本技術(shù)涉及金屬材料加工,更具體地說(shuō),它涉及一種不銹鋼熱處理工藝。
背景技術(shù):
1、金屬材料是金屬元素或金屬元素為主且具有金屬特性的材料,其主要包括不銹鋼、合金、單質(zhì)金屬等,其因獨(dú)特的物理和化學(xué)性能,在工業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,特別是汽車、電子、航空航天、化工、醫(yī)療器械等行業(yè)。隨著科技的進(jìn)步,部分金屬材料因其具備良好的磁性性能,已然被應(yīng)用于電磁設(shè)備中,例如磁性不銹鋼成品?,F(xiàn)有技術(shù)中,磁性不銹鋼成品一般采用鐵素體不銹鋼或馬氏體不銹鋼加工而成。部分研究者為了改善磁性不銹鋼成品的磁性性能,例如降低磁導(dǎo)率,提高矯頑力。其常常在不銹鋼化學(xué)成分中添加微量元素,其雖然能夠改善磁學(xué)性能,但是普遍存在成本高的問(wèn)題,而且還可能存在因引入微量元素而犧牲力學(xué)性能的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了降低磁性不銹鋼成品的磁導(dǎo)率,并提升磁性不銹鋼成品的矯頑力,本技術(shù)提供一種不銹鋼熱處理工藝,采用如下的技術(shù)方案:
2、一種不銹鋼熱處理工藝,包括如下步驟:
3、s1、在惰性氣體保護(hù)下,以8-12℃/min的升溫速率,將不銹鋼鍛件升溫至460-500℃,保溫處理100-140min,升溫至630-670℃,保溫處理70-110min,然后以4-8℃/min的升溫速率,升溫至740-780℃,保溫處理40-80min,降溫至510-550℃,保溫處理40-80min,冷卻;
4、s2、在磁場(chǎng)強(qiáng)度為110-150ka/m下,將步驟s1處理后的不銹鋼鍛件升溫至440-480℃,保溫處理100-140min,降溫至180-220℃,保溫處理20-40min,冷卻,獲得磁性不銹鋼成品。
5、本技術(shù)不銹鋼熱處理工藝,通過(guò)各步驟之間的相互配合,使獲得的磁性不銹鋼成品,最大磁導(dǎo)率<1850h/m、矯頑力>93a/m、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度>1.5t、拉伸強(qiáng)度>520mpa、耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間>95h,表現(xiàn)出磁導(dǎo)率低、矯頑力高、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度好、拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn),具有優(yōu)異的磁性性能、力學(xué)性能以及耐腐蝕性能,在不影響磁性不銹鋼成品力學(xué)性能和耐腐蝕性的基礎(chǔ)上,降低磁導(dǎo)率,提升矯頑力和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,成本低廉,具有實(shí)用價(jià)值以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值,滿足市場(chǎng)需求。
6、本技術(shù)熱處理工藝中,通過(guò)采用三段升溫,先升溫至460-500℃,然后升溫至630-670℃,之后升溫至740-780℃,對(duì)每個(gè)階段升溫的溫度和時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,改善不銹鋼鍛件內(nèi)部應(yīng)力,軟化組織結(jié)構(gòu),細(xì)化晶粒,改善晶化程度,降低磁導(dǎo)率,提高矯頑力、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度以及耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間,使磁性不銹鋼成品表現(xiàn)出更優(yōu)的綜合性能。
7、可選的,所述不銹鋼鍛件為鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼中的一種。
8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,對(duì)不銹鋼鍛件的材質(zhì)進(jìn)行限定,便于不銹鋼鍛件的選擇,保證磁性不銹鋼成品的穩(wěn)定。
9、可選的,所述不銹鋼鍛件為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼主要由以下重量百分含量的化學(xué)成分組成:c:0.05-0.08%、cr:16-18%、si:0.2-0.5%、mn:0.4-0.6%、ni:0.5-0.7%、ti:0.05-0.17%、nb:0.01-0.03%、p≤0.02%、s≤0.02%,余為fe和不可避免的雜質(zhì)。
10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,對(duì)鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分進(jìn)行優(yōu)化,保證鐵素體不銹鋼來(lái)源穩(wěn)定,不僅便于磁性不銹鋼成品的熱處理以及加工,而且使磁性不銹鋼成品具有良好的磁性性能、力學(xué)性能以及耐腐蝕性。在多個(gè)實(shí)施方案中,鐵素體不銹鋼主要由以下重量百分含量的化學(xué)成分組成:c:0.06%、cr:17%、si:0.4%、mn:0.5%、ni:0.6%、ti:0.11%、nb:0.02%、p:0.01%、s:0.01%,余為fe和不可避免的雜質(zhì)。其可以根據(jù)需要將鐵素體不銹鋼設(shè)置為以下重量百分含量的化學(xué)成分:c:0.05%、cr:16%、si:0.5%、mn:0.4%、ni:0.5%、ti:0.17%、nb:0.03%、p:0.02%、s:0.01%,余為fe和不可避免的雜質(zhì)。其可以根據(jù)需要將鐵素體不銹鋼設(shè)置為以下重量百分含量的化學(xué)成分:c:0.08%、cr:18%、si:0.2%、mn:0.6%、ni:0.7%、ti:0.05%、nb:0.01%、p:0.01%、s:0.02%,余為fe和不可避免的雜質(zhì),但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
