一种高深冲性超纯铁素体不锈钢及其制造方法与流程

1.本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种高深冲性超纯铁素体不锈钢及其制造方法。


背景技术：

2.随着汽车行业的快速发展，汽车的销售量逐年增高，汽车排气管用不锈钢的用量也在逐渐增加。由于技术提升，目前对用于制造汽车排气管的不锈钢钢带的冲压成型性能要求越来越高，其加工工艺也越来越复杂。
3.采用传统生产工艺的汽车排气管用不锈钢钢带，其冷冲压时的压下量普遍在40％～70％之间，2b/2d表面的超纯铁素体不锈钢钢带的深冲成型性能较低，在进行深冲加工后易出现破裂的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种高深冲性超纯铁素体不锈钢及其制造方法，采用往返式多道次轧延加工实现大形变量的冷变形，所制造的超纯铁素体不锈钢钢带具有较好的深冲成型性能，能够满足汽车排气管深冲的加工要求。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
6.一种高深冲性超纯铁素体不锈钢，不锈钢钢带的化学成分按质量百分比含量计为：c≤0.025％，si≤1.00％，mn≤1.00％，p≤0.040％，s≤0.030％，cr:17.0％～19.0％，mo:0.75％～1.50％，n≤0.025％，8(c+n)≤ti+nb≤0.80％，余量为fe和不可避免杂质元素。
7.一种高深冲性超纯铁素体不锈钢的制造方法，包括如下步骤：
8.1)经冶炼、连铸、热轧后，得到黑皮钢卷；
9.2)黑皮钢卷经固溶、喷砂、酸洗，得到no.1表面钢卷；
10.3)no.1表面钢卷进行往返式多道次轧延，并控制冷变形压下量在73％以上，得到硬态板钢卷；
11.4)将硬态板钢卷经过固溶、电解、酸洗、调质轧延，获得2b/2d表面的不锈钢钢带产品。
12.所述步骤2)中固溶处理过程为：将黑皮钢卷开卷后的钢带加热至950～1100℃，加热时间t≤5min；然后立即水冷至室温；固溶后的钢带表面经碎锈和喷砂处理。
13.所述步骤2)中酸洗过程为：钢带先经浓度为200
±
50g/l的硫酸溶液处理，然后经过氢氟酸与硝酸的混合溶液处理；氢氟酸的浓度为12
±
3g/l，硝酸的浓度为120
±
30g/l。
14.所述步骤4)中的固溶处理过程为：将硬态板钢卷开卷后的钢带从室温加热至1000～1060℃，加热时间t≤5min；然后立即水冷至室温。
15.所述步骤4)中，钢带经电解区进行电解，电解区的电流强度为1000～4000a。
16.所述步骤4)中的酸洗过程为：钢带经过氢氟酸与硝酸的混合溶液处理，氢氟酸的
浓度为15
±
3g/l，硝酸的浓度为200
±
50g/l。
17.所获得2b/2d表面的不锈钢钢带的显微组织为单相铁素体。
18.所获得2b/2d表面的不锈钢钢带的塑性应变比≥1.70。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1)采用往返式多道次轧延加工实现大形变量的冷变形，压下量≥73％，高于传统生产工艺的压下量；
21.2)所制造的超纯铁素体不锈钢钢带具有较好的深冲成型性能，其塑性应变比≥1.70，适用于深冲成型加工用途，降低了因深冲时破裂导致的加工不良率。
附图说明
22.图1是本发明实施例中炼钢流程示意图。
23.图2是本发明实施例中热轧流程示意图。
24.图3是本发明实施例中热轧固溶酸洗流程示意图。
25.图4是本发明实施例中冷轧流程示意图。
26.图5是本发明实施例中冷轧固溶酸洗流程示意图。
27.图中：a.合金铁b.废钢c.不锈钢板坯d.黑皮钢卷e.no.1表面钢卷f.硬态板钢卷g.2b/2d表面的不锈钢钢带1-1.电炉1-2.转炉1-3.钢包精炼炉1-4.真空精炼炉1-5.板坯连铸机2-1.加热炉2-2.粗轧机2-3.精轧机2-4.盘卷机3-1.解卷机3-2.炉区3-3.碎锈机3-4.喷砂机3-5.酸洗区3-6.收卷机4-1.解卷机4-2.往返式多道次轧延机4-3.收卷机5-1.解卷机5-2.炉区5-3.电解区5-4.酸洗区5-5.调质轧延机5-6.收卷机
具体实施方式
28.本发明所述一种高深冲性超纯铁素体不锈钢，不锈钢钢带的化学成分按质量百分比含量计为：c≤0.025％，si≤1.00％，mn≤1.00％，p≤0.040％，s≤0.030％，cr:17.0％～19.0％，mo:0.75％～1.50％，n≤0.025％，8(c+n)≤ti+nb≤0.80％，余量为fe和不可避免杂质元素。
29.本发明所述一种高深冲性超纯铁素体不锈钢的制造方法，包括如下步骤：
30.1)经冶炼、连铸、热轧后，得到黑皮钢卷；
31.2)黑皮钢卷经固溶、喷砂、酸洗，得到no.1表面钢卷；
32.3)no.1表面钢卷进行往返式多道次轧延，并控制冷变形压下量在73％以上，得到硬态板钢卷；
33.4)将硬态板钢卷经过固溶、电解、酸洗、调质轧延，获得2b/2d表面的不锈钢钢带产品。
34.所述步骤2)中固溶处理过程为：将黑皮钢卷开卷后的钢带加热至950～1100℃，加热时间t≤5min；然后立即水冷至室温；固溶后的钢带表面经碎锈和喷砂处理。
35.所述步骤2)中酸洗过程为：钢带先经浓度为200
±
50g/l的硫酸溶液处理，然后经过氢氟酸与硝酸的混合溶液处理；氢氟酸的浓度为12
±
3g/l，硝酸的浓度为120
±
