一种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢及其制造方法
【专利摘要】一种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C0.03～0.1％，Si0.3～1.0％，Mn0.8～2％，P0～0.045％，S0.003～0.008％，Cr16～20％，Ni7～12％，Cu0.4～2.0％，N0～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明通过控制适量的S并添加少量的Cu，提高了基体的塑性和切削性能，有利于抛光性能的提高；控制原料中Al的摄入，并使用无Al脱氧剂，有效降低了硬质类夹杂的生成概率；另外，冶炼过程中通过控制合适的碱度将不可避免的硬质类夹杂物改性成塑性夹杂，再通过镇静、Ar气搅拌等措施将较大的夹杂物去除，从而有效净化了钢液，提升了钢的内在质量；不除磷轧制、无腐蚀沟槽的酸洗表面和适当的平整工艺则有效提升了最终的表面质量。
【专利说明】一种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及奥氏体不锈钢及其制造方法，尤其涉及一种具有优良抛光性能的奥氏 体不锈钢及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，越来越多的建筑/装饰/食品卫生/电子等行业已采 用不锈钢的光亮板和镜面板，并且对材料的表面质量提出了更高的要求。18-8型不锈钢即 304奥氏体不锈钢，因具有优良的耐腐蚀性/耐热性/可加工性等综合性能，用途广泛，在不 锈钢抛光产品中所占的市场份额很高。一般应用到上述领域的钢，通常是2B或BA冷轧板， 或在此基础上抛光制成的镜面板，或研磨而成的研磨板。2B板是指奥氏体不锈钢连铸坯经 热轧-退火酸洗-冷轧-退火酸洗后精整得到的不锈钢板。BA是冷轧后经过强还原性气氛 炉中退火制得的不锈钢板。由于钢板作为装饰用，对表面亮度和抛光性要求很高。
[0003] 为了改善抛光性能，目前主要的技术是通过控制热轧、退火、酸洗等工艺来提高不 锈钢的表面质量，从而提高不锈钢的可抛光性，如：
[0004] 日本发明JP3-60920提出了一种通过用给定硝酸和氢氟酸的混酸去除热轧带钢 氧化皮来降低晶间腐蚀，从而改善抛光性能。但使用该技术，将使钢板表面严重溶解，以致 使表面不均匀性加大，就抛光性而言并未明显改善。
[0005] 日本发明JP6-280064公开了一种改善抛光性能的方法，该法省略了热轧退火，而 是在冷轧之后在规定范围内退火和酸洗，并且保证酸洗所产生的微观凹槽深度不大于lum。 使用此法，抛光性多少有所改善，但带钢酸洗后表面亮度变差。
[0006] 日本发明JP6017271A公开了一种具有优良可研磨性能的奥氏体不锈钢的生产方 法。其制造过程特征是，退火后酸洗冷轧不锈带钢，酸洗采用含HN0 3+HF的酸，圆03和册的 含量满足如下关系式：X = 20-200,（Y-0. 727Z) = 2-6(不含6)，Z < 60,其中X是ΗΝ03的 含量g/1，Y是HF的含量g/1，Z是溶解的Fe离子的含量。该法通过限定硝酸和氢氟酸的浓 度来尽可能地抑制晶间腐蚀凹槽的深度，从而使凹槽的深度不大于lum，但此法的问题是酸 洗后氧化皮残留严重，耐蚀性也严重变差。