11、可選的,所述不銹鋼鍛件為環(huán)材、棒材、板材、帶材中的一種。
12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,對(duì)不銹鋼鍛件的形態(tài)進(jìn)行限定,使其能夠更好的滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求,增加磁性不銹鋼成品的多樣性。
13、可選的,所述不銹鋼鍛件為環(huán)材,且不銹鋼鍛件的外徑為5-10mm、壁厚為0.5-3mm、高度為1-5mm。
14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,對(duì)不銹鋼鍛件的尺寸進(jìn)行限定,不僅便于不銹鋼鍛件的加工,而且保證尺寸穩(wěn)定,使其在熱處理過(guò)程中受熱均勻,保證熱處理工藝的穩(wěn)定以及磁性不銹鋼成品的質(zhì)量。
15、在多個(gè)實(shí)施方案中,不銹鋼鍛件的外徑為7.5mm、壁厚為1.5mm、高度為3mm,其可以根據(jù)需要將外徑設(shè)置為5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。其也可以根據(jù)需要將壁厚設(shè)置為0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。其還可以根據(jù)需要將高度設(shè)置為1mm、2mm、4mm、5mm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
16、可選的,所述惰性氣體為氮?dú)狻鍤?、氦氣中的一種或幾種。
17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,對(duì)惰性氣體進(jìn)行優(yōu)化,便于惰性氣體的選擇,而且氮?dú)狻鍤?、氦氣均能夠在熱處理過(guò)程中對(duì)不銹鋼鍛件起到良好的保護(hù)作用,避免氧化和脫碳,保障磁性不銹鋼成品的力學(xué)性能。
18、在多個(gè)實(shí)施方案中,惰性氣體為氮?dú)?,其可以根?jù)需要將惰性氣體選擇為氬氣、氦氣,但并不僅限于所列舉的選擇,該選擇范圍內(nèi)其他未列舉的選擇同樣適用。
19、可選的,步驟s1中,以12-16℃/min的降溫速率,降溫至510-550℃。
20、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,對(duì)降溫速率進(jìn)行限定,降低不銹鋼鍛件在降溫過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大或裂紋的情況,有助于保持不銹鋼鍛件完整性以及力學(xué)性能和耐腐蝕性,提高磁性不銹鋼成品的質(zhì)量。
21、可選的,步驟s2中,以3-7℃/min的升溫速率,升溫至440-480℃。
22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,在磁場(chǎng)存在下,采用緩慢升溫的方式進(jìn)行升溫,不僅能夠有效的降低因溫度急劇升高而出現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大或裂紋的情況,還能夠保證不銹鋼鍛件均勻磁化,并實(shí)現(xiàn)充分磁化,有助于提升不銹鋼鍛件的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
23、可選的,步驟s2中,以1-5℃/min的降溫速率,降溫至180-220℃。
24、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,在磁場(chǎng)存在下,采用緩慢降溫的方式進(jìn)行降溫,降低因溫度急劇降低而導(dǎo)致出現(xiàn)磁疇結(jié)構(gòu)紊亂或磁矩反轉(zhuǎn)的情況,有助于不銹鋼鍛件在降溫過(guò)程中保持磁化狀態(tài),保證磁性不銹鋼成品磁性能以及力學(xué)性能的穩(wěn)定。
25、可選的,步驟s1中,冷卻處理中,冷卻方式為空冷,冷卻終點(diǎn)為室溫;步驟s2中,冷卻處理中,冷卻方式為空冷,冷卻終點(diǎn)為室溫。
26、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,步驟s1、步驟s2中均采用空冷的方式進(jìn)行冷卻,操作簡(jiǎn)便,還有效的降低處理成本,適合大規(guī)模工業(yè)化批量生產(chǎn)應(yīng)用。
27、可選的,一種磁性不銹鋼成品,其采用所述的一種不銹鋼熱處理工藝進(jìn)行處理獲得。
28、綜上所述,本技術(shù)至少具有以下有益效果:
29、本技術(shù)熱處理工藝中,通過(guò)采用三段升溫,先升溫至460-500℃,然后升溫至630-670℃,之后升溫至740-780℃,對(duì)每個(gè)階段升溫的溫度和時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,改善內(nèi)部應(yīng)力,軟化組織結(jié)構(gòu),細(xì)化晶粒,改善晶化程度,降低磁導(dǎo)率,提高矯頑力、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度以及耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間。且使磁性不銹鋼成品最大磁導(dǎo)率<1850h/m、矯頑力>93a/m、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度>1.5t、拉伸強(qiáng)度>520mpa、耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間>95h,在不影響磁性不銹鋼成品力學(xué)性能和耐腐蝕性的基礎(chǔ)上,降低磁導(dǎo)率,提升矯頑力和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,成本低廉,具有實(shí)用價(jià)值以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值,滿足市場(chǎng)需求。