本申請大體上涉及不銹鋼領域,更具體地,本申請涉及不銹鋼表面處理領域。
背景技術:
雙相不銹鋼由于具有較高的Cr、Mo及N含量,同時室溫組織中奧氏體與鐵素體比例按照約1:1共存,因此具有高強度(其屈服強度一般為奧氏體不銹鋼的兩倍)、良好的耐Cl-點蝕、耐應力腐蝕及焊接性能等突出優點,在石油化工、制鹽、水工、造船等領域得到廣泛使用。與普通奧氏體不銹鋼及超級奧氏體不銹鋼相比,鋼中Ni的含量明顯降低,制造成本降低,屬高性能、資源節約型鋼種。雙相不銹鋼具有的高Cr、Mo及高N的成分特征,加熱過程中形成的氧化鐵鱗層結構復雜、致密,與基體的附著力強,相比普通316L奧氏體不銹鋼,其酸洗非常困難。
概述
本申請一方面涉及雙相不銹鋼中板表面處理方法,其包括:a)對所述雙相不銹鋼中板表面進行拋丸處理;以及b)對經過拋丸處理的雙相不銹鋼中板表面進行連續酸洗;其中所述連續酸洗包括第一連續酸洗和第二連續酸洗,所述第一連續酸洗使用單一酸,所述第二連續酸洗使用硝酸和氫氟酸的混酸,其中所述硝酸的濃度為30g/L-80g/L,所述氫氟酸的濃度為60g/L-85g/L,基于質量百分比,所述雙相不銹鋼含有C≤0.030%,Si≤1.00%,Mn≤2.00%,P≤0.030%,S≤0.020%,Cr 21.00%-23.00%,Ni 4.50%-6.50%,Mo 2.50%-3.50%,N 0.14%-0.20%,余量為鐵及其他不可避免的雜質。
詳述
在以下的說明中,包括某些具體的細節以對各個公開的實施方案提供全面的理解。然而,相關領域的技術人員會認識到,不采用一個或多個這些具體的細節,而采用其它方法、部件、材料等的情況下仍實現實施方案。
除非本申請中另有要求,在整個說明書和所附的權利要求書中,詞語“包括”、“包含”、“含有”和“具有”應解釋為開放式的、含括式的意義,即“包括但不限于”。
在整個說明書中提到的“一實施方案”、“實施方案”、“在另一實施方案中”或“在某些實施方案中”意指在至少一實施方案中包括與該實施方案所述的相關的具體參考要素、結構或特征。因此,在整個說明書中不同位置出現的短語“在一實施方案中”或“在實施方案中”或“在另一實施方案中”或“在某些實施方案中”不必全部指同一實施方案。此外,具體要素、結構或特征可以任何適當的方式在一個或多個實施方案中結合。
定義
在本文中,“雙相不銹鋼”系指鐵素體與奧氏體各約占50%,一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。
在本文中,“鐵素體”系指碳溶解在α-Fe中的間隙固溶體,其具有體心立方晶格,常用符號F表示。純鐵素體組織具有良好的塑性和韌性,但強度和硬度都較低。
在本文中,“奧氏體”系指γ-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體,其具有面心立方結構。奧氏體塑性較好,強度較低,具有一定韌性,不具有鐵磁性。
在本文中,“中板”系指厚度5.0-25.0mm的鋼板。
在本文中,“拋丸處理”系指利用高速旋轉的葉輪把小鋼丸或者小鐵丸拋擲出去高速撞擊零件表面,故可以除去零件表面的氧化層,同時鋼丸或鐵丸高速撞擊零件表面,造成零件表面的晶格扭曲變形,使表面硬度增高,是對零件表面進行清理的一種方法。
具體實施方案
本申請一方面涉及雙相不銹鋼中板表面處理方法,其包括:
a)對所述雙相不銹鋼中板表面進行拋丸處理;以及
b)對經過拋丸處理的雙相不銹鋼中板表面進行連續酸洗;
其中所述連續酸洗包括第一連續酸洗和第二連續酸洗,所述第一連續酸洗使用單一酸,所述第二連續酸洗使用硝酸和氫氟酸的混酸,其中所述硝酸的濃度為30g/L-80g/L,所述氫氟酸的濃度為60g/L-85g/L,基于質量百分比,所述雙相不銹鋼含有C≤0.030%,Si≤1.00%,Mn≤2.00%,P≤0.030%,S≤0.020%,Cr 21.00%-23.00%,Ni 4.50%-6.50%,Mo 2.50%-3.50%,N 0.14%-0.20%,余量為鐵及其他不可避免的雜質。
在某些實施方案中,對雙相不銹鋼中板表面進行一次拋丸處理。在某些實施方案中,對雙相不銹鋼中板表面進行一次以上拋丸處理。在某些實施方案中,對雙相不銹鋼中板表面進行兩次拋丸處理。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的拋丸處理的丸粒直徑約為0.3mm-0.6mm。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中第一連續酸洗的酸的示例性實例包括但不限于硫酸。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的硫酸的濃度約為280g/L-320g/L。