專利名稱：條篩網(wǎng)用不銹鋼異型條材及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于不銹鋼異型材設(shè)計及其軋制工藝的研究。特別提供了可用于造紙、制藥、食品等行業(yè)的條篩網(wǎng)制造的不銹鋼異型條材及其制備工藝。
背景技術(shù)：
目前造紙、制藥、食品等行業(yè)在腐蝕介質(zhì)中使用的過濾機篩網(wǎng)，一般采用不銹鋼板用銑床銑出條縫或用鉆床鉆出小孔制造，篩網(wǎng)的硬度低、強度差、過濾通道的形狀差、使用壽命低。如何生產(chǎn)出一種便于制造安裝、表面強度高、價格適宜、過濾通道規(guī)整的不銹鋼異型條材的問題沒有得到解決。
本發(fā)明針對上述問題設(shè)計出一系列截面形狀的不銹鋼異型條材，并且發(fā)明了它們的扎制工藝，可以生產(chǎn)出成品率高、便于安裝、過濾通道性能好，材料表面硬度高、使用壽命長的不銹鋼異型條材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計出了如附圖1，2，3所描述的截面形狀的不銹鋼異型條材，其截面是由多條直線以及由這些直線相互構(gòu)成的多個夾角組成的，形成了類似于羽毛球縱截面的幾何圖形。由根部、中部和上頂邊三部分組成。根部截面為近似菱形(如附圖1所示)其最外邊緣L3的尺寸為2.5～3.0mm。中部由根部放射張開的兩條外邊直線段a和b以及它們頂端兩個直線段c和d構(gòu)成，這兩個外邊的直線段a和b可以是對稱的(如附圖1和附圖2所示)；也可以是不對稱的(如附圖3所示)。這兩個外邊直線段a和b間形成了夾角，為30°～36°。中部和根部連成一個收縮段L2，1.3～2.2mm。根部、中部和收縮段組成了將來不銹鋼異型條材安裝時與篩網(wǎng)輪轂連接固定的接觸面。在中部兩邊放射張開的直線段a和b頂端各有一段平行直線段c和d，而且對稱配置，其長短各不相同。短邊c為0.4～0.8mm，長邊d為1.15～2.0mm。兩個邊的間距L1為異型條材截面最寬部位，為3.0～4.2mm。這兩平行直線段c和d的對稱中心線OA1通過根部圓角的圓心O，是異型條材截面很重要的幾何直線。兩平行直線段中的長邊d頂端點O1有一個與長邊線段d成72°～75°角α3的異型條材的上部頂線段e。通過頂端點O1與根部圓角圓心O聯(lián)線OO1及向兩個方向伸出的延長線，就是兩個軋輥在軋制中相接觸的直線。這個兩軋輥相接觸的直線OO1與平行直線段c和d的對稱中心線OA相交于根部圓角圓心O。它們之間的夾角α5是異型條材截面很重要的特性參數(shù)，為12.5°～17.1°。異型條材安裝時平行直線段短邊c與相鄰異型條材的長邊線段相鄰，其平行直線段長邊d與另一個相鄰的異型條材的短邊線段相鄰。相鄰的兩個異型條材的長短邊線段之間構(gòu)成了寬度小于0.05mm的狹縫。由這個狹縫影響著過濾器的性能。由長邊直線段頂端點O1向根部圓角外緣引出一條平行于對稱中線OA1的直線，與根部圓角外緣垂直于對稱中線OA1的切線相交于O2，線段O1O2為異型條材截面的總高H，為6～8mm。
本發(fā)明不銹鋼異型條材軋制工藝是由幾個工序連接而成的。首先把軟態(tài)的不銹鋼絲拉拔1個道次，制成一定絲徑的圓絲，再經(jīng)過如附圖4，5所示的不同孔形的軋機各冷軋一個道次，軋制的軋輥的線速度控制在0.15～0.25m/s，軋制時要用冷卻液冷卻潤滑，冷卻液可以選擇水性、油性或乳化液。冷軋3～5個道次后，要對軋材進行一次退火軟化處理。退火可以采用二種不同的工藝，真空退火或氬氣保護退火。真空退火前要對型材清洗，去除表面的油污。在1050℃下進行固溶處理，使異型材軟化；該工藝退火軟化效果好，但處理成本偏高。氬氣保護退火處理為另一種退火工藝，是在充入氬氣的退火爐中860℃處理；860℃恒溫1～2小時，之后隨爐緩慢降溫，達到軟化異型材的目的。該工藝軟化異型材的效果也是很好的，但要在退火后加一次酸洗工序，去掉材料表面的氧化層和炭化層，但是綜合經(jīng)濟效果比真空退火工藝為好，其加工成本只相當(dāng)于真空退火工藝的30％。
