粗轧和精轧；其中，粗轧为：将出料后的不锈钢坯体在1200-1250℃下使用初轧机进行七道轧制，得到不锈钢粗轧坯体；精轧为：将不锈钢粗轧坯体使用精轧机组进行七道轧制，精轧机组的入口温度为1200-1250℃，出口温度为850-900℃，得到厚度为20-30mm的不锈钢前驱物。
优选地，所述温压成型的工艺为：
将不锈钢前驱物放置在冲压模具中，涂抹上脱模剂后，在温度为350-500℃、压力为800-1000MPa的条件下，压制10-35s后成型，得到不锈钢封头坯体。
优选地，所述退火处理的工艺分为四个阶段，第一阶段是从室温升温至890-950℃，保温1-2h，第二阶段是降温至320-400℃，保温1-3h，第三阶段是继续升温至1000-1050℃，保温0.4-0.6h，第四阶段降温至室温。
优选地，所述退火处理的第一阶段升温速率为20-50℃/h，第二阶段降温速率为100-150℃/h，第三阶段升温速率为50-80℃/h，第四阶段降温速率为150-200℃/h。
本发明的有益效果为：
1、在本发明中，使用了温压成型的方式制备得到了一种不锈钢封头，该不锈钢封头不仅具有较好的强度和韧性，而且不容易产生裂纹、鼓包、橘皮和拉裂等缺陷。
2、本发明的不锈钢封头的制备方法是先将原料通过炼钢工艺制备出不锈钢前驱物，然后通过温压成型工艺形成不锈钢封头坯体，最后经过退火得到不锈钢封头。本发明的制备工艺环环相扣，最终得到了一种能够满足需求、性能优异的不锈钢封头。在本发明中，炼钢工艺最为重要，其中除了传统的必要元素外，还加入了氮化铪纳米粒参与炼制，是保证后续不锈钢具有较好韧性以及强度的基础；温压成型工艺选择了更为合适的350-500℃以及800-1000MPa，是保持成型的基础；退火处理包括四个阶段，包括缓热和缓冷以及急热和急冷的切换，使得封头能够更好的消除内应力。
3、在不锈钢的制作中，一般会通过高温和冷却的方式使钢铁内的奥氏体转化为马氏体，因为奥氏体的含量过多会降低钢铁的耐疲劳性和耐磨性，但是少量残存的奥氏体又能够起到释放应力的作用，提高抗点蚀性能。因此，在钢铁的锻造中，需要保持一定的奥氏体含量，而奥氏体的含量与碳的含量密切相关，一般维持碳含量占总体质量的0.1%-0.5%，过少会造成硬度不足，过多会导致韧性不足。然而，本发明在不锈钢的制备过程中，发现在加入了氮化铪纳米粒后，将碳含量降低至0.1%以下，维持在0.05%-0.07%，不仅能够增加不锈钢的韧性，还能够维持其较好的强度。至于原因，本发明考虑到氮元素也能够提升钢铁的硬度，可能是增加了氮元素提升了硬度，然而在传统的炼钢产业中，一般要求氮含量小于0.018%，否则会大幅影响到钢铁的韧性，然而本发明中氮含量增加至0.02%-0.06%，不仅没有显著降低韧性，还提升了一定的强度，说明与氮元素和铪元素的共同加入有关系，最终的结果也显示氮化铪的加入，不仅能够增加不锈钢的韧性，还能够维持其较好的强度。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种不锈钢封头的温压成型工艺，包括以下步骤：
（1）按照成分配料制备不锈钢前驱物：
不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.06%、Si：0.78%、Mn：1.7%、Cr：15.6%、Ni：7.6%、Hf：0.38%、N:0.03%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
不锈钢前驱物的制备过程为：
S1.按照不锈钢板原料配比称取铁锭、锰锭、硅锭、铬锭和镍锭混合至炼钢炉内，升温至各个原料全部熔融后，得到原料熔体；
S2.将原料熔体转移至转炉内进行顶吹脱硫和脱磷处理，使得硫含量不大于0.015%，以及磷含量不大于0.035%；
S3.将脱硫脱磷后的原料熔体持续搅拌，检测其中各成分含量，依次补足各成分以满足预先设定的原料成分比例关系；
S4.补足后的原料熔体进行吹氧脱碳，在此过程中将粒径为（80±5）nm的氮化铪纳米粒逐渐加入其中，吹氧控制原料中碳含量为0.06%，之后加入铝粉作为脱氧剂，脱氧处理后，在1650℃时出料得到不锈钢坯体，经过轧制，轧制包括粗轧和精轧；其中，粗轧为：将出料后的不锈钢坯体在1250℃下使用初轧机进行七道轧制，得到不锈钢粗轧坯体；精轧为：将不锈钢粗轧坯体使用精轧机组进行七道轧制，精轧机组的入口温度为1250℃，出口温度为850℃，得到厚度为25±5mm的不锈钢前驱物。
（2）温压成型制备不锈钢封头坯体：
将不锈钢前驱物放置在冲压模具中，涂抹上脱模剂后，在温度为450℃、压力为900MPa的条件下，压制22s后成型，得到不锈钢封头坯体。