[0007] 日本发明JP6299239A提供了一种具有优异抛光性能奥氏体不锈钢板的生产方 法，通过一种近终形连铸技术，所获得的铸坯1-1〇_，不用经过热轧，直接冷轧至所需成品。 熔融金属的成分满足s铁素体不小于6%，其中S%=3(Cr+1.5Si+Mo+Nb)-2. 8(Ni+0. 5 Cu+0. 5Mn+30C+30N) -19. 8。将制得的连铸坯用表面粗糙度Rt不大于0. 2um的轧辊冷轧，每 道次的冷轧压下量不小于5%，累计压下量不小于15%。接下来，再退火酸洗，或光亮退火。 随后，采用1-2. 5%延伸率的平整，该钢抛光后，具有优良的抛光性能。
[0008] 日本发明JP62253732A公开一种具有优异抛光性能奥氏体不锈钢的生产方法。这 种奥氏体不锈钢含有不高于〇. 〇7Wt%的C，代表钢种18Cr-8Ni的热轧的精轧温度不低于 950°C，快速水冷，然后在650°C卷取。在热轧不锈钢表面采用含铁砂的高压水机械除鳞，然 后进行酸洗。酸洗水溶液含80-30(^/1圆03，10-20(^/1册，酸洗温度不低于501：。钢板表 面被溶解的深度为2-3um。酸洗在短时间内完成，主要是使表面光滑。将上述酸洗板采用辊 径不小于200mm的大轧辊冷轧。最后退火酸洗或退火光亮酸洗。根据需要，再平整延伸，制 得具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢板带。
[0009]日本发明JP8309405A公开了一种具有优异镜面抛光性能奥氏体不锈钢的制造方 法。该产品是光亮退火奥氏体不锈钢带，含0. 01-0. 10wt% AL，0. Olwt%以下的0,晶粒度等 级7. 3-10(JIS G0551)，表面粗糙度Ra低于0. 15um.退火温度优选在1050-1170°C，同时给 与0. 5-2. 5 %延伸。主要应用在镜板/塑料膜具和建筑外装饰板。
[0010] 但是，表面质量只是影响不锈钢抛光性的外在因素，不锈钢的内在质量则在本质 上决定了不锈钢的可抛光性能。目前影响抛光质量的主要问题是抛光后表面易产生"疵点" 缺陷，该类型缺陷就是和钢中的硬质类夹杂有关。
【发明内容】
[0011] 针对目前不锈钢抛光存在的主要问题，本发明的目的在于提供一种具有优良抛光 性能的奥氏体不锈钢及其制造方法，使得不锈钢抛光后表面没有疵点缺陷，装饰性效果更 好。该钢特别适用于对抛光性要求比较苛刻的建筑装饰/塑料模具/食品卫生/手机等行 业，但也不限制该钢应用于其它对材料亮度和抛光性有较高要求的领域。
[0012] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0013] 一种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢，其成分重量百分比为：C0. 03?0. 1%， SiO. 3 ?1. 0%，Μη0· 8 ?2%，P0 ?0· 045%，S0. 003 ?0· 008%，Crl6 ?20%，Ni7 ?12%， CuO. 4?2. 0%，N0?0. 08%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0014] 本发明在微量元素控制上，主要是控制S、Cu的含量。常规不锈钢主要视S为杂质 元素，含量一般控制在〇. 003 %以下，本发明则将S含量控制在0. 003-0. 008 %，适当的S含 量可以提高不锈钢的易切削性能，从而提高不锈钢的可抛光性能；Cu -般为余量元素，不 进行特别控制，本发明则添加适量的Cu，提高不锈钢基体的塑性，改善基体的抛光性能。
[0015] 本发明一种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢的制造方法，其包括如下步骤：
[0016] 1)冶炼