對于氬氣保護下退火工藝酸洗工序，酸洗液的成分的體積份額為氫氟酸7.6％，硝酸15.2％，水77.2％。
在一般工藝程序情況下退火處理后進入最后一個孔形的軋制過程，軋制后的異型材要進行矯直精整。矯直機上的矯直拉伸應(yīng)力為大于材料的屈服極限σ0.2，小于強度極限σb之間的一個數(shù)值。
為了軋制出不銹鋼異型條材本發(fā)明設(shè)計了不同截面孔形的軋機的軋輥。要根據(jù)異型條材的截面外型決定孔形的個數(shù)，而且每個孔形都要根據(jù)異型條材的截面和軋制程序，調(diào)整孔形相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)(如表所示)。
調(diào)整主要技術(shù)參數(shù)為(1)中部上端平行直線段c和d的對稱中心線OA1與軋機的兩個軋輥的接觸線OO1相交于截面根部的圓角圓心O的夾角α5，其數(shù)值為9°～18°15′之間。
(2)根部最外邊緣尺寸L3，數(shù)值為1.0～3.0mm。
(3)由根部放射張開的兩個外邊直線段a和b與上端平行直線段c和d的對稱中心線OA1兩個夾角α4數(shù)值為9°～19°，α6數(shù)值為15°～21°。
(4)中部上端平行直線段c和d的長度，c線段的數(shù)值為0～1.5mm，d線段的數(shù)值為1.5～2.0mm。
(5)上部平行直線段c和d之間的距離L1數(shù)值為3.0～5.6mm。
(6)頂邊線段e與上部平行直線段c和d的對稱中心線OA1垂線的夾角α1，數(shù)值為5°～23.3°。
(7)頂邊線段e與相鄰的由根部放射張開的外邊直線段之一a之間的夾角α2數(shù)值為88°～102°。
(8)上部平行直線段中的長邊d與兩個軋輥接觸線OO1的夾角α3數(shù)值為15°48′～35 °48′。
(9)頂端點O1與根部圓角外緣切線的垂直距離O1O2為異型條材的截面總高H，數(shù)值為6～8mm。
(10)根部與中部連接的收縮段L2，數(shù)值為1.0～3.0mm。
(11)如果根部為近菱形，還有一個根部邊f(xié)1與收縮邊a1的夾角α7，數(shù)值為100°～300°以上的數(shù)據(jù)將根據(jù)孔形的個數(shù)組成相同個數(shù)的數(shù)據(jù)組。
由于條篩網(wǎng)使用環(huán)境的腐蝕介質(zhì)不同，不銹鋼異型條材可選用不同型號的不銹鋼材料來軋制。對于造紙行業(yè)過濾紙漿用的條篩網(wǎng)所用的異型條材的材質(zhì)以選用00Cr17Ni13Mo2(GB2270-80)為佳。
本發(fā)明采用軋制工藝，經(jīng)金屬金相組織分析看出金屬組織的結(jié)構(gòu)致密，產(chǎn)品成品率可達97％。由于是軋制得到的異型材，加工過程中使材料加工硬化，表面硬度大大提高，實測平均硬度值在HRC42以上。這樣就使鋼材耐磨性能好，強度高。比現(xiàn)有使用是同樣牌號的不銹鋼板銑縫制造的篩網(wǎng)和鉆孔制造的篩網(wǎng)壽命大大提高，其使用壽命延長2倍以上。異型條材安裝成條篩后形成了完整而光滑的小于0.05mm狹縫，有利于過濾作業(yè)。


附圖1，2，3是三種不同不銹鋼異型條材的截面形狀，附圖1根部為準(zhǔn)菱形，附圖2根部為半圓形，附圖3根部為大半圓型。
