双相不锈钢中板表面处理方法与流程

文档序号:12416163阅读:478来源:国知局

本申请大体上涉及不锈钢领域,更具体地,本申请涉及不锈钢表面处理领域。



背景技术:

双相不锈钢由于具有较高的Cr、Mo及N含量,同时室温组织中奥氏体与铁素体比例按照约1:1共存,因此具有高强度(其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍)、良好的耐Cl-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点,在石油化工、制盐、水工、造船等领域得到广泛使用。与普通奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢相比,钢中Ni的含量明显降低,制造成本降低,属高性能、资源节约型钢种。双相不锈钢具有的高Cr、Mo及高N的成分特征,加热过程中形成的氧化铁鳞层结构复杂、致密,与基体的附着力强,相比普通316L奥氏体不锈钢,其酸洗非常困难。

概述

本申请一方面涉及双相不锈钢中板表面处理方法,其包括:a)对所述双相不锈钢中板表面进行抛丸处理;以及b)对经过抛丸处理的双相不锈钢中板表面进行连续酸洗;其中所述连续酸洗包括第一连续酸洗和第二连续酸洗,所述第一连续酸洗使用单一酸,所述第二连续酸洗使用硝酸和氢氟酸的混酸,其中所述硝酸的浓度为30g/L-80g/L,所述氢氟酸的浓度为60g/L-85g/L,基于质量百分比,所述双相不锈钢含有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%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

详述

在以下的说明中,包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而,相关领域的技术人员会认识到,不采用一个或多个这些具体的细节,而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。

除非本申请中另有要求,在整个说明书和所附的权利要求书中,词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义,即“包括但不限于”。

在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此,在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外,具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。

定义

在本文中,“双相不锈钢”系指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。

在本文中,“铁素体”系指碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体,其具有体心立方晶格,常用符号F表示。纯铁素体组织具有良好的塑性和韧性,但强度和硬度都较低。

在本文中,“奥氏体”系指γ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体,其具有面心立方结构。奥氏体塑性较好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性。

在本文中,“中板”系指厚度5.0-25.0mm的钢板。

在本文中,“抛丸处理”系指利用高速旋转的叶轮把小钢丸或者小铁丸抛掷出去高速撞击零件表面,故可以除去零件表面的氧化层,同时钢丸或铁丸高速撞击零件表面,造成零件表面的晶格扭曲变形,使表面硬度增高,是对零件表面进行清理的一种方法。

具体实施方案

本申请一方面涉及双相不锈钢中板表面处理方法,其包括:

a)对所述双相不锈钢中板表面进行抛丸处理;以及

b)对经过抛丸处理的双相不锈钢中板表面进行连续酸洗;

其中所述连续酸洗包括第一连续酸洗和第二连续酸洗,所述第一连续酸洗使用单一酸,所述第二连续酸洗使用硝酸和氢氟酸的混酸,其中所述硝酸的浓度为30g/L-80g/L,所述氢氟酸的浓度为60g/L-85g/L,基于质量百分比,所述双相不锈钢含有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%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

在某些实施方案中,对双相不锈钢中板表面进行一次抛丸处理。在某些实施方案中,对双相不锈钢中板表面进行一次以上抛丸处理。在某些实施方案中,对双相不锈钢中板表面进行两次抛丸处理。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的抛丸处理的丸粒直径约为0.3mm-0.6mm。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中第一连续酸洗的酸的示例性实例包括但不限于硫酸。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的硫酸的浓度约为280g/L-320g/L。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的硫酸浓度仅在一定范围之内时酸洗速率才随着浓度增大而提高,而超出这一范围后,酸洗速率反而会降低,因此,将本申请的方法中的第一连续酸洗的硫酸的浓度设定为约280g/L-320g/L。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的硫酸的质量分数约为24%-27%。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的硫酸的质量分数约为25%。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗使用大口径酸嘴。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的大口径酸嘴的示例性实例包括但不限于椭圆形大口径酸嘴。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的椭圆形大口径酸嘴的长轴直径约为8mm,短轴直径约为6mm。在某些实施方案中,增大椭圆形大口径酸嘴的长轴直径目的是增大扇形面。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的大口径酸嘴使酸液喷射产生扇形面。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的温度约为60℃-70℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的温度约为65℃-70℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的示例性实例包括但不限于上下喷淋式连续酸洗和浸入式连续酸洗。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗为循环连续酸洗。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗的酸洗速率约为1m/min-1.3m/min。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的混酸的示例性实例包括但不限于硝酸和氢氟酸、硝酸和盐酸以及盐酸和双氧水。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的硝酸的浓度约为30g/L-80g/L。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的氢氟酸的浓度约为60g/L-85g/L。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗使用大口径酸嘴。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的大口径酸嘴的示例性实例包括但不限于椭圆形大口径酸嘴。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的椭圆形大口径酸嘴的长轴直径约为8mm,短轴直径约为6mm。在某些实施方案中,增大椭圆形大口径酸嘴的长轴直径目的是增大扇形面。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的大口径酸嘴使酸液喷射产生扇形面。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的温度约为48℃-53℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的温度约为48℃-50℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的温度约为50℃-53℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗使用上下喷淋式连续酸洗。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗为循环连续酸洗。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第二连续酸洗的酸洗速率约为1m/min-1.3m/min。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗和第二连续酸洗的大口径酸嘴喷射酸液产生扇形面具有交汇点。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的第一连续酸洗和第二连续酸洗为连续酸洗线。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法还包括对连续酸洗处理的双相不锈钢中板表面进行连续水洗。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的对连续酸洗处理的双相不锈钢中板表面进行连续水洗的水洗温度约为≥60℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的方法中的双相不锈钢基于质量百分比含有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%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

