用于检测造币不锈钢的光谱标准样品及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种不锈钢光谱标准样品，特别是用于检测造币不锈钢的光谱标准样品及其制造方法，是由杂质元素碳、硅、锰、磷、硫和添加元素硼、镍、铜、铬，以铁为基料按配方配比计算各种原料添加量，将原料加入真空感应冶炼炉中熔铸加工，炉料熔化９５％时，取试样作全分析，根据化学分析结果调整钢液化学成分，出钢前７－１０分钟以硅铁调整硅含量，硼铁合金预先放入钢锭模中；待各元素成分满足要求后，控制出钢温度：１５２０－１５４０℃，将钢水倒入钢锭模，冷却后分别打上样品号。本发明专利技术光谱标样均匀性好、组合含量范围宽、元素种类多，制备工艺先进，定值准确，含量梯度合理使其在分析国内造币不锈钢材料中明显优于国内外同类标样。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不锈钢光谱标准样品，特别是用于检测造币不锈钢的光谱 标准样品及其制造方法。技术背景用不锈钢材质制作的硬币，不仅其银白色金属光泽具有一定的观赏性，而 且其耐腐蚀、抗变色等性能指标均优于铜合金硬币，成本又低于后者。因此世 界上许多国家发行的硬币系列中都有不锈钢材质的硬币，出于保密与防伪等方 面因素，各国采用的不锈钢材质的化学成分都不尽相同。人民币长期以来一直 没有不锈钢材质的硬币品种，针对这种状况，经过大量的调查研究，中国印鈔造币总公司于2004年开发研制了新中国第一种造币专用不锈钢合金，这是一种 与其它国家造币用不锈钢材质和民用不锈钢材质不同的新型造币用不锈钢。为 保证产品的化学成分及特殊防伪元素的含量，也为满足炉前快速分析的需要， 必须釆用方便、准确、高效率的光谱仪器对产品的化学成分进行分析。而光谱 标样与待检测样品的基体一致是保证分析结果准确可靠的前提，所以必须 有一套与该造币不锈钢材质基体相匹配的光谱分析标准样品，才能保证上 述的检测质量。通过检索国内外相关专利及文献，对英国相关不锈钢光谱标样、 曰本相关不锈钢光谱标样及其国内GBWO1605-01609的Crl3光谱标样、 GSBA68001-68007的不锈钢光谱标样、GSBH400115-1996的不锈钢光谱标样进 行对比分析，发现以上光谱标样有以下几点不适合分析国内造币不锈钢材料 l.与国内造币不锈钢材料基体不符；2.防伪元素B无法检测；3.其它元素含量分 布不理想等。总之，目前国内外巿场上的不锈钢光谱标准样品基本上是面对民 用不锈钢产品而开发研制的，适用范围窄、不能同时满足国内造币不锈钢分析 需要的所有条件。基于上述原因，必须制造一套与该造币不锈钢材料基体相匹 配的光谱分析标准样品才能满足相应造币生产的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种与我国造币用不锈钢材质相匹配的检测用光谱 标准样品，为实现造币不锈钢熔铸生产、成品的快速、准确的检验提供必要条 件，确保产品质量满足造币生产需要，并能用于多种牌号不锈钢包括造币不锈 钢合金的检测。本专利技术的另一个目的是提供一种制造所述不锈钢检测用光谱标准样品的方法。本专利技术的用于造币不锈钢检测的光谱标准样品是由杂质元素碳、硅、锰、磷、硫和添加元素硼、镍、铜、铬，以铁为基料，按重量％如下 碳:0.0022% ~ 0.091 % 珪0.046% ~ 1.18% 锰0.123% ~ 1.20% 磷0.0049% ~ 0.053% 硫0.0041 % ~ 0.036% 袖0.0008% ~ 0.064% 铬13.93% ~ 20.24% 4: 0.052% ~0.91% 0.048% ~0.51% 铁余量。本专利技术由于所含组分复杂、含量范围宽、加之元素的熔点、沸点相差较大， 有些元素由于脱氧作用易于损耗，受熔炼时间影响很大，易产生偏析，熔点低 的元素经常表现为有序偏析即总体不均；有的元素在钢铁中溶解度很低，通常 表现为无序偏析即局部不均，这就构成本专利技术的技术难点。为此必须采取相应的技术措施，如元素硼必须配制中间合金；在熔炼中易造渣，就得采用真空熔 铸或进行必要的气体保护；又如嫌、硫等受熔化炉种类、熔炼时间、温度、气 氛条件等因素影响很大，因此在炉料熔化95%时，取样做全分析，依其结果调整钢液、调整锰、铬、碳、磷、硫的含量及其在出钢前7-10分钟以硅铁调整硅含量、硼铁合金预先放入钢锭模等一系列技术措施来予以保证。使其将国内外 相关牌号不锈钢合金分析检测融合于一套光谱标准样品，以实现适用多牌号不 锈钢产品检测目的。