一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺

技术领域

本发明涉及冷轧不锈钢带表面硬化技术领域，特别涉及一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺。

背景技术

表面硬化工艺是一种通过改变材料表面的性质，使其获得更高的硬度和耐磨性的工艺，冷轧不锈钢带是一种经过冷轧工艺加工而成的冷轧不锈钢带材，进行表面硬化处理可以进一步提高冷轧不锈钢带的硬度和耐磨性，增强其抗划伤、抗磨损以及耐久性能，常使用气体渗氮工艺对冷轧不锈钢带进行表面硬化处理，通过在高温环境下将氮气引入材料表面，使氮元素渗入金属晶格中形成氮化物层，冷轧不锈钢带在表面硬化时需要进行预处理将表面的氧化物和油脂去除，目前的冷轧不锈钢带一般通过酸洗进行预处理，而目前的酸洗的效果不佳，且酸洗速度较慢，导致冷轧不锈钢带表面易有氧化物和油脂的残留，会对冷轧不锈钢带的表面硬化处理造成负面影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺，可以解决上述背景技术中提出目前的酸洗的效果不佳，导致冷轧不锈钢带表面易有氧化物和油脂的残留，会对冷轧不锈钢带的表面硬化处理造成负面影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺，包括以下步骤：

S1：将不锈钢原材料进行退火处理后，将不锈钢原材料送入冷轧机进行平整和压延和收卷操作得到冷轧不锈钢带；

S2：通过切割设备将冷轧不锈钢带切割成需要的尺寸和形状；

S3：对切割完成后的冷轧不锈钢带进行酸洗，去除不锈钢表面的氧化层和油污等污染物，酸洗结束后通过去离子水将冷轧不锈钢带上的酸液冲洗干净并将冷轧不锈钢带进行干燥；

S4：将清洁完成后的冷轧不锈钢带放入氮化炉进行氮化处理；

S5：氮化结束后的冷轧不锈钢带自氮化炉中取出、依次经过冷却和清洗，得到表面硬化处理后的冷轧不锈钢带。

进一步的，S3中包括以下步骤：

S301：将盐酸、硝酸、水和十二烷基苯磺酸钠以10:3:7:1的比例配置成酸洗液，盐酸和硝酸的浓度均为15%，将酸洗液倒入酸洗设备中；

S302：通过加热设备将酸洗液加热至40-50°C；

S303：将冷轧不锈钢带放入酸洗设备中酸洗20-25分钟，去除冷轧不锈钢带表面的杂质和油脂；

S304：将冷轧不锈钢带捞出，通过去离子水进行冲洗，得到清洗完成的冷轧不锈钢带；

S305：将冷轧不锈钢带烘干干燥。

进一步的，S4中包括以下步骤：

S401：将清洁后的冷轧不锈钢带放入氮化炉中进行氮化处理，氮化温度为900°C，氮化时间为7小时；

S402：向氮化炉内部通入氮气作为氮化气氛，氮气的浓度为99.9%，流量为35升/分钟；

S403：将冷轧不锈钢带从氮化炉中取出，并进行适当的冷却；

S404：对氮化后的冷轧不锈钢带进行表面清洁，去除氮化过程产生的氧化物或残留杂质。

进一步的，上述酸洗设备包括酸洗池以及与酸洗池贯穿设置的高度调节组件，高度调节组件底部设置有用于对冷轧不锈钢带限位的防贴合组件和用于搅动酸洗液的摆动组件，防贴合组件和摆动组件均设置有多组，且多组所述的防贴合组件和摆动组件依次交替设置，酸洗池一侧嵌入设置有用于搅拌酸洗液的搅拌组件，且搅拌组件设置有两组，酸洗池一侧固定设置有控制部；

