一种环保易切削不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保易切削不锈钢，以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。其是质量稳定、可以批量生产的工艺技术，主要用于钢铁企业生产质量合格的易切削不锈钢303F。

An environmentally friendly free-cutting stainless steel and its preparation method

The invention discloses an environmentally friendly free-cutting stainless steel, which comprises 0.04% C, 1.0% Si, 2.0% Mn, 0.060% P, 0.25-0.35% S, 0.05-1.0% C u, 8.5-10.0% N i, 17.0-19.0% C r, 0.5% Mo, 0.070% N, iron and inevitable impurities in weight percentage. It is a technology with stable quality and can be produced in batches. It is mainly used to produce qualified free-cutting stainless steel 303F in iron and steel enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种环保易切削不锈钢及其制备方法
本专利技术涉及不锈钢，更具体地是指一种环保易切削不锈钢及其制备方法。
技术介绍
随着不锈钢市场的发展，需要进一步提高材料的加工性能及环保性能，目前的易切削不锈钢品种不能满足环保性能的要求。低铜低锰环保型易切削不锈钢越来越受到市场青睐，前景广阔。一直以来，宝钢特钢长材有限公司利用电渣炉添加铜及锰的工艺生产303CuS2钢种，Cu含量2.0～2.5％，Mn含量2.0～3.0％，硫含量控制在0.25～0.30％，其切削性能较好，但Cu、Mn较高，元素易析出对人体有害。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环保易切削不锈钢及其制备方法，该不锈钢质量稳定、可以批量生产，符合环保需求。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。一方面，一种环保易切削不锈钢，以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。所述的C为0.04～0.08％。所述的Si为0.05～1.0％。所述的Mn为1.0～2.0％。另一方面，一种环保易切削不锈钢的制备方法，依次经过EAF冶炼，AOD冶炼，LF冶炼，连铸，高线轧制，环形炉固溶处理，酸洗，包装以完成制备。AOD冶炼中，控制AOD还原前终点C含量≤0.020％再进行还原；控制AOD的石灰加入量为40～50kg/t钢水；AOD全程吹氩以降低氮含量，获得成品N≤0.07％。在LF冶炼中，碳含量冶炼控制范围在0.03～0.05％；LF喂线采用高S包芯线，硫含量控制在45％～50％，喂线后取样分析，当S为0.025～0.035％时，进行吊包连铸。在高线轧制中，采用中间坯在线加热，加热温度设定1050±50℃，咬入采用干头轧制技术。在环形炉固溶处理中，当环形炉温度≥700℃进环形炉，温度达到1050℃后进行保温，保温温度控制在1040～1070℃，保温时间30～80min，然后直接淬水到室温。在酸洗前还通过盐浴处理。采用本专利技术的环保易切削不锈钢及其制备方法，操作简便，满足大生产要求，不需要大量设备投资，使用现有不锈钢设备和喂丝机，进行喂S合金化。轧制时采用中间坯在线加热及干头轧制的技术，保证材料加工性能。采用这种工艺生产质量满足要求而且稳定。钢液中硫含量控制稳定，S的收得率比较高，合格率达到了100％，且比较环保。附图说明图1是本专利技术的环形炉固溶处理的温度折线图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术的环保易切削不锈钢，以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。为了降低材质强度，保证产生奥氏体组织及无磁性，较佳的，所述的C为0.04～0.08％。为了保证足够的切削性能，较佳的，所述的Si为0.05～1.0％。较佳的，所述的Mn为1.0～2.0％。上述的环保易切削不锈钢的制备方法为：依次经过电炉(简称EAF)冶炼，氩氧炉(简称AOD)冶炼，钢包精炼炉(简称LF)冶炼，连铸，高线轧制，环形炉固溶处理，酸洗，包装以完成制备。