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CN111618119A - 一种合金钢薄片的制备工艺 - Google Patents

一种合金钢薄片的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种合金钢薄片的制备工艺，包括备料、热轧开坯、中间退火、酸洗、温轧、中间退火、修磨、冷轧、退火、校平步骤得到合金钢薄片，本方法在轧制过程中采用中间退火、酸碱洗、修磨等工序，有效减少了轧制过程中出现的钢板表面微裂纹、表面黑点等缺陷，采用的退火工艺保证了内应力充分释放，使整个轧制成品率大幅提高；且本制备方法对设备要求不高，投入成本低，轧制后钢板表面质量良好，不平整度≤1mm，满足精密仪器仪表、光学测量系统等行业使用要求。

Description

一种合金钢薄片的制备工艺
技术领域
本发明属于低膨胀4J32合金钢薄片的轧制生产技术领域，涉及适用于精密仪器仪表、光学测量系统等行业使用的4J32合金钢薄片的制备工艺，具体涉及一种合金钢薄片的制备工艺。
背景技术
自4J32超Invar合金问世以来，因较低的热膨胀系数这一特征，在精密仪器仪表、光学测量系统等行业有广泛的实际应用。 4J32超Invar合金作为一种优质合金钢材料，产品附加值高，但材料特性复杂，生产难度极大，轧制加工对设备能力及工艺精准性的要求远高于碳钢。尤其是薄片，在轧制过程中易出现黑斑等表面缺陷，退火后也存在应力退不尽，板材瓢曲、波浪等板形缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种合金钢薄片的制备工艺，该方法生产的4J32合金钢薄片表面无明显缺陷且平整度较好，完全满足相关行业要求。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种合金钢薄片的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、备料：以频炉熔炼浇铸而成的钢锭为熔铸原料；
步骤二、热轧开坯：将步骤一中的钢锭放入到氢气保护的钼丝炉中加热到1050~1100℃，保温时间为1~2h，然后取出钢锭进行开坯热轧，多道次轧至厚度5~7mm；
步骤三、中间退火：对步骤二开坯后钢锭进行退火；
步骤四、酸洗：将步骤三处理后的产品进行碱浸、水淬、酸洗、高压水冲洗、中和去除热加工氧化皮工序；
步骤五、温轧：先将步骤四处理后的产品加热至950~1000℃，保温40~60min，然后经过多道次轧至厚度为2.8~3mm；
步骤六、中间退火：将步骤五温轧后的产品进行退火，退火温度为890~910℃，退火时间为1~2h，之后重复步骤四进行酸洗；
步骤七、修磨：对步骤六处理后的产品进行修磨；
步骤八、冷轧：将步骤七中修磨后的产品进行多道次冷轧；
步骤九、退火：将步骤八冷轧后的产品采取去应力退火；
步骤十、校平：将步骤九退火后的产品进行反复校平至不平整度≤1mm为止，得最终产品。
进一步的，步骤二开坯热轧过程中，中间每4道次补热，每次补热的时间为30~50min，补热温度为1050~1100℃。
进一步的，步骤三中退火的时间为1~2h，退火温度为900-920℃。
进一步的，：步骤四中碱浸洗液包括以下质量份数的各组分组成：NaoH 80份、NaNO320份，碱浸洗液在的温度为480~540℃的熔融状态进行碱浸。
进一步的，步骤四中酸洗液包括以下浓度的各组分：H2SO4 250~300g/l、NaNO3 40~50g/l、NaCl 30~40g/l，酸洗液温度为65~80℃。
进一步的，步骤四中中和液包括以下浓度的各组分：Na2CO3 3.5~5.0g/l，NaNO3 3~4.5g/l，中和液温度≥90℃。
进一步的，步骤七中修磨的步骤包括水磨-干抛-冲洗-烘干。
进一步的，步骤八中经过多道次冷轧后的产品的厚度小于1mm。
进一步的，步骤九中退火的时间为2~3h，退火温度为800~850℃。
本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：
1.本方法基于4J32合金钢特点，设计了一套完整的轧制生产工艺路线，有效完善了Invar合金塑性加工方面的工艺体系；
2.本方法在轧制过程中采用中间退火、酸碱洗、修磨等工序，有效减少了轧制过程中出现的钢板表面微裂纹、表面黑点等缺陷，采用的退火工艺保证了内应力充分释放，使整个轧制成品率大幅提高；