（3）退火处理制备不锈钢封头：
将不锈钢封头坯体经过退火工艺处理，得到不锈钢封头；退火处理的工艺分为四个阶段，第一阶段是从室温升温至930℃，升温速率为30℃/h，保温1.5h，第二阶段是降温至360℃，降温速率为120℃/h，保温2h，第三阶段是继续升温至1000℃，升温速率为75℃/h，保温0.5h，第四阶段降温至室温，降温速率为150℃/h。
实施例2
一种不锈钢封头的温压成型工艺，包括以下步骤：
（1）按照成分配料制备不锈钢前驱物：
不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.05%、Si：0.73%、Mn：1.6%、Cr：16.3%、Ni：8.7%、Hf：0.51%、N:0.04%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
不锈钢前驱物的制备过程为：
S1.按照不锈钢板原料配比称取铁锭、锰锭、硅锭、铬锭和镍锭混合至炼钢炉内，升温至各个原料全部熔融后，得到原料熔体；
S2.将原料熔体转移至转炉内进行顶吹脱硫和脱磷处理，使得硫含量不大于0.015%，以及磷含量不大于0.035%；
S3.将脱硫脱磷后的原料熔体持续搅拌，检测其中各成分含量，依次补足各成分以满足预先设定的原料成分比例关系；
S4.补足后的原料熔体进行吹氧脱碳，在此过程中将粒径为（80±5）nm的氮化铪纳米粒逐渐加入其中，吹氧控制原料中碳含量为0.05%，之后加入铝粉作为脱氧剂，脱氧处理后，在1700℃时出料得到不锈钢坯体，经过轧制，轧制包括粗轧和精轧；其中，粗轧为：将出料后的不锈钢坯体在1250℃下使用初轧机进行七道轧制，得到不锈钢粗轧坯体；精轧为：将不锈钢粗轧坯体使用精轧机组进行七道轧制，精轧机组的入口温度为1250℃，出口温度为900℃，得到厚度为25±5mm的不锈钢前驱物。
（2）温压成型制备不锈钢封头坯体：
将不锈钢前驱物放置在冲压模具中，涂抹上脱模剂后，在温度为500℃、压力为1000MPa的条件下，压制10s后成型，得到不锈钢封头坯体。
（3）退火处理制备不锈钢封头：
将不锈钢封头坯体经过退火工艺处理，得到不锈钢封头；退火处理的工艺分为四个阶段，第一阶段是从室温升温至950℃，升温速率为50℃/h，保温1h，第二阶段是降温至400℃，降温速率为150℃/h，保温1h，第三阶段是继续升温至1050℃，升温速率为80℃/h，保温0.4h，第四阶段降温至室温，降温速率为200℃/h。
实施例3
一种不锈钢封头的温压成型工艺，包括以下步骤：
（1）按照成分配料制备不锈钢前驱物：
不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.07%、Si：0.52%、Mn：2.0%、Cr：18.9%、Ni：7.3%、Hf：0.255%、N:0.02%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
不锈钢前驱物的制备过程为：
S1.按照不锈钢板原料配比称取铁锭、锰锭、硅锭、铬锭和镍锭混合至炼钢炉内，升温至各个原料全部熔融后，得到原料熔体；
S2.将原料熔体转移至转炉内进行顶吹脱硫和脱磷处理，使得硫含量不大于0.015%，以及磷含量不大于0.035%；
S3.将脱硫脱磷后的原料熔体持续搅拌，检测其中各成分含量，依次补足各成分以满足预先设定的原料成分比例关系；
S4.补足后的原料熔体进行吹氧脱碳，在此过程中将粒径为50-100nm的氮化铪纳米粒逐渐加入其中，吹氧控制原料中碳含量为0.07%，之后加入铝粉作为脱氧剂，脱氧处理后，在1650℃时出料得到不锈钢坯体，经过轧制，轧制包括粗轧和精轧；其中，粗轧为：将出料后的不锈钢坯体在1200℃下使用初轧机进行七道轧制，得到不锈钢粗轧坯体；精轧为：将不锈钢粗轧坯体使用精轧机组进行七道轧制，精轧机组的入口温度为1200℃，出口温度为850℃，得到厚度为25±5mm的不锈钢前驱物。
（2）温压成型制备不锈钢封头坯体：
将不锈钢前驱物放置在冲压模具中，涂抹上脱模剂后，在温度为350℃、压力为800MPa的条件下，压制35s后成型，得到不锈钢封头坯体。
（3）退火处理制备不锈钢封头：
将不锈钢封头坯体经过退火工艺处理，得到不锈钢封头；退火处理的工艺分为四个阶段，第一阶段是从室温升温至890℃，升温速率为20℃/h，保温2h，第二阶段是降温至320℃，降温速率为100℃/h，保温3h，第三阶段是继续升温至1000℃，升温速率为50℃/h，保温0.6h，第四阶段降温至室温，降温速率为150℃/h。
为了能够进一步说明本发明，本发明还做了以下对比例：
