低溫退火對(duì)304表面質(zhì)量的影響分析

王 偉

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司不銹冷軋廠， 山西 太原 030003）

目前304 不銹鋼冷板越來越多的應(yīng)用在裝飾行業(yè)，甚至用在罐箱外包裝等行業(yè)，其成品板表面光潔度的一致性，就成為該類產(chǎn)品的關(guān)鍵特性之一。為改善304 冷板表面光潔度，提高成品板表面一致性，對(duì)原料洗后形貌進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)原料正常退火后表面形成一種密集狀蜂窩缺陷，且蜂窩中存在微小鐵鱗，正常酸洗無法將其徹底去除干凈，退火溫度越高、時(shí)間越長(zhǎng)蜂窩生長(zhǎng)越密集、深度更深。

1 試驗(yàn)

本次試驗(yàn)通過調(diào)整熱線退火、破鱗、拋丸、酸洗等工藝達(dá)到改善原料洗后板表面微觀形貌，軋制工藝暫不做調(diào)整，分析成品板表面光潔度改善情況。

1.1 退火工藝

本次過線速度TV 為150 m/min，5.0 mm 厚度過線速度為30 m/min。304 正常退火溫度為1 130 ℃±20 ℃，低溫退火溫度降至 1 050 ℃±20 ℃，具體各區(qū)爐溫如表1。

表1 低溫試驗(yàn)爐區(qū)參數(shù) ℃

1.2 破鱗、拋丸工藝

破鱗工藝采用大延伸率過線，試驗(yàn)過程采用1.5%延伸，提高延伸目的是通過大變形起到表面硬化目的，一方面加大表面除鱗，另一方面表面硬化后降低拋打坑的深度。

拋丸工藝：過線前將拋丸轉(zhuǎn)速調(diào)整為1 750 r/min，過線后對(duì)表面粗糙度進(jìn)行測(cè)量，Ra值控制在2.5～3.0 μm，Rz值控制在 16.3 μm，Rp值控制在 8.4 μm，整體粗糙度處于中等水平。

1.3 酸洗工藝

本次試驗(yàn)共采用兩種酸洗工藝，方案一采用的是無硫酸酸洗工藝，混酸濃度也相對(duì)偏低；方案二采用硫酸，關(guān)鍵是將混酸濃度提高。不同酸洗工藝方案見表2。

表2 不同酸洗工藝方案

1.4 軋制工藝

軋制工藝采用正常BA 板生產(chǎn)工藝，原料厚度5.0 mm，成品目標(biāo)厚度為1.5 mm，共軋制9 道次，首道次變形變形量為17%。中間換輥等環(huán)節(jié)均執(zhí)行原有工藝，軋制壓下量及厚度控制均能達(dá)到目標(biāo)值，軋制過程中對(duì)比正常退火原料未發(fā)現(xiàn)有明顯差異性。

2 原料表面分析

2.1 原料正常退火后表面形貌

下頁圖1 是高溫退火后表面特征，該卷酸洗條件HF 酸控制在18 g/L 左右，通過掃描電鏡不同放大倍數(shù)觀察，圖1-1 是500 倍下表面形貌，從圖中可看出隨機(jī)選取的視場(chǎng)中分白色部分和黑色部分，放大至圖1-2 2 000 倍觀察，發(fā)現(xiàn)白顏色部分被大量蜂窩狀孔洞覆蓋，孔洞直徑在1 μm 左右，而發(fā)黑部分為正常晶粒部分，放大倍數(shù)5 000 到20 000 倍觀察表面如圖1-3、1-4 所示，蜂窩狀孔洞中分布著少量殘留物。

下頁圖2 是對(duì)孔洞中殘留物進(jìn)行能譜分析，通過能譜分析殘留物成分主要是氧、鉻、鐵成材，該成分為典型氧化皮成分，說明熱線正常酸洗后表面存在大量蜂窩狀孔洞，酸洗工藝處理后孔洞中仍然殘留著微量氧化鐵皮，分析認(rèn)為該殘余微小鐵鱗軋制過程中會(huì)影響B(tài)A 板表面質(zhì)量。

圖1 高溫退火后表面形貌

圖2 能譜分析殘留物

2.2 低溫退火熱板表面形貌

2.2.1 低溫退火后采用方案一酸洗工藝

低溫退火后，采用方案一酸洗工藝對(duì)表面進(jìn)行處理，在未使用硫酸且混酸濃度偏低的情況下，熱板表面形貌如圖3 所示，圖3-1 是掃描500 倍表面形貌，圖3-2 是掃描1 000 倍表面形貌，表面未出現(xiàn)蜂窩狀缺陷，且表面鐵鱗去除相對(duì)較干凈，但因?yàn)檫^線濃度相對(duì)較低，酸洗后表面貧鉻層未能去除干凈。

圖3 低溫退火欠酸洗表面

將該試樣進(jìn)一步進(jìn)行酸洗處理，在混酸段取酸樣，將上述試樣進(jìn)行二次酸洗60 s 后表面形貌如圖3 所示。圖4-1 是500 倍表面形貌，圖4-2 是1 000倍表面形貌，表面貧鉻殼去除干凈，表面基體完全顯現(xiàn)，該表面形貌基本達(dá)到目標(biāo)。

2.2.2 低溫退火后采用方案二酸洗表面

后續(xù)進(jìn)行低溫酸洗工藝：退火工藝未發(fā)生變化，主要是改善酸洗表面，對(duì)混酸濃度進(jìn)行調(diào)整，硝酸及HF 酸濃度提高至方案二水平，表面酸洗后表面形貌如圖5 所示。圖5-1 是500 倍掃描形貌，圖5-2 是1 000 倍掃描形貌，表面貧鉻殼去除干凈，表面未發(fā)現(xiàn)有蜂窩狀缺陷，基本達(dá)到目標(biāo)熱板表面形貌。

圖4 二次酸洗試驗(yàn)表面形貌

圖5 低溫退火表面形貌

3 軋制后及成品表面分析

3.1 軋后表面分析

采用正常工藝軋制后表面形貌如圖6 所示，由于原料表面未生成蜂窩狀缺陷，表面不存在微小鐵鱗附著，軋制過程中避免了微小鐵鱗對(duì)成品表面影響，圖6 是不同道次軋制后表面形貌變化情況，從軋制過程觀察，表面相對(duì)較為均勻。

圖6 低溫退火軋制形貌

3.2 成品板表面光潔度

成品表面光亮度測(cè)量結(jié)果如102 頁表3 所示，整體光潔度值相對(duì)較高，兩卷試驗(yàn)料存在差別。此次成品光澤度測(cè)量是新光亮下線后測(cè)量數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

1）熱線低溫退火后表面未出現(xiàn)大量蜂窩狀缺陷，且表面沒有大量微小鐵鱗存在，熱板表面形貌改觀較大。

表3 光潔度情況對(duì)比

2）調(diào)整酸洗工藝后，表面酸洗良好。

3）試驗(yàn)后，成品光澤度能達(dá)到較高水平。