3.本方法制备工艺简单，对设备要求不高，投入成本低，轧制后钢板表面质量良好，不平整度≤1mm，满足精密仪器仪表、光学测量系统等行业使用要求。
附图说明
图1是本发明制备出的合金钢薄片的不平度测量示意图。
具体实施方式
结合实施例对本发明加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种合金钢薄片的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、备料：以频炉熔炼浇铸而成的钢锭为熔铸原料；
步骤二、热轧开坯：将步骤一中的钢锭放入到氢气保护的钼丝炉中加热到1050~1100℃，保温时间为1~2h，然后取出钢锭进行开坯热轧，多道次轧至厚度5~7mm；
步骤三、中间退火：将步骤二开坯后钢锭放入氢气退火炉内退火；
步骤四、酸洗：将步骤三处理后的产品经碱浸、水淬、酸洗、高压水冲洗、中和去除热加工氧化皮等工序；
步骤五、温轧：先将步骤四处理后的产品加热至950~1000℃，保温40~60min，然后经过多道次轧至厚度为2.8~3mm；
步骤六、中间退火：将步骤五温轧后的产品进行退火，退火温度为890~910℃，退火时间为1~2h，之后重复步骤四进行酸洗；
步骤七、修磨：对步骤六处理后的产品进行修磨；
步骤八、冷轧：将步骤七中修磨后的产品进行多道次冷轧；
步骤九、退火：将步骤八冷轧后的产品采取去应力退火；
步骤十、校平：将步骤九退火后的产品进行反复校平至不平整度≤1mm为止，得最终产品。
进一步的，步骤二开坯热轧过程中，中间每4道次补热，每次补热的时间为30~50min，补热温度为1050~1100℃。
进一步的，步骤三中退火的时间为1~2h，退火温度为900-920℃。
进一步的，：步骤四中碱浸洗液包括以下质量份数的各组分组成：NaoH 80份、NaNO320份，碱浸洗液在的温度为480~540℃的熔融状态进行碱浸。
进一步的，步骤四中酸洗液包括以下浓度的各组分：H2SO4 250~300g/l、NaNO3 40~50g/l、NaCl 30~40g/l，酸洗液温度为65~80℃；
进一步的，步骤四中中和液包括以下浓度的各组分：Na2CO3 3.5~5.0g/l，NaNO3 3~4.5g/l，中和液温度≥90℃。
进一步的，步骤七中修磨的步骤包括水磨-干抛-冲洗-烘干。
进一步的，步骤八中经过多道次冷轧后的产品的厚度小于1mm。
进一步的，步骤九中退火的时间为2~3h，退火温度为800~850℃。
本发明的目的在于提供一种4J32合金钢薄片的制备工艺，该方法生产的4J32合金钢薄片表面无明显缺陷且平整度较好，完全满足相关行业要求。本发明采用如下技术方案：
一种4J32合金钢薄片的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、备料：所用原料为采用中频炉熔炼浇铸而成的4J32合金钢方锭，钢锭的物理性质为：成分符合行业标准YB/T5241-2005的规定，尺寸为40*70*170mm，表面质量符合GB/T14985规定。
步骤二、热轧开坯：将熔铸所得的钢锭坯料用氢气保护钼丝炉加热到1050-1100℃，保温时间为1h20min，之后取出采用二辊不可逆轧机进行开坯热轧，多道次轧至厚度6mm左右，中间每4道次补热，补热温度及时间为1050-1100℃/40min。
步骤三、中间退火：开坯后合金钢板材放入氢气退火炉内退火，以消除加工硬化，改善塑性，为后续工序做准备。具体工艺为：900-920℃/1.5h。
步骤四、酸洗：热轧后的产品经碱浸、水淬、酸洗、高压水冲洗、中和去除热加工氧化皮等工序。碱洗液配比（重量百分比）：80%的NaoH+20%的NaNO3，加热到熔融状态，碱液温度：480-540℃；酸洗液配比：H2SO4 250-300g/l，NaNO3 40-50g/l，NaCl 30-40g/l，酸洗液温度65-80℃；中和液配比：Na2CO3 3.5-5.0g/l，NaNO3 3-4.5g/l，中和液温度≥90℃。碱浸时钢板必须全部被碱液浸没，以保证碱液与氧化皮充分反应，使氧化皮疏松便于在酸洗中洗掉。酸洗后以表面无氧化皮氧化膜，成金属本色为准，酸洗后经＞0.3Mpa的高压水冲洗，随后放入水槽水洗。
步骤五、温轧：温轧在冷轧设备上进行，在进入轧制变形区之前将工件加热至980℃保温50min，多道次轧至厚度2.7mm左右。
步骤六、中间退火：温轧后的产品进行900℃/1h30min退火，之后重复步骤4进行酸洗。