在钢包精炼炉(LF)喂入S线前，先尽可能扒清还原渣；轧钢咬入采用干头轧制技术；环形炉固溶制度采用不锈钢盘条常用的1050℃固溶。酸洗前通过盐浴处理，保证表面质量。并且，在冶炼过程中，1)钢包精炼炉(LF)碳含量冶炼控制目标为0.04％，范围控制在0.03～0.05％。控制氩氧炉(AOD)还原前终点C含量≤0.020％再进行还原。控制氩氧炉(AOD)的石灰加入量为40～50kg/t钢水，可以保证较好的渣量和炉渣碱度。2)氩氧炉(AOD)冶炼过程中全程吹氩，降低氮含量，保证成品N≤0.07％。3)采用钢包精炼炉(LF)喂线用高S包芯线，硫含量控制在45％～50％，以代替喂低S包芯线，喂线后取样分析，当S为0.025～0.035％时，进行吊包浇注。4)连铸：当温度达到1523～1528℃时，吊上钢包回转台，采用弧型连铸机进行浇注。在高线轧制时，采用中间坯在线加热，加热温度设定1050±50℃，咬入采用干头轧制技术，保证材料加工性能。在环形炉固溶处理中，环形炉温度≥700℃进环形炉，升温速度无限制，温度达到1050℃后进行保温，最高温度1070℃，最低温度1040℃，保温时间热装30～40min，冷装为50～80min，然后直接淬水到室温，见图1。固溶温度较低，盘条热处理后不但强度高，强度波动范围也大，质量不稳定。但固溶温度太高，会造成表面氧化层增厚，相应酸洗时间加长，表面粗糙，影响用户的使用。经过多次对比试验和数据积累。固溶温度控制1040-1070℃，根据盘条的规格调整固溶时间，对酸洗后的表面质量无不良影响，通过盐浴处理，使酸洗后具有良好的表面质量。实施例1使用本专利专利技术成功冶炼了含硫含铜易切削不锈钢BT303F，其主要步骤如下：1)先通过超高功率电弧炉(槽式沥青炉衬)，采用一定的电压和电流熔化废钢。第二篮料通电熔化后，第二篮料熔清＞80％后吹氧助熔。氧气消耗205m3，出钢前加入200kg的SiFe还原，并且拉渣充分，控制出渣量≤500kg，出钢温度控制在1650℃。出钢时成分控制C：1.02％，P：0.036％。根据取样成分，出钢过程随着钢流加入电解铜板1050kg，将Cu含量调整到2.8％，出钢量为55.0t。2)AOD操作：AOD兑钢后，加入1000kg石灰和800kg轻烧Mg球。通过AOD吹炼模型进行吹炼。取样分析C含量，C含量为0.02％时进行还原。还原过程，根据吹氧量计算需要的980kgSiFe(通常在700～1200kg)、400kg萤石和1200kg的石灰，还原以后人工扒渣3/4渣包(3/4渣包的渣子重量为3000kg)。3)钢包精炼：AOD出钢后，钢包就位LF。当温度达为1580℃时，开始喂入高S硫线(硫含量≥50％)，喂线速度为2.0m/s，根据初始硫含量0.04％喂入量在1250m。喂线后取样分析，当S为0.028％时，吊包浇注。4)连注：当温度达到1525℃时，吊上钢包回转台，采用160方3机3流弧型连铸机进行浇注。5)长型材轧制：轧制时采用中间坯在线加热的技术干头轧制，保证材料加工性能。根据合同需要轧制成φ5.5～30的盘卷。6)环形炉固溶处理：温度为730℃进环形炉，升温速度无限制，温度达到1050℃后进行保温，最高温度1070℃，最低温度1040℃，保温时间30min，最后水冷到室温。通过盐浴处理，使酸洗后具有良好的表面质量。综上所述，采用电弧炉、AOD和钢包精练设备进行组合冶炼(EAF+AOD+LF冶炼)，其工艺特点是：硫：0.25～0.35％，Cu：0.5～1.0％，Ni：8..5～10.0％，提高Ni、S含量，轧制时采用中间坯加热及干头轧制的技术保证材料热加工性能，即有较好好的延伸性能，也有很好的切削性能，组织致密。S的收得率比较高，能够批量组织生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保易切削不锈钢，其特征在于：以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种环保易切削不锈钢，其特征在于：以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的环保易切削不锈钢，其特征在于：所述的C为0.04～0.08％。3.如权利要求1所述的环保易切削不锈钢，其特征在于：所述的Si为0.05～1.0％。4.如权利要求1所述的环保易切削不锈钢，其特征在于：所述的Mn为1.0～2.0％。5.如权利要求1～4中任一项的不锈钢的制备方法，其特征在于：依次经过EAF冶炼，AOD冶炼，LF冶炼，连铸，高线轧制，环形炉固溶处理，酸洗，包装以完成制备。6.如权利要求5中的不锈钢的制备方法，其特征在于：在AOD冶炼中，控制AO...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧震，罗晓青，马宝国，王和宝，邵建祥，
申请(专利权)人：宝钢特钢长材有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31