[发明专利]一种中铬超纯铁素体不锈钢连续退火酸洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及在不锈钢冷轧板连续退火酸洗生产工艺中，对不锈钢板进行表面处理，尤指一种改善中铬超纯铁素体不锈钢耐蚀性的新工艺。

背景技术

近年来，全球环境污染问题已引起了世界各国对汽车尾气排放系统的高度关注。许多国家对汽车燃油经济性和汽车尾气排放的等级化要求越来越严格，传统的排气系统用铸造金属和镀铝碳钢材料已不能满足要求，符合3R要求的绿色环保材料不锈钢特别是高性能的铁素体不锈钢得到了广泛应用。

汽车排气系统主要有排气歧管、前管、转换器、中管、消声器和尾管等组成，服役环境可大体分为低温端（中管、消声器、尾管）和中高温端（前管、排气歧管），工作环境恶劣。尤其对于排气系统冷端，腐蚀成为最大的售后抱怨问题。对不锈钢而言，耐蚀性与其表面钝化膜密切相关，研究显示Cl^－的点蚀作用对其钝化膜破坏的影响很大，通常被认为是消音器壳体腐蚀锈穿的主要原因。因此改善不锈钢钝化膜质量是提高汽车排气系统用铁素体不锈钢耐蚀性并显著延长其使用寿命的主要途径之一。

一般情况下，汽车排气管用中铬超纯铁素体不锈钢板为2B板， 2B板生产的主要工艺流程为冷轧→退火→冷却→烘干→硫酸钠电解→水冲洗→硝酸电解→水冲洗→化学酸洗→水冲洗→烘干→平整→包装，其中化学酸洗工艺是影响超纯铁素体不锈钢2B表面钝化膜性能的最终工序，然而在实际生产过程中，采用现有酸洗工艺生产的超纯铁素体不锈钢表面钝化膜不能满足汽车排气管的耐蚀性要求。

发明内容

   为了提高汽车排气管用中铬超纯铁素体不锈钢2B板表面的耐蚀性，本发明提供一种中铬超纯铁素体不锈钢冷轧板的连续退火酸洗工艺，该工艺可以大幅度提高超纯铁素体不锈钢表面的耐蚀性。

本发明的技术方案是：本发明所述的中铬超纯铁素体不锈钢^[5]是指铬含量在16%~22%，C+N≦250ppm一类具有体心立方结构，在室温和高温下均为铁素体组织的不锈钢。

汽车排气管用中铬超纯铁素体不锈钢一般均采用2B板表面， 

本发明的工艺流程为：冷轧→退火热处理→水冷→硫酸钠电解→水冲洗→硝酸电解→水冲洗→化学酸洗→最终水冲洗→烘干→平整→包装

其中化学酸洗工序中，酸洗液采用浓度为65%的硝酸、浓度为40%的氢氟酸和水配制的酸洗液，酸洗液中硝酸为120~150g/L，（即120~150g硝酸/L酸洗液）氢氟酸为2~4 g/L（即2~4 g氢氟酸/L酸洗液）。

将硝酸、氢氟酸和水按照上述比例在酸循环罐中混合均匀后，加热至35~45℃，随后打开阀门使酸洗混合液在循环罐和酸洗槽之间循环，开启生产线，调整钢卷的过线速度，使钢卷在化学酸洗段的酸洗槽停留时间为2.5~5min，刷洗后采用温度高于85℃以上的水冲洗后， 平整包装。

本发明在不改变现有生产工艺流程的情况下，在化学酸洗段，采用较高浓度的硝酸和较低浓度氢氟酸混合液配比，目的是利用氢氟酸的腐蚀能力，去除表面残留的氧化物和贫铬层，重整钢板表面为钢板钝化提供良好的表面条件；另一方面利用硝酸的氧化性，在适宜的酸洗时间内，使钢板表面迅速生成致密而稳定的钝化膜，明显改善了中铬铁素体不锈钢表面耐蚀性。

本发明以合理、精确的比例混合得到硝酸和氢氟酸的混合液，与现有的化学酸洗工艺相比，合理设计氢氟酸的浓度，既利用了其腐蚀性，又避免了由过量加入氢氟酸引起的晶间腐蚀现象发生，为钢板表面钝化提供了良好条件；同时采用合理的硝酸浓度，一方面加快了钢板表面形成钝化膜的速度，缩短了钝化时间，另一方面也防止了由高浓度硝酸引起的过钝化现象产生。

本发明在化学酸洗段，采用合理的硝酸和氢氟酸浓度配比，控制适宜的酸洗速度对中铬铁素体不锈钢进行酸洗。结果一方面明显地改善了中铬铁素体不锈钢钝化膜性能，显著提高了中铬铁素体不锈钢2B板表面的耐蚀性；另一方面无需改变现有生产厂的工艺流程，省去了专门的钝化处理工序，显著降低了生产成本。

    采用本发明所述一种提高汽车排气管用中铬超纯铁素体不锈钢2B板表面耐蚀性新工艺代替现有工艺，可在不锈钢表面形成致密而稳定的钝化膜，使中铬铁素体不锈钢表面耐蚀性显著提高，满足了汽车排气管的耐蚀性要求。

具体实施方式

    实施例1  该工艺在1.5mm厚的00Cr17Mo（436L）不锈钢冷板退火酸洗生产线上的应用