轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法与流程

1.本发明属于不锈钢冷轧加工，具体涉及一种轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法。


背景技术：

2.轨道交通是我国新基建的重要组成版块之一，而轨道交通建设中的载具车体需要用到符合铁道标准的不锈钢材料。其中，不锈钢材料在载具车体主要使用在侧墙、车顶、端墙等部位。
3.在载具车体使用的不锈钢材料中，因铬含量大于12％，电极电位由-0.56v突升至 0.2v，使原电池腐蚀不易发生，显著提高了载具车体的耐腐蚀性，使这种不锈钢材料在制造过程中不用进行防腐保护，完工后也不需要涂漆，直接使用其表面。但是，也正是载具车体因为直接使用了不锈钢的光滑表面，光污染、表面单一不美观等问题随之而来。
4.目前，行业内主要有两种解决方法。第一种是采用彩色胶覆膜装修车体，覆膜不仅会造成成本上升，而且，在使用彩色胶覆膜过程中，受不锈钢表面张力影响，会出现覆膜困难、鼓包、起泡等问题，严重影响车体美观。第二种是在不锈钢表面加工出花纹，不仅能提升不锈钢产品表面的金属质感，还能够解决不锈钢表面不易覆膜和光污染的问题，使不锈钢产品既可以直接使用，还能够可膜覆、喷涂使用，让轨道交通载具更符合现代审美。
5.在载具车体用的不锈钢产品中，通常采用研磨工艺对不锈钢产品的表面进行加工，以获得具有花纹的研磨表面。目前，研磨表面主要有no.4、hl，其中，no.4(见图3)呈类似雪花状，hl(见图4)呈类似头发丝状的直纹效果。然而，这两种研磨表面花纹平白单一，美观度不足。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法，能够在不锈钢产品的表面加工出不连续的、短线状、层次丰富的粗花纹，使不锈钢研磨品具有特殊的金属立体感，更加美观大方。
7.本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法，能够显著提高不锈钢研磨品的表面张力，使不锈钢研磨品的表面喷涂性能更好。
8.本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法，能够提升不锈钢研磨品的机械性能。
9.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
10.1)不锈钢黑皮热卷连续退火酸洗：对不锈钢黑皮卷进行热处理，以便改善其机械性能，而对退火后的黑皮卷进行酸洗除磷，能够在钢卷表面形成致密的氧化膜；
11.2)冷轧机粗轧；
12.3)前道多机架连续研磨机粗研磨：该前道多机架连续研磨机沿钢卷的长度方向依
次包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架和第六机架，所述第一机架和第二机架上均配置有衰减时间为20～70min的80#砂带，所述第三机架、第四机架和第五机架上均配置有衰减时间为200～600min的80#砂带，所述第六机架上配置有衰减时间为600～900min的80#砂带，对钢卷的表面进行粗研磨，以便去除原料缺陷；
13.4)冷轧机精轧：将钢卷轧制到所需的厚度；
14.5)不锈钢冷卷连续退火酸洗：对冷轧后的不锈钢卷进行固溶热处理，以便改善其机械性能，对钢卷进行酸洗钝化处理，能够清除各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢；
15.6)平整机调制轧制：以获得平直板型；
16.7)后道多机架连续研磨机精研磨：该后道多机架连续研磨机沿钢卷的长度方向依次包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架和第六机架，其中，第一机架和第二机架上均配置有衰减时间为1200～2000min的80#砂带，所述第三机架和第六机架上均配置有衰减时间为20～70min的80#砂带，所述第四机架和第五机架上均配置有衰减时间为1100～1300min的80#砂带，“衰减”是指将砂带正常使用后发生磨损，衰减会使砂带上等高的砂砾破碎，从而使砂带表面深浅不一，采用衰减后的砂带进行研磨，能够加工出更富有层次的花纹，而“衰减时间”是指新砂带正常使用的时间；
17.8)重卷机组切边、分卷：将研磨加工后的钢卷，按所需宽度、重量切边、分卷。其中，前道多机架连续研磨机和后道多机架连续研磨机的转速为15～20m/min。
18.为了避免连续单面研磨容易造成钢卷变形，同时，为了研磨出双面花纹，在步骤7)中，所述第一机架和第二机架对钢卷的下表面进行研磨，所述第三机架、第四机架、第五机架和第六机架对钢卷的上表面进行研磨。
