一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法
专利汇可以提供一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种建筑用奥氏体不锈 钢 的加工方法，步骤为：1) 将奥氏体 不锈钢 的各组分混合后在1500～1700℃下 熔化 成 钢 水 ，浇铸钢坯前对钢水进行 电磁搅拌 ，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2 氧 化物粉末，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；2) 切除 冒口，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加 热锻 打，始锻 温度 为1100～1200℃，锻打 变形 量≥30%，终锻温度不低于950℃；3) 锻造 后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。本发明通过在奥氏体不锈钢 铸造 钢液中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，使得奥氏体不锈钢 退火 态的 屈服强度 和 抗拉强度 显著提高，且对塑性影响较小。，下面是一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法专利的具体信息内容。
1.一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，方法步骤为：
1) 将奥氏体不锈钢的各组分混合后在1500～1700℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢为304、304L、316或316L中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述MnO2-TiO2氧化物粉末的制备方法为：
步骤1、将β-二氧化锰球磨成粉末，球磨粉末过1500目的筛网，收集过筛后的二氧化锰粉末；
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至400～500℃煅烧，保温1～2h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.5-1：2，球磨时间为7-10h，转速为400-500 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
4.根据权利要求3所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中，硝酸锰的浓度为0.1～0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.05～0.08mol/L。
5.根据权利要求3所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述步骤
2中二氧化锰的加入量为：
30～50g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述油淬冷却后的钢件打磨去除氧化皮，然后将钢件表面用布轮抛光，进行渗钨处理，所述渗钨处理方法为：
(1) 钢件表面用稀盐酸刻蚀3～5min，然后浸泡在多壁碳纳米管分散液中充分浸润
5min以上，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为
0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到150～200Pa，保持10～30min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420～450℃时，保持温度不变，设置电压值为700～750V，炉内压强保持400～
450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温15～20h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到500～520℃之间回火处理，回火保温时间为0.5～1h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
7.根据权利要求6所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，所述刻蚀用稀盐酸的质量百分数为5%～10%，多壁碳纳米管分散液中C含量为7～8wt%。
8.根据权利要求6所述的一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其特征在于，对于存在厚度≤3mm部位的钢件，回火保温后先水淬冷却至200～250℃，然后空冷至室温。
一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法
技术领域
背景技术
发明内容
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至400～500℃煅烧，保温1～2h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.5-1：2，球磨时间为7-10h，转速为400-500 r/min，球磨后粉末过目数为2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
5min以上，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为
0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到150～200Pa，保持10～30min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420～450℃时，保持温度不变，设置电压值为700～750V，炉内压强保持400～
450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温15～20h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到500～520℃之间回火处理，回火保温时间为0.5～1h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
具体实施方式
一种建筑用奥氏体不锈钢的加工方法，其步骤为：
1) 将304奥氏体不锈钢的各组分混合后在1600℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，MnO2-TiO2氧化物粉末的混入量为2kg/每吨钢水，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度为950～1000℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950℃进行固溶处理，固溶保温时间为1h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，二氧化锰的加入量为：
30g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液，
酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，溶液中硝酸锰的浓度为0.1mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.05mol/L，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至400℃煅烧，保温1h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.5：2，球磨时间为7h，转速为400 r/min，球磨后粉末过目数为