在本申请的方法中,采用多次抛丸处理使得氧化铁鳞松散度增大,增加了机械除鳞效果,减少化学除磷压力。

在本申请的方法中,第一连续酸洗和第二连续酸洗全部使用大口径酸嘴,使酸液喷射产生扇形面,保证扇形面具有交汇点,提高酸洗均匀性,达到酸洗色泽一致。

在本申请的方法中,在混酸段,根据硝酸和氢氟酸的化学性质,采用合理的硝酸和氢氟酸浓度配比,控制酸洗过程处于活性溶解阶段,极大程度地提高了双相不锈钢表面氧化铁鳞的溶解速率,酸洗速率由以前的不到0.3m/min提高至1m/min-1.3m/min。

在本申请的方法中,经表面处理的双相不锈钢中板表面色泽一致,满足了高端领域对钢板的高表面质量要求。

下文中,本申请将通过如下实施例进行详细解释以便更好地理解本申请的各个方面及其优点。然而,应当理解,以下的实施例是非限制性的而且仅用于说明本申请的某些实施方案。

实施例

实施例1

1.使用双相不锈钢中板,其化学成分为:

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%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

2.双相不锈钢中板规格及数量为:10*2000*8000mm,20块

3.对热处理后的双相不锈钢中板进行两次抛丸处理,丸粒直径为0.3-0.6mm,丸粒平均直径约为0.4mm。

4.连续酸洗

4.1第一阶段:根据硫酸化学特性,质量分数为25%的硫酸活性达到最高。初始阶段硫酸实测为298.9g/L,温度为61℃,但是随着酸洗过程的进行,硫酸浓度和温度在变化,通过控制连续线硫酸浓度,将连续酸洗硫酸浓度控制在290g/L-320g/L的范围内,硫酸活性达到最佳,提高硫酸除鳞效果。温度控制在60℃-70℃。

4.2第二阶段:混酸酸液配比,硝酸初始浓度为57.6g/L,氢氟酸浓度为83.1g/L,酸洗初始温度为48℃,但是随着酸洗过程的进行,硝酸和氢氟酸浓度和温度在变化,通过控制连续线硝酸和氢氟酸浓度,将硝酸的浓度控制在55g/L-60g/L的范围内,氢氟酸浓度控制在80g/L-85g/L的范围内,酸洗温度为48℃-50℃。

5.对酸洗后的双相不锈钢中板连续喷水洗,水洗温度为62℃。

通过按照上述工艺进行生产,双相不锈钢中板酸洗速度由以前的不到0.3m/min提高至1.2m/min,表面色泽一致。

实施例2

1.使用双相不锈钢中板,其化学成分为:

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%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

2.双相不锈钢中板规格及数量为:20*2000*8000mm,10块

3.对热处理后的双相不锈钢中板经过两次抛丸处理,丸粒直径为0.3-0.6mm,丸粒平均直径约为0.4mm。

4.连续酸洗

4.1第一阶段:根据硫酸化学特性,质量分数为25%的硫酸活性达到最高。初始阶段硫酸实测为288.4g/L,温度为66℃,但是随着酸洗过程的进行,硫酸浓度和温度在变化,通过控制连续线硫酸浓度,将连续酸洗硫酸浓度控制在280g/L-310g/L的范围内,硫酸活性达到最佳,提高硫酸除鳞效果。温度控制在65℃-70℃。

4.2第二阶段:混酸酸液配比,硝酸初始浓度为46.8g/L,氢氟酸浓度为81.5g/L,酸洗初始温度为50℃,但是随着酸洗过程的进行,硝酸和氢氟酸浓度和温度在变化,通过控制连续线硝酸和氢氟酸浓度,将硝酸的浓度控制在45g/L-50g/L的范围内,氢氟酸浓度控制在80g/L-85g/L的范围内,酸洗温度为50℃-53℃。

5.对酸洗后的双相不锈钢中板连续喷水洗,水洗温度为65℃。

通过按照上述工艺进行生产,双相不锈钢中板酸洗速度由以前的不到0.3m/min提高至1.3m/min,表面色泽一致。

从前述中可以理解,尽管为了示例性说明的目的描述了本发明的具体实施方案,但是在不偏离本发明的精神和范围的条件下,本领域所述技术人员可以作出各种变形或改进。这些变形或修改都应落入本申请所附权利要求的范围。

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