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的硫酸濃度僅在一定范圍之內時酸洗速率才隨著濃度增大而提高,而超出這一范圍后,酸洗速率反而會降低,因此,將本申請的方法中的第一連續酸洗的硫酸的濃度設定為約280g/L-320g/L。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的硫酸的質量分數約為24%-27%。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的硫酸的質量分數約為25%。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗使用大口徑酸嘴。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的大口徑酸嘴的示例性實例包括但不限于橢圓形大口徑酸嘴。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的橢圓形大口徑酸嘴的長軸直徑約為8mm,短軸直徑約為6mm。在某些實施方案中,增大橢圓形大口徑酸嘴的長軸直徑目的是增大扇形面。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的大口徑酸嘴使酸液噴射產生扇形面。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的溫度約為60℃-70℃。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的溫度約為65℃-70℃。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的示例性實例包括但不限于上下噴淋式連續酸洗和浸入式連續酸洗。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗為循環連續酸洗。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗的酸洗速率約為1m/min-1.3m/min。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的混酸的示例性實例包括但不限于硝酸和氫氟酸、硝酸和鹽酸以及鹽酸和雙氧水。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的硝酸的濃度約為30g/L-80g/L。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的氫氟酸的濃度約為60g/L-85g/L。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗使用大口徑酸嘴。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的大口徑酸嘴的示例性實例包括但不限于橢圓形大口徑酸嘴。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的橢圓形大口徑酸嘴的長軸直徑約為8mm,短軸直徑約為6mm。在某些實施方案中,增大橢圓形大口徑酸嘴的長軸直徑目的是增大扇形面。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的大口徑酸嘴使酸液噴射產生扇形面。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的溫度約為48℃-53℃。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的溫度約為48℃-50℃。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的溫度約為50℃-53℃。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗使用上下噴淋式連續酸洗。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗為循環連續酸洗。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第二連續酸洗的酸洗速率約為1m/min-1.3m/min。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗和第二連續酸洗的大口徑酸嘴噴射酸液產生扇形面具有交匯點。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的第一連續酸洗和第二連續酸洗為連續酸洗線。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法還包括對連續酸洗處理的雙相不銹鋼中板表面進行連續水洗。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的對連續酸洗處理的雙相不銹鋼中板表面進行連續水洗的水洗溫度約為≥60℃。