高度调节组件包括与酸洗池外表面贯穿设置的升降部件，且升降部件对称设置有两组，两组所述的升降部件之间设置有支撑部件，搅拌组件包括与酸洗池一侧嵌入设置的驱动部件以及与驱动部件外表面贯穿设置的移动部件，酸洗池内壁固定连接有激光测距传感器，且激光测距传感器与控制部电性连接，防贴合组件包括设置在支撑部件上端的弹力部件以及与弹力部件贯穿设置的限位部件，弹力部件设置有多组，限位部件对称设置有两组，酸洗池内壁固定连接有挤压块，升降部件用于带动支撑部件升降，支撑部件用于传动从而调节限位部件的高度，驱动部件用于调节移动部件的位置，激光测距传感器用于测量移动部件的位置，移动部件用于搅拌酸洗液，弹力部件用于带动限位部件移动，两组所述的限位部件用于对冷轧不锈钢带限位，挤压块用于对限位部件导向。

进一步的，酸洗池两侧内部均开设有活动腔，升降部件包括固定连接在地面的电动伸缩杆以及固定连接在电动伸缩杆上端的连接板，且电动伸缩杆与控制部电性连接，连接板下端固定连接有传动杆，传动杆一端嵌入活动腔内部并固定连接有T型传动条，酸洗池内壁开设有可供T型传动条活动的活动槽，两组所述的T型传动条之间固定连接有固定框，固定框内侧固定连接有支撑板，电动伸缩杆能够通过连接板和传动杆带动固定框移动，固定框和支撑板用于传动。

进一步的，弹力部件包括固定连接在支撑板上端的固定板，且固定板间隔设置有两组，两组所述的固定板之间固定连接有导向杆，两组所述的固定板相对的一侧均固定连接有第二弹簧，限位部件包括设置在支撑板上方的移动架，两组所述的移动架之间固定连接有第一弹簧，移动架两侧均固定连接有安装板，两组所述的安装板一侧分别与两组所述的第二弹簧另一端固定连接，导向杆用于对移动架导向，第二弹簧用于推动移动架移动。

进一步的，移动架两侧均固定连接有固定杆，移动架另一侧固定连接有挤压杆，且挤压杆设置有多组，固定杆与挤压块对应设置，移动架下端嵌入固定连接有安装块，安装块下端活动嵌入设置有滚动球，滚动球通过转轴与安装块内壁转动连接，滚动球外表面与支撑板上端接触设置，滚动球用于降低移动架移动时的阻力，挤压杆用于挤压冷轧不锈钢带，挤压块用于对固定杆导向。

进一步的，驱动部件包括通过弧板与酸洗池一侧固定连接的电机以及固定连接在电机输出端的丝杆，且电机与控制部电性连接，丝杆与酸洗池两侧均嵌入转动连接，酸洗池两侧内壁之间固定连接有限位杆，移动部件包括贯穿螺纹连接在丝杆外表面的螺纹块，且螺纹块与限位杆贯穿活动连接，一组所述的螺纹块外表面设置有推动件，螺纹块上端固定连接有移动板，且移动板与激光测距传感器对应设置，电机用于带动丝杆转动，从而使得螺纹块在丝杆外表面移动，激光测距传感器用于检测移动板与激光测距传感器之间的距离。

进一步的，螺纹块下端转动连接有转动轴，螺纹块一侧固定连接有连接杆，连接杆另一端固定连接有三角推动块，转动轴外表面间隔固定连接有齿轮和搅拌叶，酸洗池一侧内壁固定连接有齿条，且齿轮与齿条啮合连接，齿条用于带动齿轮转动，转动轴用于传动。

进一步的，摆动组件包括转动连接在支撑板上端的转动柱以及固定连接在转动柱上端的方孔板，转动柱外表面固定连接有扭力弹簧，扭力弹簧另一端与支撑板上端固定连接，方孔板上端固定连接有L型传动板，L型传动板与三角推动块对应设置，三角推动块用于推动L型传动板，L型传动板用于传动使得方孔板偏转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺，将不锈钢原材料进行退火处理后，将不锈钢原材料送入冷轧机进行平整和压延和收卷操作得到冷轧不锈钢带，通过切割设备将冷轧不锈钢带切割成需要的尺寸和形状，对切割完成后的冷轧不锈钢带进行酸洗，去除不锈钢表面的氧化层和油污等污染物，酸洗结束后通过去离子水将冷轧不锈钢带上的酸液冲洗干净并将冷轧不锈钢带进行干燥，将清洁完成后的冷轧不锈钢带放入氮化炉进行氮化处理，氮化结束后的冷轧不锈钢带自氮化炉中取出、依次经过冷却和清洗，得到表面硬化处理后的冷轧不锈钢带，其中，通过酸洗设备进行酸洗，酸洗液为盐酸、硝酸、水和十二烷基苯磺酸钠以10:3:7:1的比例配置，酸洗温度为40-50°C，酸洗时间为20-25分钟，能够提升对冷轧不锈钢带表面的氧化物和油脂的去除效果和去除速度。