2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
1) 将304L奥氏体不锈钢的各组分混合后在1500℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，MnO2-TiO2氧化物粉末的混入量为3kg/每吨钢水，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度为950～1000℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到950～1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1～2h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，二氧化锰的加入量为：
40g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液，
酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，溶液中硝酸锰的浓度为0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.07mol/L，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至450℃煅烧，保温1.5h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=0.7：2，球磨时间为8h，转速为450 r/min，球磨后粉末过目数为
2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
1) 将316奥氏体不锈钢的各组分混合后在1700℃下熔化成钢水，浇铸钢坯前对钢水进行电磁搅拌，搅拌过程中向钢水中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，MnO2-TiO2氧化物粉末的混入量为5kg/每吨钢水，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；
2) 将钢坯铸件的冒口切除，打磨去除表面黑色氧化皮，然后将钢坯加热锻打，始锻温度为1100～1200℃，锻打变形量≥30%，终锻温度不低于950℃；
3) 锻造后的不锈钢件加热到1000℃进行固溶处理，固溶保温时间为1h，固溶后油淬冷却至室温；
4) 油淬冷却后将钢件洗净，打磨去除表面的氧化皮，即为所述建筑用奥氏体不锈钢。
步骤2、将过筛后的二氧化锰粉末分散在硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液中形成悬浊液，二氧化锰的加入量为：
50g二氧化锰：500mL硝酸锰和钛酸四丁酯的酒精溶液，
酒精溶液中的乙醇和水体积比为4:6，溶液中硝酸锰的浓度为0.2mol/L，钛酸四丁酯的浓度为0.08mol/L，分散过程中充分搅拌溶液，并对溶液进行超声波震荡；
步骤3、将上述悬浊液加热蒸发结晶，液相蒸发完全后转入马弗炉中升温至500℃煅烧，保温2h，空冷；
步骤4、将煅烧后的固体球磨粉碎，球磨工艺为：
球料比为固体混料:球=1：2，球磨时间为10h，转速为500 r/min，球磨后粉末过目数为
2000目的筛子，收集过筛后的粉末，即为所述MnO2-TiO2氧化物粉末。
(1) 钢件表面用质量百分数为5%的稀盐酸刻蚀3min，然后浸泡在C质量百分含量为7%的多壁碳纳米管分散液中充分浸润5min，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为
0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到
150Pa，保持10min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420℃时，保持温度不变，设置电压值为700V，炉内压强保持400Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温15h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到500℃回火处理，回火保温时间为0.5h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
(1) 钢件表面用质量百分数为8%的稀盐酸刻蚀5min，然后浸泡在C质量百分含量为8%的多壁碳纳米管分散液中充分浸润8min，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为
0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到
200Pa，保持20min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到420℃时，保持温度不变，设置电压值为750V，炉内压强保持450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温18h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到510℃回火处理，回火保温时间为1h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
(1) 钢件表面用质量百分数为10%的稀盐酸刻蚀3min，然后浸泡在C质量百分含量为8%的多壁碳纳米管分散液中充分浸润5min，浸泡完成后烘干；
(2) 将烘干后的钢件放置在离子氮化炉的阴极盘上，用钨丝网罩住所述钢件，其中钨丝网距离钢件表面的距离≤1cm，但是和钢件不接触，所述钨丝网和阴极盘导通；
(3) 先对离子氮化炉抽真空处理，当炉内压强≤50Pa时，输入电压为600V，占空比为
0.1的脉冲直流电压，钢件和钨丝网的表面同时起辉，向炉内充入氩气直到压强升高到
200Pa，保持30min，对钢件和钨丝网表面进行氩等离子轰击，钢件和钨丝网温度开始升高；
(4) 缓慢提高占空比和电压值，同时向炉内充入氢气调节炉内压强，当钢件和钨丝网温度升高到450℃时，保持温度不变，设置电压值为750V，炉内压强保持450Pa，同时将氢气和氩气的流量比控制在H2：Ar=100：0.5；
(5) 保温20h后完成渗钨，停止通入氢气和氩气，关闭电压输入，将炉内的气体抽出，充入空气，炉内的钢件随空气冷却至室温；
(6) 将渗钨后的钢件加热到520℃回火处理，回火保温时间为0.5h，回火后水淬冷却至室温，打磨去除钢件表面氧化皮，即完成渗钨处理。
实施例1 414 677 50.7% 231
实施例2 432 694 48.2% 249
实施例3 410 682 49.8% 244
实施例4 445 709 47.9% 413
实施例5 438 690 48.3% 447
实施例6 437 713 48.8% 475
对比例1 225 533 52.4% 222
对比例2 230 520 51.2% 228
对比例3 236 546 53.5% 225
如表1，对比实施例2和对比例1～3可知，通过在奥氏体不锈钢铸造钢液中混入MnO2-TiO2氧化物粉末，奥氏体不锈钢的屈服强度和抗拉强度显著提高，塑性和硬度影响较小可以忽略。这可能是由于MnO2-TiO2氧化物粉末作为非均匀形核点位，显著细化了奥氏体晶粒度，起到细晶强化的作用，且MnO2-TiO2氧化物呈金红石结构，在钢中较为稳定，不会溶解固溶到奥氏体晶格中，细颗粒MnO2-TiO2氧化物一般分布在晶界处，起到第二相强化作用。对比实施例2和实施例4～6可知，本发明通过在奥氏体钢表面渗钨，使得奥氏体不锈钢的表面硬度显著提高，这可能是因为：一方面，表面附着有C的不锈钢表面更利于W的渗入，另一方面，钢表面的附C在辉光等离子作用下也会渗入奥氏体内部，两者在回火时以稳定的化合物形式析出，表现为回火后表面硬度明显提高。
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