在某些實施方案中,能夠用于本申請的方法中的雙相不銹鋼基于質量百分比含有C≤0.030%,Si≤1.00%,Mn≤2.00%,P≤0.030%,S≤0.020%,Cr 21.00%-23.00%,Ni 4.50%-6.50%,Mo 2.50%-3.50%,N 0.14%-0.20%,余量為鐵及其他不可避免的雜質。
在本申請的方法中,采用多次拋丸處理使得氧化鐵鱗松散度增大,增加了機械除鱗效果,減少化學除磷壓力。
在本申請的方法中,第一連續酸洗和第二連續酸洗全部使用大口徑酸嘴,使酸液噴射產生扇形面,保證扇形面具有交匯點,提高酸洗均勻性,達到酸洗色澤一致。
在本申請的方法中,在混酸段,根據硝酸和氫氟酸的化學性質,采用合理的硝酸和氫氟酸濃度配比,控制酸洗過程處于活性溶解階段,極大程度地提高了雙相不銹鋼表面氧化鐵鱗的溶解速率,酸洗速率由以前的不到0.3m/min提高至1m/min-1.3m/min。
在本申請的方法中,經表面處理的雙相不銹鋼中板表面色澤一致,滿足了高端領域對鋼板的高表面質量要求。
下文中,本申請將通過如下實施例進行詳細解釋以便更好地理解本申請的各個方面及其優點。然而,應當理解,以下的實施例是非限制性的而且僅用于說明本申請的某些實施方案。
實施例
實施例1
1.使用雙相不銹鋼中板,其化學成分為:
C:0.015%,Si:0.57%,Mn:1.17%,P:0.024%,S:0.001%,Cr:22.45%,Ni:5.62%,Mo:3.15%,N:0.1645%,余量為鐵及其他不可避免的雜質。
2.雙相不銹鋼中板規格及數量為:10*2000*8000mm,20塊
3.對熱處理后的雙相不銹鋼中板進行兩次拋丸處理,丸粒直徑為0.3-0.6mm,丸粒平均直徑約為0.4mm。
4.連續酸洗
4.1第一階段:根據硫酸化學特性,質量分數為25%的硫酸活性達到最高。初始階段硫酸實測為298.9g/L,溫度為61℃,但是隨著酸洗過程的進行,硫酸濃度和溫度在變化,通過控制連續線硫酸濃度,將連續酸洗硫酸濃度控制在290g/L-320g/L的范圍內,硫酸活性達到最佳,提高硫酸除鱗效果。溫度控制在60℃-70℃。
4.2第二階段:混酸酸液配比,硝酸初始濃度為57.6g/L,氫氟酸濃度為83.1g/L,酸洗初始溫度為48℃,但是隨著酸洗過程的進行,硝酸和氫氟酸濃度和溫度在變化,通過控制連續線硝酸和氫氟酸濃度,將硝酸的濃度控制在55g/L-60g/L的范圍內,氫氟酸濃度控制在80g/L-85g/L的范圍內,酸洗溫度為48℃-50℃。
5.對酸洗后的雙相不銹鋼中板連續噴水洗,水洗溫度為62℃。
通過按照上述工藝進行生產,雙相不銹鋼中板酸洗速度由以前的不到0.3m/min提高至1.2m/min,表面色澤一致。
實施例2
1.使用雙相不銹鋼中板,其化學成分為:
C:0.018%,Si:0.47%,Mn:1.12%,P:0.023%,S:0.001%,Cr:22.55%,Ni:5.28%,Mo:3.10%,N:0.1630%,余量為鐵及其他不可避免的雜質。
2.雙相不銹鋼中板規格及數量為:20*2000*8000mm,10塊
3.對熱處理后的雙相不銹鋼中板經過兩次拋丸處理,丸粒直徑為0.3-0.6mm,丸粒平均直徑約為0.4mm。
4.連續酸洗
4.1第一階段:根據硫酸化學特性,質量分數為25%的硫酸活性達到最高。初始階段硫酸實測為288.4g/L,溫度為66℃,但是隨著酸洗過程的進行,硫酸濃度和溫度在變化,通過控制連續線硫酸濃度,將連續酸洗硫酸濃度控制在280g/L-310g/L的范圍內,硫酸活性達到最佳,提高硫酸除鱗效果。溫度控制在65℃-70℃。
4.2第二階段:混酸酸液配比,硝酸初始濃度為46.8g/L,氫氟酸濃度為81.5g/L,酸洗初始溫度為50℃,但是隨著酸洗過程的進行,硝酸和氫氟酸濃度和溫度在變化,通過控制連續線硝酸和氫氟酸濃度,將硝酸的濃度控制在45g/L-50g/L的范圍內,氫氟酸濃度控制在80g/L-85g/L的范圍內,酸洗溫度為50℃-53℃。
5.對酸洗后的雙相不銹鋼中板連續噴水洗,水洗溫度為65℃。
通過按照上述工藝進行生產,雙相不銹鋼中板酸洗速度由以前的不到0.3m/min提高至1.3m/min,表面色澤一致。
從前述中可以理解,盡管為了示例性說明的目的描述了本發明的具體實施方案,但是在不偏離本發明的精神和范圍的條件下,本領域所述技術人員可以作出各種變形或改進。這些變形或修改都應落入本申請所附權利要求的范圍。