本发明提出的一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺，通过弹力部件、限位部件、挤压块、驱动部件、移动部件、激光测距传感器、升降部件、支撑部件和摆动组件的设置，实现了提升冷轧不锈钢带的酸洗效果的目的，解决了现有的冷轧不锈钢带在酸洗时，易因多个冷轧不锈钢带易相互贴合以及酸洗液不均导致冷轧不锈钢带的酸洗效果不佳的问题。

附图说明

图1为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的整体工艺流程图；

图2为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺酸洗的工艺流程图；

图3为本发明一种冷轧不锈钢带的氮化工艺流程图；

图4为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的整体立体结构示意图；

图5为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的酸洗池内部结构示意图；

图6为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的活动腔结构示意图；

图7为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的升降部件和支撑部件结构示意图；

图8为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的防贴合组件结构示意图；

图9为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的弹力部件和限位部件结构示意图；

图10为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的安装块和滚动球结构示意图；

图11为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的驱动部件和移动部件结构示意图；

图12为本发明一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺的摆动组件结构示意图。

图中：1、酸洗池；11、活动腔；2、防贴合组件；21、弹力部件；211、固定板；212、导向杆；213、第二弹簧；22、限位部件；221、安装板；222、移动架；223、挤压杆；224、固定杆；225、安装块；226、滚动球；23、第一弹簧；24、挤压块；3、搅拌组件；31、驱动部件；311、电机；312、丝杆；313、限位杆；32、移动部件；321、螺纹块；322、转动轴；323、搅拌叶；324、齿轮；325、推动件；3251、连接杆；3252、三角推动块；326、移动板；327、齿条；33、激光测距传感器；4、高度调节组件；41、升降部件；411、电动伸缩杆；412、连接板；413、传动杆；414、T型传动条；42、支撑部件；421、固定框；422、支撑板；5、摆动组件；51、转动柱；52、扭力弹簧；53、方孔板；54、L型传动板；6、控制部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种冷轧不锈钢带的表面硬化工艺，包括以下步骤：

步骤一：将不锈钢原材料进行退火处理后，将不锈钢原材料送入冷轧机进行平整和压延和收卷操作得到冷轧不锈钢带；

步骤二：通过切割设备将冷轧不锈钢带切割成需要的尺寸和形状；

步骤三：对切割完成后的冷轧不锈钢带进行酸洗，去除不锈钢表面的氧化层和油污等污染物，酸洗结束后通过去离子水将冷轧不锈钢带上的酸液冲洗干净并将冷轧不锈钢带进行干燥；

步骤四：将清洁完成后的冷轧不锈钢带放入氮化炉进行氮化处理；

步骤五：氮化结束后的冷轧不锈钢带自氮化炉中取出、依次经过冷却和清洗，得到表面硬化处理后的冷轧不锈钢带。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