但是增加了标样制备、定值方法选择的难度。本专利技术的方法对标准样品中的9个元素设计为有梯度的含量分布，基体元素铁为余量。这样就保证了实际分析中用同一标准样品既可用于直读光谱的杂质分析，同时也可用于X射线荧光光谱仪对高含量的铬元素进行分析，不仅节 约费用而且在技术上也具有十分明显的优势，更满足实际生产的需要。综合实际工作中的各种因素，该标准样品包括7点，1 5点即可制作碳、硅、锰、磷、硫、硼、镍、铜、铬共9个元素完整的工作曲线，6、 7点设计为高低标，既可参与工作曲线制作，又可独立进行标准化校正。由于曰常工作只需磨削6、 7两点标样来进行标准化校正，1 5点的损耗非常小；当6、 7两点 使用完毕，可在1 5点中重新选择高低标准进行标准化工作。从而可使该光谱 标准样品的使用寿命提高两倍，明显降低使用成本。 本专利技术制造该标准样品的方法，包括如下工艺步骤a) 、选料配料熔铸加工将各组分按配方配比计算各种原料添加量，将原料 铁、铜、镍、锰、铬等加入真空感应冶炼炉中，其容量为100公斤、功率100KW, 开始通电6-8分钟供给60%功率，逐渐将功率升至最大值，随炉料熔化随时注 意捣料。当炉料熔化95%时，取样作全分析，依据分析结果调整钢液化学成分， 在还原期以锰铁、铬铁、调整锰、铬含量；以生铁、石墨电极碎块、焦碳碎块 调整碳、磷、硫含量；出钢前7-10分钟以硅铁合金调整硅含量，硼铁合金预先 放入钢锭模中，成分调整期间要对相应元素进行化学成分分析。b) 、待各元素成分满足要求后，控制出钢温度1520-154(TC，钢锭模预先 加热至500-700°C，倒入钢水冷却后分别打上样品号。所述的原料铁、铜、镍、锰、铬分别是纯铁、电解铜、电解镍、电解锰和 纯铬；锰铁、铬铁、生铁、石墨电极碎块、焦碳碎块、硼铁为调质原料。本专利技术与现有技术相比，由于该标准样品的设计完全按照GB/T15000-94《标 准样品工作导则》、JJG1006-94《一级标准物质技术规范》、YB/T082-1996《冶 金产品分析用标准样品技术规范》的要求进行的，整个制造方案通过成分与含 量设计、选料与配料、熔铸、预分析、铸棒的组织结构检验、均匀性检验、定 值、数据处理、标准值及标准偏差的确定、光谱分析曲线"成线性"检查和生 产考核、与国内外同类标准样品水平的比较、稳定性检查等一系列过程证明， 本专利技术光谱标样均匀性好、组合含量范围宽、元素种类多，不仅满足标准要求, 适用国内造币不锈钢材质检测，而且还将国内外相关牌号不锈钢合金分析检测 融于一套光谱标准样品中，从而使该标准样品适用对多牌号不锈钢产品进行检 测。同时将标样的使用寿命提高两倍，明显降低使用成本，满足实际生产的需要；该标样设计合理、制备工艺先进，使所含9个元素成等差分布，定值准确 可靠，含量梯度合理致使其在分析国内造币不锈钢材料中明显优于国内外同类标样。具体实施例方式本专利技术通过实施例进一步说明
技术实现思路
，但不受实施例所限。实施例1:按组分含量的重量％:碳元素小于0.02、硅0.06、锰0.15、磷小 于O.Ol、硫0.006、镍0.70、铜0.06、铬19.0、硼0.0008、铁余量计算出原料纯 铁、电解铜、电解镍、电解锰及纯络加入真空感应冶炼炉中，其容量为100公 斤、功率100KW，开始通电6-8分钟供给60%功率，待电流冲击停止后，逐渐 将功率升至最大值，随炉料熔化随时捣料。炉料熔化95%时，取样作全分析， 根据分析结果调整钢液化学成分，在还原期以锰铁、铬铁、调整锰、铬含量， 以生铁、石墨电极碎块、焦碳碎块调整碳、磷、硫含量，出钢前7-10分钟以硅 铁合金调整硅含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测造币不锈钢的光谱标准样品，其特征是由杂质元素碳、硅、锰、磷、硫和添加元素硼、镍、铜、铬，以铁为基料，重量％如下：碳：０．００２２％～０．０９１％硅：０．０４６％～１．１８％锰：０．１２３％～１．２０％ 磷：０．００４９％～０．０５３％硫：０．００４１％～０．０３６％硼：０．０００８％～０．０６４％铬：１３．９３％～２０．２４％镍：０．０５２％～０．９１％铜：０．０４８％～０．５１％铁：余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖茂明，张焕文，王德雨，胡向阳，朱慕平，周阔久，孟波，龙淑杰，郭玉柱，方刚，
申请(专利权)人：中国印钞造币总公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]