19.本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：在步骤8)中，卷取时使用亲水性垫纸衬垫。
20.为了使亲水性垫纸亲水性更好，所述亲水性垫纸的质量百分组成为：抽出物0.01～0.2wt％、灰份0.1～0.2wt％、α纤维素85～90wt％、多戊糖7～9wt％、木素0.1～0.15wt％。
21.本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：步骤6)中，平整机安排三个道次，使钢卷的总延伸率≥0.5％。
22.为了使钢卷的机械性能更好，不锈钢材料的质量百分组成为：c：≤0.03wt％、si：≤1.00wt％、mn：≤2.0wt％、p：≤0.045wt％、s：≤0.030wt％、ni：6.00～8.00wt％、cr：16.00～18.00wt％，余量为fe和不可避免的杂质。
23.为了便于对钢卷进行研磨，在步骤3)和5)中，采用研磨油对钢卷进行油磨，且在步骤7)之后，采用碱液对钢卷进行脱脂，碱液的浓度为5～10wt％，以将钢卷表面清洁干净。
24.为了使酸洗退火效果更好，在步骤1)中，退火温度为1100～1150℃，且采用“h2s04 hno3、hf混合酸”两步酸洗工艺对钢卷进行酸洗，其中，h2s04的浓度为250～300g/l，温度为60～80℃，hno3浓度为80～120g/l，hf浓度为18～35g/l。
25.进一步设计，在步骤5)中，退火温度为1080～1110℃，且采用“中性盐电解 hno3电化 hno3、hf混合酸”三步酸洗工艺对钢卷进行酸洗，其中，中性盐浓度为140～220g/l，中性盐整流器电流1500～5500a，电化hno3浓度为80～200g/l，电化整流器电流0～3040a，钝化hno3浓度为80～160g/l，hf浓度为8～25g/l。
26.为了使钢卷在粗研磨阶段具有合适的厚度以使钢卷在粗研磨后具有特殊的基础花纹，在步骤2)中，压下率为15～30％。
27.与现有技术相比，本发明的优点在于：
28.1、在粗研磨阶段，采用三种衰减时间分别为20～70min、200～600min和600～900min的80#砂带按照特定的排列顺序对钢卷进行研磨，由于不同衰减时间的80#砂带中沙砾的粒度不同、深浅不一，使钢卷依次经历磨削量逐渐减小的研磨，不仅能使钢卷表面的不同尺寸的缺陷都能被更好地去除，更好地改善钢卷表面的粗糙度，从而提高钢卷表面质量，还能在钢卷表面形成基础花纹，随后再对钢卷进行精轧、退火酸洗、调制轧制，虽然钢卷经轧制后基础花纹被大部分压平，但是基础花纹的大致纹路仍然被保留下来，最后在精研磨阶段，采用三种衰减时间分别为1200～2000min、20～70min和1100～1300min的80#砂带按照特定的排列顺序对钢卷的表面进行精加工，使最终加工出的不锈钢产品的表面呈现出不连续的、短线状、层次丰富的粗花纹，从而使不锈钢产品具有特殊的金属立体感，更加美观大方；
29.2、采用亲水性垫纸衬垫钢卷，能够显著提高不锈钢产品的表面张力，使加工出来的钢卷能够通过44#达因笔测试(现有技术加工得到的钢卷只能通过38#达因笔测试)，使钢卷的表面张力能满足喷涂、覆膜的需求；
30.3、通过平整机对钢卷进行三个道次的调制轧制，使钢卷的总延伸率≥0.5％，从而使加工得到的钢卷的屈服强度≥345mpa，抗拉强度≥690mpa，延伸率≥40％，不锈钢产品的机械性能更好。
31.说明书附图
32.图1为本发明实施例的不锈钢产品表面；
33.图2为本发明对比例的不锈钢产品表面；
34.图3为现有技术中不锈钢产品的no.4表面；
35.图4为现有技术中不锈钢产品的hl表面。
具体实施方式
36.以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
37.如图1所示，为本发明的最佳实施例。
38.本实施例中的轨道交通载具用不锈钢研磨品的加工方法，依次包括以下步骤：
39.1)不锈钢黑皮热卷连续退火酸洗：采用直焰燃烧悬垂卧式连续退火炉，对不锈钢黑皮卷进行热处理，退火温度为1100～1150℃，以便改善其机械性能；随后，采用“热h2s04 hno3、hf混合酸”两步酸洗法工艺，对退火后的黑皮卷进行酸洗除磷，所述h2s04浓度为250～300g/l，温度为60～80℃；hno3浓度为80～120g/l，hf浓度为18～35g/l。
40.2)不锈钢单机架可逆式冷轧机粗轧：粗轧压下率为15～30％。