附圖4，5，6為附圖1截面的不銹鋼異型條材軋制過程中的三個孔形的截面形狀，具體技術(shù)參數(shù)見孔形技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)組表。
具體實施例方式如附圖1所示的不銹鋼異型條材選用00Cr17Ni13Mo2(GB2270-80)不銹鋼軟態(tài)線坯料，采用拉拔一個道次使線徑達到5.2mm。再在軋輥直徑為Φ130mm軋機上經(jīng)過孔形如附圖4，5的軋輥冷軋二道次，軋輥的軋制線速度為0.2m/s，采用油質(zhì)冷卻液。孔型的技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)組如表所示。
孔形技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)組表

*如根部截面為半圓或大半圓無此數(shù)據(jù)經(jīng)過二道次冷軋后異型材已經(jīng)加工硬化，用井式爐在氬氣保護下退火，爐子加熱到860℃，保溫2小時，之后隨爐冷卻。冷卻后異型材經(jīng)過酸洗，酸洗液體積比成分為氫氟酸7.6％，硝酸15.2％，水77.2％。去除表面形成的炭化層，然后進行第三個孔形的冷軋。三個孔形的數(shù)據(jù)如上表所示。之后進入精整工序，在矯直機上對異型條材進行拉伸矯直，矯直應(yīng)力為400N/mm2，最后成型。這個條材的產(chǎn)品成品率達到了97％，成品表面平均硬度值HRC45，經(jīng)用戶組裝成圓桶條篩在造紙廠使用，證明其壽命高于同一牌號不銹鋼板銑縫制造的篩網(wǎng)2.2倍。
權(quán)利要求
1.一種用于制作條形篩網(wǎng)的不銹鋼異型條材及制備方法，其特征在于異型材橫截面由多條直線以及由這些直線相互構(gòu)成的多個夾角組成的，類似于羽毛球縱截面的幾何圖形；由根部、中部和上頂邊三部分組成；根部截面為近菱形、半圓形或大半圓形；其最外邊緣L3的尺寸為2.5-3.0mm；中部是由根部放射張開的兩條外邊直線段a和b以及它們頂端二個直線段c、d構(gòu)成；這兩個外邊直線段a、b可以是對稱的，也可以是不對稱的；這兩個外邊直線段a、b間形成夾角，為30°-36°；中部與根部連成一個收縮段L2，其長度1.3-2.2mm；根部、中部和收縮段組成了不銹鋼異型條材將來與篩網(wǎng)輪轂連接固定的接觸面；中部頂端二個平行直線段c和d，對稱配置，其長短各不同，短邊c為0.4--0.8mm，長邊d為1.15-2.0mm；兩邊間距L1，為異型條材截面最寬部位，為3.0-4.2mm；這兩平行直線段c、d的對稱中線OA1通過根部圓角圓心O，兩平行直線段中的長邊線段d頂端點O1有一個與長邊線段d成75°-72°角α2的異型條材頂部線段e；通過頂端點O1與根部圓角圓心O連線OO1及兩個方向的延長線就是在兩個軋輥軋制中相接觸的直線；這兩個軋輥相接觸的直線001與平行直線段c、d的對稱中心線OA相交于根部圓角圓心O；它們之間的夾角α5是異型條材截面很重要的特性參數(shù)為12.5°-17.1°；異型條材安裝在輪轂上時平行直線段短邊c與相鄰異型條材的長邊線段相鄰，其平行直線段長邊d與另一相鄰的異型條材的短邊線段相鄰，相鄰兩個異型條材的長短邊線段之間構(gòu)成了寬度小于0.05mm的狹縫，由于這個狹縫影響著過濾器的性能；長邊直線段頂端點O1，向根部圓角外緣的垂直于對稱中線OA1的切線相交于O2，線段O1O2為異型條材截面的總高H為6-8mm。