[0017] 配料后用电炉进行熔炼，A0D转炉内进行降碳、脱氧、脱S，精炼炉内进行保温、合 金成份的微调，最后连铸成板坯；其中，严格限定原料中的A1含量，尽量使用无 A1或A1含 量小于1 %的原料;A0D转炉脱氧时不得使用A1脱氧，采用Si、Μη等无 A1脱氧剂；精炼炉 内重新造渣，并将炉渣碱度控制在1. 0?2. 0,按照合金成分设计，调整S含量，并进行充分 的搅拌使钢液成份均匀；精炼结束后，必须将钢水进行镇静30min以上，镇静的同时底吹Ar 气进行软搅拌，保证夹杂物上浮彻底；整个冶炼生产过程保证低氧位，氧位控制在50ppm以 下，并要防止浇铸过程中增氧；冶炼用耐火材料使用镁含量小于30%系耐火材料，并防止 冶炼过程中发生耐火材料脱落污染钢水；
[0018] 通过上述控制措施首先保证了钢水中较低的A1摄入量，其次对于不可避免的A1 类夹杂物，通过后续冶炼过程中控制适当的碱度条件使其变性、复合、聚集，再通过搅拌、镇 静等措施将其去除，从而达到夹杂物改性和净化钢液的作用；S、Cu的添加则进一步提高了 钢的塑性和切削性能，更有利于抛光性能的改善；
[0019] 2)热乳、退火
[0020] 热轧粗轧采用不除鳞轧制，保护带钢表面质量，并起到轧制润滑的作用；
[0021] 3)酸洗、冷轧、光亮退火或者常规退火后再酸洗；
[0022] 酸洗按常规工艺，但必须要避免过酸洗的发生，酸洗后的表面无晶间腐蚀沟槽 (酸洗措施是常规手段，达到无腐蚀沟槽的效果即可）；
[0023] 4)成品最后工艺必须经平整，平整延伸率控制在1?3%，优选控制在2%。
[0024] 优选的，整个冶炼生产过程保证低氧位，氧位控制在30ppm以下。
[0025] 另外，本发明热轧时优选使用新辊。
[0026] 在冶炼制造方法上，常规304不锈钢冶炼流程为：配料后用电炉进行熔炼，A0D转 炉内进行降碳、脱氧、脱S，精炼炉内进行保温、合金成份的微调，最后连铸成板坯。
[0027] 本发明钢的冶炼方法不特别限定，可优选奥氏体不锈钢的一般冶炼方法，但对 各个环节有特别的控制：①从配料入手，严格限定原料中的A1含量，尽量使用无 A1或低 A1(A1含量小于1% )的原料；②A0D转炉脱氧时不得使用A1脱氧，可以采用Si、Mn等无 A1 脱氧剂；③精炼炉内采用石灰石进行重新造渣，并将炉渣碱度控制在1. 0-2. 0,按照合金成 分设计，调整S含量，并进行充分的搅拌使钢液成份均匀；④精炼结束不能立即进行浇铸， 必须将钢水进行镇静30min以上，镇静的同时底吹Ar气进行软搅拌，保证夹杂物上浮彻底。 ⑤整个冶炼生产过程保证低氧位，氧位控制在50ppm以下（优选控制在30ppm以下），并要 防止浇铸过程中增氧；⑥冶炼用耐火材料使用低镁（镁含量小于30% )系耐火材料，并防 止冶炼过程中发生耐火材料脱落污染钢水。
[0028] 在其它制造方法上：常规304板述的后续加工流程为：热乳一退火、酸洗一冷乳一 光亮退火或者常规退火后再酸洗。
[0029] 上述流程同样适用于本发明钢，但各工序有特别的控制：①热轧时优选使用新辊， 粗轧采用不除鳞轧制，保护带钢表面质量，并起到轧制润滑的作用；②酸洗可按常规工艺， 但必须要避免过酸洗的发生，酸洗后的表面无晶间腐蚀沟槽（酸洗措施是常规手段，达到 无腐蚀沟槽的效果即可）；③成品最后工艺必须经平整，平整延伸率控制在1-3%，优选控 制在2%。
[0030] 本发明的有益效果是：
[0031] 本发明通过控制适量的S并添加少量的Cu，提高了基体的塑性和切削性能，有利 于抛光性能的提高；控制原料中A1的摄入，并使用无 A1脱氧剂，有效降低了硬质类夹杂的 生成概率；另外，冶炼过程中通过控制合适的碱度将不可避免的硬质类夹杂物改性成塑性 夹杂，再通过镇静、Ar气搅拌等措施将较大的夹杂物去除，从而有效净化了钢液，提升了钢 的内在质量；不除磷轧制、无腐蚀沟槽的酸洗表面和适当的平整工艺则有效提升了最终的 表面质量；因此，采用本发明的技术不但可以提高不锈钢的表面质量，更从内在质量上保证 了不锈钢的抛光性能，使奥氏体不锈钢特别适用于对抛光性要求比较苛刻的建筑装饰/塑 料模具/食品卫生/电子等行业。
