不锈钢棒材和线材的生产工艺及装备

    另外，由于坯料规格较大，坯重约为2t.适应连铸坯生产。三辊轧机突出的优点是宽展量小，最适合生产展宽率变化不大的不锈钢材，轧机容易调整。由于轧机刚度比二辊轧机约高3倍，轧辊预先组装磨辊(机组换辊约用10min)加之三方向变形均匀，所以可生产表面质量和尺寸精度高的产品，见图8-3-1。用户要求不锈钢棒材和线材，要保证全长度表面质量和更高的尺寸精度，对此国际上已广泛对于25mm以上的材料采取剥皮的工艺措施。其目的是清除表面缺陷。剥皮方法有砂轮部分剥皮法和砂轮套圉剥皮法或超硬质刀具全车削法。

    前两种方法效率低和具有螺纹状磨痕，目前广泛采用是具有效率高、表面质量好等特点的第三种方法。先将棒村通过装有旋转开关的送料辊送到切削位置，然后用4-6个具有防振和对中功能的导入辊通过支架固定的刀盘进行旋转切削。切削后的表面粗糙，最后在二辊矫直机进行抛光矫直。为了提高效率改进表面质量，有的厂将原来在刀盘圆周方向安装的两个刀头，改为在棒材长度方向排列，由于双重切削，提高了切削速度(奥氏体不锈钢可达到20m/min)，切削置减少，表面质量也得到了改善。

    拉拔二次冷加工一般是丝材的生产工艺，但是对于25mm以下的棒材和线材，为了提高表面质量，也采用了拉拔措施。目前，日本已普及了联合拉伸机(CM)工艺。这种设备，首先是将放在输送台上的待加工盘材，经矫直后送入拉拔模拉伸，拉至所需要的尺寸和形状。连续拉拔加工时拉拔材的输送是通过二台拉拔车架互相交叉夹紧进行的。最后通过抛光矫直机使其达到光泽的表面。怊- 20mm材的拉拔速度为80m/min。拉拔材的生产及质量主要与拉拔模材质、润滑油、坯料表面状况和覆膜工艺有关。拉拔模材质一般使用Wc - Co系硬质合金。为了防止不锈钢在拉拔时发生热粘结，正在研究SiC陶瓷和TiC - MoC - Ni系金属材料。润滑油要求在升温状态下化学成分稳定、摩擦系数小和高的耐压强度。大多使用矿物油或脂肪酸。为了提高润滑油的耐压强度可以添加氯化链烷烃或疏的化合物。为了降低拉拔应力，要求坯料在去除氧化铁皮后有一定的粗糙度，以利于润滑油带入模内，同时在拉拔前一般要在坯料表面涂一层石灰或树脂覆膜，以改善拉拔性能和表面质量。

    不锈钢棒材和线材的热处理，对其产品的耐蚀性、力学性能和冷加工性能有重要影响。奥氏体和双相不锈钢，采用固溶软化处理。棒材和盘圆仍主要采用车底式明火加热炉工艺，热处理工艺与板材相同。线材的固溶处理，采用多条连续热处理炉见图8-3-2。线材呈直线形入炉，炉后设水冷槽、喷丸机和卷取机，所以处理材的力学性能和晶粒度比较均匀，耐蚀性较高。马氏体和铁索体不锈钢线材，一般采用气体保护罩式炉或加热室与冷却室分开的辊底式连续退火炉和气体保护的退火工艺。后一种炉生产效率较高，燃料消耗可降低30%以上。

    不锈钢热处理工艺对于酸洗后的表面质量有重要影响。在整个工序过程中除了不使表面受到任何损伤外，材料表面不能粘有油污或脏物，同样，在加热过程中应防止火焰直喷材料表面并注意控制火焰性质的均一性，以防止氧化不均给酸洗造成困难。马氏体不锈钢一般以退火状态交货。热轧后在不能同时都入炉退火的条件下，国外一般也采用保温箱或保温炉进行缓冷，以待退火。成品和中间软化退火一般采用750 - 780℃低温退火工艺。加热速度在600℃以下为≤167℃/h，然后以330qC／h继续升温。保温时间可按30min+[厚度/25×30]控制。含镍马氏体不锈钢软化非常困难，不能实施完全退火，在650  - 700℃低温退火保温时间要≥14h。含碳量>0.4%的高碳马氏体不锈钢在677 - 788℃低温软化退火。对于要求机加工性能的材料应采取高于AC，相变点以上的球化退火。为了充分球化应以IO -28℃／h的速度冷至538℃以下再空冷。要求线材产品的硬度(HB)在260以下，并为了防止脱碳可采用真空或装箱退火。应指出的是1Cr13等低碳马氏体或半马氏体不锈钢，为了消除带状或提高退火材的冲击值而采用完全退火工艺时，退火温度决不能高于890℃，应在840 - 890qC以<28℃／h的速度冷至600℃后空冷。否则由图8-3-3可知，这种钢在等温转变过程中，首先发生铁索体沿奥氏体晶界析出，易使材料变脆。如果退火温度过高，奥氏体晶粒明显长大且晶界析出铁索体数量增多，将使调质后的材料脆化。见图8-3-4。其冲击值可降为0.2kg．IIl/CII12。另外，对于马氏体不锈钢热轧后坯料的软化退火，如果有条件在≥300℃下热装退火，由于不会发生马氏体转变，仍为等温转变过程，在约710qC保温很短的时间出炉，空冷，即可完成珠光体转变，退火周期可在几小时内完成。

    铁索体不锈钢不能用热处理手段调整晶粒度，而且从600℃开始晶粒急剧长大。铁索体不锈钢由于加热不当，引起的晶粒粗大化要比奥氏体不锈钢既快且粗化程度大，因此导致脆化。另外，晶粒粗化与材料冷加工变形量也有直接关系，如果冷变形率在5%的程度，在退火时也将发生粗化。热处理工艺及其影响因素与板材相同。线材的退火温度一般为700-800℃，在600℃以下应尽快冷却，一般为空冷。否则抗拉强度降低.

不锈钢棒材和线材的酸洗与板材相同，同样采取预处理和酸洗两个过程。预处理一般采用喷丸或喷气处理。喷枪沿3个方向呈1200对表面进行喷射。其中喷丸处理对于5mm以下的线材命中率低且处理后的表面粗糙，设备费较高。采用研磨剂混合液喷压缩空气的预处理表面接近酸洗后的白色，但设备费用较高。所以线材的氧化铁皮去除可采用盐酸或硫酸一水喷射一碱洗一水冷一盐酸或硫酸一水喷射一硝酸+氢氟酸一水喷射一硝酸一水喷射一中和的酸洗工艺。其中硝酸和中和处理可防止表面锈蚀。对于盘材的酸洗为了使盘内酸洗均匀，可采取简便易行的振动酸洗法.

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