2.一種用于制作條篩網(wǎng)的不銹鋼異型條材及軋制方法，其特征在于制備方法是由如下幾個工序連接而成；把軟態(tài)不銹鋼絲撥成一定的線徑圓鋼絲；再經(jīng)過3-5個不同孔形的冷軋3-5個道次；每軋制3-4個道次后都需經(jīng)過一次退火軟化處理；根據(jù)不同的退火工藝可選擇清洗或酸洗，去掉軋材外表的油污、氧化層、炭化層；最后一個孔形軋制完成后，條型材需經(jīng)過矯直、精整，最后成材；矯直應(yīng)力選定于該材料屈服極限σ0.2與強度極限σb之間的數(shù)值。
3.權(quán)利要求2所說的經(jīng)過3-5個不同孔形的冷軋，其特征在于根據(jù)不同異型條材的截面外形設(shè)計幾個軋制孔形，而且根據(jù)異型條材截面和軋制程序調(diào)整孔形相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)；每個孔形都近似于最終條材的截面形狀，調(diào)整主要技術(shù)參數(shù)為中部上端平行直邊線段c和d對稱中線OA1與軋機兩軋輥接觸線OO1相交于截面根部圓角圓心O的夾角α5，其數(shù)值在9°-18°15′之間；根部最外尺寸L3，數(shù)值為2.25-3.0mm；由根部放射張開的兩個外邊直線段a和b與上端平行直邊線段c和d的對稱中心線OA1夾角α4數(shù)值為9°-19°，α6數(shù)值為15°-21°；中部上端平行直邊線段c和d長度，線段c為0-1.5mm，d線段1.15-2.0mm；上端平行直邊線段c和d之間距離L1，數(shù)值為3.0-5.6mm；上部頂邊線e與上端平行直邊線段c和d對稱中線OA1垂線的夾角α1，數(shù)值為15°-23.3°；上部頂邊線段e與相鄰的由根部放射張開的外邊線段之一a之間夾角α2數(shù)值為88°-102°；上端平行直邊線段的長邊d與二個軋輥接觸線OO1的夾角α3，數(shù)值為15°48′-35°48′；以上數(shù)據(jù)根據(jù)孔形個數(shù)組成同樣個數(shù)的數(shù)組。
4.權(quán)利要求2所說的本發(fā)明有兩種不同的退火工藝，其特征在于二種退火工藝是真空退火和氬氣保護退火工藝，真空退火工藝是將清洗，除去表面油污的型材在1050℃下進行固溶處理；氬氣保護退火是在退火爐中在氬氣保護下860℃下處理，保溫1-2小時之后即隨爐緩慢降溫，達到軟化異型材的目的；兩種工藝退火效果都可以達到要求，但綜合經(jīng)濟效果相比氬氣保護退火工藝為佳。
5.權(quán)利要求1所說的條型篩網(wǎng)的不銹鋼異型條材其特征在于可以根據(jù)篩網(wǎng)使用的介質(zhì)不同選用不同牌號的不銹鋼材料來軋制，對于造紙過濾紙漿用的篩網(wǎng)異型條材的材質(zhì)以00Cr7Ni13Mo2(GB2270-80)為佳。
全文摘要
條篩網(wǎng)不銹鋼異型條材及制備方法，屬于異型鋼材設(shè)計及制備工藝的研究；其截面是由多條直線段以及由這些直線段相互構(gòu)成的夾角組成的，類似于羽毛球縱截面的幾何圖形；由重要技術(shù)參數(shù)決定了幾何圖形的技術(shù)特性；該型材制備方法由不銹鋼絲拉拔，經(jīng)過不同孔形軋機的冷軋、退火、酸洗、矯直、精整幾個工序連接而成；由3－5個近似于不銹鋼異型材截面的孔形組成了3－5個冷軋軋輥外形；這個孔形是由一個數(shù)據(jù)組構(gòu)成的技術(shù)參數(shù)群來控制；該型材可用于造紙、制藥、食品等行過濾篩網(wǎng)；對于造紙行業(yè)用本發(fā)明的不銹鋼異型條鋼以選擇00Cr
文檔編號B21B1/16GK1537684SQ0313404
公開日2004年10月20日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月23日
發(fā)明者劉相華, 董學(xué)新 申請人:東北大學(xué)