30g/l。
36.所述步骤4)中的固溶处理过程为：将硬态板钢卷开卷后的钢带从室温加热至1000～1060℃，加热时间t≤5min；然后立即水冷至室温。
37.所述步骤4)中，钢带经电解区进行电解，电解区的电流强度为1000～4000a。
38.所述步骤4)中的酸洗过程为：钢带经过氢氟酸与硝酸的混合溶液处理，氢氟酸的浓度为15
±
3g/l，硝酸的浓度为200
±
50g/l。
39.所获得2b/2d表面的不锈钢钢带的显微组织为单相铁素体。
40.所获得2b/2d表面的不锈钢钢带的塑性应变比≥1.70。
41.采用现有生产工艺生产的超纯铁素体不锈钢冷轧板冲压成型性能较差，易出现深冲加工破裂的问题，无法适用于汽车排气管较复杂的加工工序。本发明针对上述问题，通过化学成分设计及生产工艺相配合，取得了以下效果：
42.1)提高了超纯铁素体不锈钢冷轧板的冲压成型性能，得到的超纯铁素体不锈钢钢带塑性应变比≥1.70，能够满足汽车排气管深冲用途加工。
43.2)降低了下游加工过程因深冲成型性不足出现破裂的加工不良率。
44.本发明所述一种高深冲性超纯铁素体不锈钢及其制造方法的主要特点如下：
45.1)不锈钢钢带的化学成分按质量百分比含量为：c≤0.025％，si≤1.00％，mn≤1.00％，p≤0.040％，s≤0.030％，cr:17.0％～19.0％，mo:0.75％～1.50％，n≤0.025％，8(c+n)≤ti+nb≤0.80％，余量为fe和不可避免杂质元素；
46.2)通过炼钢冶炼、连铸浇铸、热轧轧延后得到一定厚度的黑皮钢卷，黑皮钢卷经过固溶、碎锈、喷砂、酸洗等加工，得到no.1表面钢卷；
47.3)对黑皮钢卷进行固溶处理的方法是将钢带快速加热到950～1100℃(控制加热时间t≤5min)，然后将加热后的钢带立即快速冷却至室温；
48.4)经过机械加工实现大形变量的冷变形(压下量≥73％)，得到硬态板钢卷；
49.5)硬态板钢卷经过固溶、电解、酸洗、调质轧延等加工，得到2b/2d表面的不锈钢钢带产品；
50.6)对硬态板进行固溶处理的方法是将其从室温快速加热到1000～1060℃(控制加热时间t≤5min)，然后立即快速水冷至室温。
51.以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，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。
52.【实施例】
53.本实施例中，一种高深冲性超纯铁素体不锈钢的主要化学成分按质量百分比含量计如表1所示，余量为fe和不可避免杂质元素。
54.表1
55.实施例c，％si，％mn，％p，％s，％cr，％mo，％n，％ti+nb，％10.0180.580.550.0280.01117.30.810.0140.4120.0220.230.390.0320.01818.61.140.0170.5230.0090.960.920.0060.00617.91.440.0220.3540.0110.370.680.0030.00217.40.930.0090.2850.0040.910.960.0210.02818.21.200.0150.2260.0130.850.270.0090.02418.60.890.0030.3070.0240.350.330.0380.02217.11.360.0220.4680.0100.410.050.0260.00718.81.170.0040.19
90.0150.870.420.0070.01518.51.090.0190.42100.0220.060.740.0050.02617.31.020.0080.39
56.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
57.如图1所示，本实施例中，以合金铁a和废钢b为原料，先通过电炉1-1、转炉1-2冶炼，再通过钢包精炼炉1-3或真空精炼炉1-4精炼，得到不锈钢板坯c。
58.如图2所示，不锈钢板坯c经加热炉2-1加热后，再经粗轧机2-2粗轧、精轧机2-3精轧，盘卷机2-4盘卷后，得到黑皮钢卷d。
59.如图3所示，黑皮钢卷d由解卷机3-1解卷后，先经炉区3-2加热固溶、碎锈机3-3碎锈、喷砂机3-4喷砂、酸洗区3-5酸洗等工艺过程，再经收卷机3-6收卷后获得no.1表面钢卷e。
60.如图4所示，no.1表面钢卷e再经解卷机4-1解卷，由往返式多道次轧延机4-2进行连续多道次轧延，总压下量≥73％；再经收卷机4-3收卷后得到硬态板钢卷f。
61.如图5所示，硬态板钢卷f由解卷机5-1解卷后，先经炉区5-2加热固溶、电解区5-3电解、酸洗区5-4酸洗、调质轧延机5-5调质轧延，再经收卷机5-6收卷得到2b/2d表面的不锈钢钢带g。
62.本实施例中，对黑皮钢卷进行固溶处理具体是：加热至950～1100℃，且加热时间t≤5min，然后立即水冷至室温。对硬态板钢卷进行固溶处理具体是：从室温快速加热到1000～1060℃，加热时间t≤5min，然后立即水冷至室温。
63.具体工艺参数如表2所示：
64.表2
[0065][0066]
[0067]
本实施例生产的2b/2d表面的不锈钢钢带产品，塑性应变比均大于1.70，具有较好的冲压成型性能。
[0068]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。