请参阅图2，步骤三中包括以下步骤：

（1）：将盐酸、硝酸、水和十二烷基苯磺酸钠以10:3:7:1的比例配置成酸洗液，盐酸和硝酸的浓度均为15%，将酸洗液倒入酸洗设备中；

（2）：通过加热设备将酸洗液加热至40-50°C；

（3）：将冷轧不锈钢带放入酸洗设备中酸洗20-25分钟，去除冷轧不锈钢带表面的杂质和油脂；

（4）：将冷轧不锈钢带捞出，通过去离子水进行冲洗，得到清洗完成的冷轧不锈钢带；

（5）：将冷轧不锈钢带烘干干燥。

请参阅图3，步骤四中包括以下步骤：

（1）：将清洁后的冷轧不锈钢带放入氮化炉中进行氮化处理，氮化温度为900°C，氮化时间为7小时；

（2）：向氮化炉内部通入氮气作为氮化气氛，氮气的浓度为99.9%，流量为35升/分钟；

（3）：将冷轧不锈钢带从氮化炉中取出，并进行适当的冷却；

（4）：对氮化后的冷轧不锈钢带进行表面清洁，去除氮化过程产生的氧化物或残留杂质。

实施例2

请参阅图4-图12，上述酸洗设备包括酸洗池1以及与酸洗池1贯穿设置的高度调节组件4，高度调节组件4底部设置有用于对冷轧不锈钢带限位的防贴合组件2和用于搅动酸洗液的摆动组件5，防贴合组件2和摆动组件5均设置有多组，且多组的防贴合组件2和摆动组件5依次交替设置，酸洗池1一侧嵌入设置有用于搅拌酸洗液的搅拌组件3，且搅拌组件3设置有两组，酸洗池1一侧固定设置有控制部6，高度调节组件4包括与酸洗池1外表面贯穿设置的升降部件41，且升降部件41对称设置有两组，两组的升降部件41之间设置有支撑部件42，搅拌组件3包括与酸洗池1一侧嵌入设置的驱动部件31以及与驱动部件31外表面贯穿设置的移动部件32，酸洗池1内壁固定连接有激光测距传感器33，且激光测距传感器33与控制部6电性连接，防贴合组件2包括设置在支撑部件42上端的弹力部件21以及与弹力部件21贯穿设置的限位部件22，弹力部件21设置有多组，限位部件22对称设置有两组，酸洗池1内壁固定连接有挤压块24，升降部件41用于带动支撑部件42升降，支撑部件42用于传动从而调节限位部件22的高度，驱动部件31用于调节移动部件32的位置，激光测距传感器33用于测量移动部件32的位置，移动部件32用于搅拌酸洗液，弹力部件21用于带动限位部件22移动，两组的限位部件22用于对冷轧不锈钢带限位，挤压块24用于对限位部件22导向，酸洗池1两侧内部均开设有活动腔11，升降部件41包括固定连接在地面的电动伸缩杆411以及固定连接在电动伸缩杆411上端的连接板412，且电动伸缩杆411与控制部6电性连接，连接板412下端固定连接有传动杆413，传动杆413一端嵌入活动腔11内部并固定连接有T型传动条414，酸洗池1内壁开设有可供T型传动条414活动的活动槽，两组的T型传动条414之间固定连接有固定框421，固定框421内侧固定连接有支撑板422，电动伸缩杆411能够通过连接板412和传动杆413带动固定框421移动，固定框421和支撑板422用于传动，通过电动伸缩杆411的伸缩能够调节支撑板422的高度，弹力部件21包括固定连接在支撑板422上端的固定板211，且固定板211间隔设置有两组，两组的固定板211之间固定连接有导向杆212，两组的固定板211相对的一侧均固定连接有第二弹簧213，限位部件22包括设置在支撑板422上方的移动架222，两组的移动架222之间固定连接有第一弹簧23，移动架222两侧均固定连接有安装板221，两组的安装板221一侧分别与两组的第二弹簧213另一端固定连接，导向杆212用于对移动架222导向，第二弹簧213用于推动移动架222移动，通过第一弹簧23和两组的第二弹簧213能够使得两组的移动架222相互靠近，移动架222两侧均固定连接有固定杆224，移动架222另一侧固定连接有挤压杆223，且挤压杆223设置有多组，固定杆224与挤压块24对应设置，移动架222下端嵌入固定连接有安装块225，安装块225下端活动嵌入设置有滚动球226，滚动球