对比例1
一种不锈钢封头的温压成型工艺，工艺流程与实施例1相同，区别是配料成分不同，本对比例不加入铪，仅控制氮的含量为0.03%，工艺中相关部分相应调整；
不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.06%、Si：0.78%、Mn：1.7%、Cr：15.6%、Ni：7.6%、N:0.03%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
对比例2
一种不锈钢封头的温压成型工艺，工艺流程与实施例1相同，区别是配料成分不同，本对比例不加入铪，仅控制铪的含量为0.38%，工艺中相关部分相应调整；
不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.06%、Si：0.78%、Mn：1.7%、Cr：15.6%、Ni：7.6%、Hf：0.38%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
对比例3
一种不锈钢封头的温压成型工艺，工艺流程与实施例1相同，区别是配料成分不同，本对比例不加入氮化铪，且控制氮和铪的量均小于0.01%，工艺中相关部分相应调整；
不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.06%、Si：0.78%、Mn：1.7%、Cr：15.6%、Ni：7.6%、N≤0.01%、Hf≤0.01%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
针对上述制备的不锈钢封头，将本发明中实施例1、对比例1-3制备得到的不锈钢封头材料的本身进行了一系列的性能检测，检测的标准参照的是GB/T 228和GB/T 229，数据检测均检测三次取平均值，冲击韧性的条件是-40℃；
检测结果如表1：
表1 不同不锈钢封头材料的性能检测结果
从表1数据能够看出，本发明实施例1-3的不锈钢封头的成分配方与制备过程搭配更好，产品的表面完好，无裂纹、橘皮以及鼓包现象，而对比例1-3的产品或多或少都存在一些缺陷；此外，在屈服强度和抗拉强度表现上，相比较于其他产品，实施例1和实施例3的表现更好，延伸率、冲击韧性和断面收缩率的方面实施例1和实施例2表现更好，综合来讲，实施例1的强度和韧性整体表现最好，此外，实施例2和实施例3表现也很优异，而其他产品中，对比例1的韧性稍差，对比例2的强度稍差，对比例3的韧性和强度均表现不足。说明本发明的温压成型和退火工艺应用于不锈钢材料的成型表现优异，且适当比例氮化铪的加入对于不锈钢整体性能的表现是优于单独元素加入的。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照成分配料制备出不锈钢前驱物；
（2）使用不锈钢前驱物在模具内温压成型，得到不锈钢封头坯体；
（3）将温压成型后的不锈钢封头坯体经过退火处理，得到不锈钢封头；
其中，所述不锈钢前驱物的成分，按照重量百分比计算，包括：
C：0.05%-0.07%、Si：0.52%-0.78%、Mn：1.6%-2.0%、Cr：15.6%-18.9%、Ni：7.3%-8.7%、Hf：0.255%-0.51%、N:0.02%-0.04%，S≤0.015%、P≤0.035%，余量为Fe以及其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述不锈钢前驱物的制备过程为：
S1.按照不锈钢板原料称取铁锭、锰锭、硅锭、铬锭和镍锭混合至炼钢炉内，升温至各个原料全部熔融后，得到原料熔体；
S2.将原料熔体转移至转炉内进行顶吹脱硫和脱磷处理，使得硫含量不大于0.015%，以及磷含量不大于0.035%；
S3.将脱硫脱磷后的原料熔体持续搅拌，检测其中各成分含量，依次补足各成分以满足预先设定的原料成分比例关系；
S4.补足后的原料熔体进行吹氧脱碳，在此过程中将氮化铪纳米粒逐渐加入其中，吹氧控制原料中碳含量为0.05%-0.07%，之后加入铝粉作为脱氧剂，脱氧处理后，在1650-1700℃时出料得到不锈钢坯体，经过轧制，得到不锈钢前驱物。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述氮化铪纳米粒的粒径为20-200nm。
4.根据权利要求2所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述氮化铪纳米粒的粒径为50-100nm。
