[发明专利]一种表面性能优良的奥氏体不锈钢冷轧板制造技术

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料类，具体地说，本发明涉及一种奥氏体不锈钢冷轧板的制造 技术。

背景技术

奥氏体不锈钢304/304L由于其较高的塑性和耐蚀性、良好的焊接性能、低温韧性 和易加工等优点，使其在能源、化工、食品、医药等行业以及日用家具、建筑装潢等 领域得到广泛应用，是所有不锈钢中应用最广的一个钢种，但由于奥氏体不锈钢 304/304L的硬度偏低、耐磨性较差，使其工作寿命大大降低，使用受到一定程度的限 制。

氮合金化在奥氏体不锈钢中具有显著的作用，奥氏体不锈钢采用表面氮合金化技 术，能提高不锈钢的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性，同时又可以节省能源、降低成本， 避免一些钢液加氮方式引起的后续生产加工问题，因此对于常用奥氏体不锈钢 304/304L等，在不影响其塑性和腐蚀性能的前提下，通过表面氮合金化提高其硬度和 耐磨性是奥氏体不锈钢新发展的方向之一。

目前表面氮合金化工艺方法很多，不同的工艺下渗氮层的相组成和渗氮深度也有 明显的区别。氮离子注入、低温等离子体渗氮、激光渗氮、真空脉冲渗氮等都曾用于 提高奥氏体不锈钢的耐磨性，但由于渗氮层中有部分氮化物的析出，使得耐蚀性仍有 不同程度的降低。近十多年来，许多研究者利用大束流快速升温离子注入、等离子体 浸没离子注入(PIII)、低压等离子体弧离子源、低温低压等离子体源离子渗氮(Plasma Source Ion Nitriding)等表面改性方法处理奥氏体不锈钢获得了耐磨和耐蚀复合改性作 用的渗氮层，然而这些技术存在明显的缺陷：一是技术装置和工艺较复杂、成本较高； 二是表面渗氮层厚度太浅，一般只能达到数十微米。

在公开号EP0652300和CN1107187A的申请专利中，公开了一种在不锈钢中形成 高强度奥氏体表面层的表面渗氮方法，在1000～1200℃之间温度下渗氮，使接近成品 形状的不锈钢零件表面部分富集溶解氮，该方法渗氮的压力不为常压，需要专用的热 处理炉，用于不锈钢零件长时间渗氮处理，一般处理时间长达几十小时，生产效率较 低，该表面层以奥氏体组织的高韧性为特征，导致尤其在冲击磨损、气蚀及空蚀情况 下显著提高耐磨性，适合用来延长料流机械中不锈钢零部件的寿命。

公开号EP 890656A1的专利申请中也采用了类似的方法，在1000～1200℃之间温 度下长时间渗氮，但其整个渗氮过程中渗氮压力不是恒定的，而是分为两个不同的阶 段，采用660mbar/7.5h+220mbar/7.5h工艺替代恒定压力220mbar/15h的工艺，从而加 速了渗氮过程，使得渗氮层厚度和表面氮浓度增加，该方法也适用于不锈钢零件长时 间、非常压下渗氮处理。

考虑到奥氏体不锈钢不仅应具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性等特点而且应易 于生产等因素，本发明者通过对奥氏体不锈钢的后续退火气氛和工艺参数的改进，设 计出了一种表面性能优良的奥氏体不锈钢冷轧板，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供一种表面性能优良的奥氏体不锈钢冷轧板制造技术。

发明内容

本发明提供了一种表面性能优良的奥氏体不锈钢冷轧板制造技术，该制造技术包 括以下步骤：

(1)将奥氏体不锈钢热轧卷退火酸洗后冷轧，再进行喷丸和除油去脂预处理；

(2)于1000～1250℃、常压、含氮气的混合气氛中，对奥氏体不锈钢进行退火 的同时渗氮，随后水冷；

(3)将退火处理后的奥氏体不锈钢表面研磨去除10～50μm的表面层。

在一个优选实施方式中：在所述步骤(1)中，喷丸时所采用的丸粒尺寸为0.05mm， 流量为800～1000kg/min，喷丸速度为70m/s～80m/s。

在一个优选实施方式中：所述步骤(2)中的含氮气的混合气氛中，氮气比例为 75～95％。

在一个优选实施方式中：在所述步骤(2)中，退火时间为5～30min。

在一个优选实施方式中：在所述步骤(2)中，水冷的速度为3～10℃/s。