41.3)前道多机架连续研磨机粗研磨：该前道多机架连续研磨机沿钢卷的长度方向依次包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架和第六机架，其中，第一机架和第二机架上均配置有衰减时间为20～70min的80#砂带，第三机架、第四机架和第五机架上均配置有衰减时间为200～600min的80#砂带，第六机架上配置有衰减时间为600～900min的80#砂带，并搭配研磨油来对钢卷上表面进行粗研磨，在去除原料缺陷的同时，在钢卷的
上表面加工出基础花纹。
42.4)粗研磨之后采用碱液脱脂，以将钢卷表面清洁干净，其中，碱液的浓度为5～10wt％；
43.5)不锈钢单机架可逆式冷轧机精轧：将去除原料缺陷后并清洁干净的钢卷轧制到所需的厚度。
44.6)不锈钢冷卷连续退火酸洗：采用直焰燃烧悬垂卧式连续退火炉，对冷轧后的不锈钢卷进行固溶热处理，退火温度为1080～1110℃，以便改善其机械性能；随后，采用“中性盐电解 hno3电化 hno3、hf混合酸”三步法工艺，对钢卷进行酸洗钝化处理，中性盐浓度为140～220g/l，中性盐整流器电流1500～5500a；电化hno3浓度为80～200g/l，电化整流器电流0～3040a；钝化hno3浓度为80～160g/l，hf浓度为8～25g/l。
45.7)不锈钢单机架两辊可逆式平整机调制轧制：平整工艺道次安排三个道次，使钢卷的总延伸率≥0.5％，在获得平直板型的同时，使加工得到的钢卷的屈服强度≥345mpa，抗拉强度≥690mpa，延伸率≥40％，满足最终产品的机械性能；
46.8)后道多机架连续研磨机精研磨：该后道多机架连续研磨机沿钢卷的长度方向依次包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架和第六机架，其中，第一机架和第二机架上均配置有衰减时间为1200～2000min的80#砂带，对钢卷下表面进行研磨；第三机架和第六机架上均配置有衰减时间为20～70min的80#砂带，对钢卷上表面进行研磨；第四机架和第五机架上均配置有衰减时间为1100～1300min的80#砂带，并搭配研磨油来对钢卷上表面进行精研磨，以在不锈钢产品的表面形成不连续的、短线状、层次丰富的粗花纹。
47.9)精研磨之后采用碱液脱脂，以将钢卷表面清洁干净，其中，碱液的浓度为5～10wt％；
48.10)不锈钢重卷机组切边、分卷：将研磨加工后的钢卷，按所需宽度、重量切边、分卷，卷取时使用亲水性垫纸衬垫，该亲水性垫纸质量百分组成为：抽出物0.01～0.2wt％、灰份0.1～0.2wt％、α纤维素85～90wt％、多戊糖7～9wt％、木素0.1～0.15wt％，其余为不可避免的杂质，从而能显著提高不锈钢研磨品的表面张力，使钢卷的表面张力能满足喷涂、覆膜需求。
49.样品制备
50.采用同样的不锈钢材料制备实施例和对比例。
51.其中，不锈钢材料的化学成分如表1所示：
52.表1不锈钢材料的化学成分(wt％)
[0053][0054]
实施例的加工工艺流程为：热卷退火酸洗
→
粗轧
→
粗磨
→
精轧
→
冷卷退火酸洗
→
平整
→
精磨
→
切边
→
分卷；
[0055]
对比例的加工工艺流程为：热卷退火酸洗
→
轧制
→
冷卷退火酸洗
→
研磨
→
平整
→
切边
→
分卷；
[0056]
实施例和对比例的加工工艺流程中各工艺参数如表2所示：
[0057]
表2实施例和对比例的工艺参数
[0058][0059][0060]
实施例和对比例表面花纹对比
[0061]
对比例产品的表面花纹如图2所示，即使采用了衰减后的80#砂带，但由于只有一道研磨工序，且各机架上的衰减时间差异小，仅能加工出平白单一的表面花纹(见图2)。另外，现有技术中通常采用未衰减过的砂带(即新砂带)对钢卷进行研磨，也只能加工出平白单一的表面花纹，如no.4花纹(见图3)和hl花纹(见图4)。
[0062]
实施例产品的表面花纹如图1所示，在粗研磨工序中采用衰减后的80#砂带研磨在钢卷表面加工出基础花纹；随后，虽然钢卷经轧制后基础花纹被大部分压平，但是基础花纹的大致纹路仍然被保留下来；最后，再经过精研磨工序，采用衰减时间不同的80#砂带对钢卷上表面和下表面间断性研磨，形成了如图1所示的立体纹路，该立体纹路不同于对比例的表面花纹以及现有技术中的no.4花纹(见图3)和hl花纹(见图4)。
[0063]
实施例和对比例性能测试
[0064]
对实施例和对比例进行机械性能和表面张力测试，测试结果如表3所示：
[0065]
表3本发明实施例和对比例的性能对比
[0066][0067]
由表3可知，实施例的机械性能优于对比例的机械性能，这是因为在平整机调整轧制阶段，对实施例平整了三个道次，使钢卷的延伸率增大，从而使不锈钢产品的屈服强度、抗拉强度和延伸率提高。从表3中还得知，实施例的表面张力高于对比例的表面张力，这是因为在分卷阶段采用亲水性垫纸衬垫钢卷，使钢卷表面亲水性更好，表面张力更高，从而使不锈钢产品的表面能够满足喷涂、覆膜的需求。