5.根据权利要求2所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述轧制包括粗轧和精轧；其中，粗轧为：将出料后的不锈钢坯体在1200-1250℃下使用初轧机进行七道轧制，得到不锈钢粗轧坯体；精轧为：将不锈钢粗轧坯体使用精轧机组进行七道轧制，精轧机组的入口温度为1200-1250℃，出口温度为850-900℃，得到厚度为20-30mm的不锈钢前驱物。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述温压成型的工艺为：
将不锈钢前驱物放置在冲压模具中，涂抹上脱模剂后，在温度为350-500℃、压力为800-1000MPa的条件下，压制10-35s后成型，得到不锈钢封头坯体。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述退火处理的工艺分为四个阶段，第一阶段是从室温升温至890-950℃，保温1-2h，第二阶段是降温至320-400℃，保温1-3h，第三阶段是继续升温至1000-1050℃，保温0.4-0.6h，第四阶段降温至室温。
8.根据权利要求1所述的一种不锈钢封头的温压成型工艺，其特征在于，所述退火处理的第一阶段升温速率为20-50℃/h，第二阶段降温速率为100-150℃/h，第三阶段升温速率为50-80℃/h，第四阶段降温速率为150-200℃/h。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02117704A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-05-02 | Furukawa Alum Co Ltd | キャンエンド用アルミニウム合金板の製造方法 |
| JPH0885851A (ja) * | 1994-09-17 | 1996-04-02 | Daido Steel Co Ltd | 析出硬化型ステンレス鋼 |
| US20060189154A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition of Hf3N4/HfO2 films as gate dielectrics |
| WO2013047511A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高温強度に優れたＦｅ基粉末緻密固化成形体 |
| CN103350156A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-16 | 宜兴华威封头有限公司 | 一种不锈钢封头的温压成型工艺 |
| CN111927507A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-13 | 朱永全 | 一种冷弯薄壁空心工字钢 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02117704A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-05-02 | Furukawa Alum Co Ltd | キャンエンド用アルミニウム合金板の製造方法 |
| JPH0885851A (ja) * | 1994-09-17 | 1996-04-02 | Daido Steel Co Ltd | 析出硬化型ステンレス鋼 |
| US20060189154A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposition of Hf3N4/HfO2 films as gate dielectrics |
| WO2013047511A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高温強度に優れたＦｅ基粉末緻密固化成形体 |
| CN103350156A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-16 | 宜兴华威封头有限公司 | 一种不锈钢封头的温压成型工艺 |
| CN111927507A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-13 | 朱永全 | 一种冷弯薄壁空心工字钢 |
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