226通过转轴与安装块225内壁转动连接，滚动球226外表面与支撑板422上端接触设置，滚动球226用于降低移动架222移动时的阻力，挤压杆223用于挤压冷轧不锈钢带，挤压块24用于对固定杆224导向，支撑板422向上移动时会带动固定板211、导向杆212、移动架222和固定杆224均移动，当固定杆224移动一段距离后会被挤压块24推动，使得两组的固定杆224相互远离，从而使得两组的移动架222也相互远离，便于放置冷轧不锈钢带，多组的挤压杆223用于挤压冷轧不锈钢带从而对其限位，由于挤压杆223与冷轧不锈钢带的接触面积很小，能够降低对冷轧不锈钢带酸洗的负面影响，驱动部件31包括通过弧板与酸洗池1一侧固定连接的电机311以及固定连接在电机311输出端的丝杆312，且电机311与控制部6电性连接，丝杆312与酸洗池1两侧均嵌入转动连接，酸洗池1两侧内壁之间固定连接有限位杆313，移动部件32包括贯穿螺纹连接在丝杆312外表面的螺纹块321，且螺纹块321与限位杆313贯穿活动连接，一组的螺纹块321外表面设置有推动件325，螺纹块321上端固定连接有移动板326，且移动板326与激光测距传感器33对应设置，电机311用于带动丝杆312转动，从而使得螺纹块321在丝杆312外表面移动，激光测距传感器33用于检测移动板326与激光测距传感器33之间的距离，从而能够通过控制部6控制螺纹块321的准确位置，避免转动轴322和搅拌叶323影响移动架222和固定杆224的移动，丝杆312转动时能够带动螺纹块321沿丝杆312水平移动，螺纹块321下端转动连接有转动轴322，螺纹块321一侧固定连接有连接杆3251，连接杆3251另一端固定连接有三角推动块3252，转动轴322外表面间隔固定连接有齿轮324和搅拌叶323，酸洗池1一侧内壁固定连接有齿条327，且齿轮324与齿条327啮合连接，齿条327用于带动齿轮324转动，转动轴322用于传动，螺纹块321移动时能够带动转动轴322和连接杆3251共同移动，转动轴322会带动齿轮324和搅拌叶323均移动，齿轮324转动时会带动转动轴322转动，使得搅拌叶323也转动，能够将酸洗液搅拌均匀，避免出现局部酸洗不足的现象，摆动组件5包括转动连接在支撑板422上端的转动柱51以及固定连接在转动柱51上端的方孔板53，转动柱51外表面固定连接有扭力弹簧52，扭力弹簧52另一端与支撑板422上端固定连接，方孔板53上端固定连接有L型传动板54，L型传动板54与三角推动块3252对应设置，三角推动块3252用于推动L型传动板54，L型传动板54用于传动使得方孔板53偏转，三角推动块3252移动至与L型传动板54接触后会推动L型传动板54，使得L型传动板54偏转，从而使得方孔板53偏转，同时扭力弹簧52被扭转，L型传动板54偏转一定角度后会与三角推动块3252分离，使得方孔板53在扭力弹簧52的弹力作用下摆动，能够使得酸洗液更加均匀。

首先通过控制部6控制电动伸缩杆411伸长一段距离，使得支撑板422、移动架222和固定杆224均向上移动，使得两组的移动架222通过固定杆224被挤压块24挤压远离，此时能够将冷轧不锈钢带放置在两组的移动架222之间，随后通过控制部6控制电动伸缩杆411缩短一段距离，使得冷轧不锈钢带被酸洗液浸没，通过第一弹簧23和两组的第二弹簧213使得两组的移动架222相互靠近，通过多组的挤压杆223能够将冷轧不锈钢带限位，能够避免冷轧不锈钢带在酸洗时相互贴合，随后通过控制部6控制电机311启动，使得螺纹块321在推动件325外表面往复移动，螺纹块321移动时通过齿轮324的转动使得搅拌叶323不断转动，能够将酸洗液搅拌均匀，同时三角推动块3252会往复拨动L型传动板54，使得方孔板53摆动，能够促进酸洗液的均匀，从而能够提升对冷轧不锈钢带的酸洗效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。