步骤七、修磨: 水磨-干抛-冲洗-烘干后的产品用水磨机修磨，水磨的原则是多道次小压下轻磨，切忌强行压下。水磨后仍存在个别缺陷，采用手把砂轮清除。砂轮材质：树脂或粘土结合剂砂轮，砂轮粒度100-200，砂轮宽度≥产品宽度3-5mm，产品每面水磨次数≥4次，直至表面没有明显缺陷后，采用高压水冲洗烘干后进入下道工序。
步骤八、冷轧：修磨后产品在冷轧机上多道次冷轧至1mm以下成品；
步骤九、退火：轧制完成后产品采用真空退火炉进行去应力退火。退火工艺为800-850℃/2-3h。退火时钢板层叠放置于事先加工好的平整度较高的工装“钼垫板”上，其上放置钼块等重物施加一定的压力。
步骤十、校平：退火后的钢板采用九辊校平机反复校平至不平整度≤1mm为止，测量制备得到的合金钢薄片的不平度如图1所示。合金钢薄片在九辊校平机的上方，反复校平至合金钢薄片的不平整度≤1mm为止。
本方法基于4J32合金钢特点，设计了一套完整的轧制生产工艺路线，有效完善了Invar合金塑性加工方面的工艺体系；本方法在轧制过程中采用中间退火、酸碱洗、修磨等工序，有效减少了轧制过程中出现的钢板表面微裂纹、表面黑点等缺陷，采用的退火工艺保证了内应力充分释放，使整个轧制成品率大幅提高；本方法制备工艺简单，对设备要求不高，投入成本低，轧制后钢板表面质量良好，不平整度≤1mm，满足精密仪器仪表、光学测量系统等行业使用要求。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。还需要说明的是，在本文中的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、备料：以频炉熔炼浇铸而成的钢锭为熔铸原料；
步骤二、热轧开坯：将步骤一中的钢锭放入到氢气保护的钼丝炉中加热到1050~1100℃，保温时间为1~2h，然后取出钢锭进行开坯热轧，多道次轧至厚度5~7mm；
步骤三、中间退火：对步骤二开坯后钢锭进行退火；
步骤四、酸洗：将步骤三处理后的产品进行碱浸、水淬、酸洗、高压水冲洗、中和去除热加工氧化皮工序；
步骤五、温轧：先将步骤四处理后的产品加热至950~1000℃，保温40~60min，然后经过多道次轧至厚度为2.8~3mm；
步骤六、中间退火：将步骤五温轧后的产品进行退火，退火温度为890~910℃，退火时间为1~2h，之后重复步骤四进行酸洗；
步骤七、修磨：对步骤六处理后的产品进行修磨；
步骤八、冷轧：将步骤七中修磨后的产品进行多道次冷轧；
步骤九、退火：将步骤八冷轧后的产品采取去应力退火；
步骤十、校平：将步骤九退火后的产品进行反复校平至不平整度≤1mm为止，得最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤二开坯热轧过程中，中间每4道次补热，每次补热的时间为30~50min，补热温度为1050~1100℃。
3.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤三中退火的时间为1~2h，退火温度为900-920℃。
4.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤四中碱浸洗液包括以下质量份数的各组分组成：NaoH 80份、NaNO320份，碱浸洗液在的温度为480~540℃的熔融状态进行碱浸。
5.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤四中酸洗液包括以下浓度的各组分：H2SO4 250~300g/l、NaNO3 40~50g/l、NaCl 30~40g/l，酸洗液温度为65~80℃。
6.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤四中中和液包括以下浓度的各组分：Na2CO3 3.5~5.0g/l，NaNO3 3~4.5g/l，中和液温度≥90℃。
7.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤七中修磨的步骤包括水磨-干抛-冲洗-烘干。
8.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤八中经过多道次冷轧后的产品的厚度小于1mm。
9.根据权利要求1所述的一种合金钢薄片的制备工艺，其特征在于：步骤九中退火的时间为2~3h，退火温度为800~850℃。
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