【具体实施方式】
[0032] 下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0033] 表1为本发明实施例的化学成份，表2为本发明实施例工艺控制要点，对比例为常 规304不锈钢。
[0034] 用低铝铁水和不锈钢废钢为主原料，经电炉一A0D冶炼成常规304不锈钢成份，其 中Cu的成份控制为0. 8 %，并且A0D内的脱氧剂采用硅铁；进入精炼炉后，采用石灰石重新 造渣，将碱度控制在1. 8 ;精炼后期，加入S铁调整钢水的S的含量为0. 003%，并吹氩气强 搅拌；精炼完毕，将钢水镇静35min，同时低吹氩气软搅拌；浇铸过程保护好钢水，防止二次 氧化，氧位控制在25ppm ;板坯加热后使用新辊轧制，乳制过程不除磷；酸洗采用低浓度酸 洗工艺，防止过酸洗发生；成品最后经平整，平整延伸率为2%。
[0035] 经上述工艺生产的不锈钢，抛光后表面可达到镜面程度，无疵点缺陷。
[0036] 表1 单位：重量百分比
[0037]
【权利要求】
1. 一种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢，其成分重量百分比为：CO. 03?0. 1%， SiO. 3 ?1. 0%，Μη0· 8 ?2%，P0 ?0· 045%，S0. 003 ?0· 008%，Crl6 ?20%，Ni7 ?12%， CuO. 4?2. 0%，N0?0. 08%，其余为Fe及不可避免的杂质。
2. -种具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢的制造方法，其包括如下步骤： 1) 冶炼 配料后用电炉进行熔炼，A0D转炉内进行降碳、脱氧、脱S，精炼炉内进行保温、合金成 份的微调，最后连铸成板坯；其中，严格限定原料中的A1含量，尽量使用无 A1或A1含量小 于1 %的原料;A0D转炉脱氧时不得使用A1脱氧，采用Si、Μη等无 A1脱氧剂；精炼炉内重 新造渣，并将炉渣碱度控制在1. 0?2. 0,按照合金成分设计，调整S含量，并进行充分的搅 拌使钢液成份均匀；精炼结束后，必须将钢水进行镇静30min以上，镇静的同时底吹Ar气进 行软搅拌，保证夹杂物上浮彻底；整个冶炼生产过程保证低氧位，氧位控制在50ppm以下， 并要防止浇铸过程中增氧；冶炼用耐火材料使用镁含量小于30%系耐火材料，并防止冶炼 过程中发生耐火材料脱落污染钢水； 2) 热轧、退火 热轧粗轧采用不除鳞轧制，保护带钢表面质量，并起到轧制润滑的作用； 3) 酸洗、冷轧、光亮退火或者常规退火后再酸洗； 酸洗按常规工艺，但必须要避免过酸洗的发生，酸洗后的表面无晶间腐蚀沟槽； 4) 成品最后工艺必须经平整，平整延伸率控制在1?3%。
3. 如权利要求2所述的具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢的制造方法，其特征是，整 个冶炼生产过程保证低氧位，氧位控制在30ppm以下。
4. 如权利要求2所述的具有优良抛光性能的奥氏体不锈钢的制造方法，其特征是，热 轧时优选使用新辊。
【文档编号】C22C38/42GK104109819SQ201410279838
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】王如萌, 邵世杰, 黄俊霞, 江来珠 申请人:宝钢不锈钢有限公司