介紹一下影響不銹鋼帶表面硬度的加工工藝-江蘇力超新材料科技有限公司

當前位置：首頁 > 新聞中心 > 行業動態返回

介紹一下影響不銹鋼帶表面硬度的加工工藝

來源：www.sikali.com.cn | 發布時間：2025年09月23日

影響不銹鋼帶表面硬度的加工工藝，核心圍繞 “冷加工變形” 與 “熱處理調控” 兩大邏輯展開 —— 通過改變不銹鋼帶的內部晶體結構（如晶粒細化、內應力積累），直接決定其表面及整體硬度，其中冷軋工藝是最關鍵變量，退火工藝則用于正確調整硬度與韌性的平衡。以下按 “核心工藝類型” 詳解其對表面硬度的影響機制、工藝參數及效果：
一、核心影響工藝一：冷軋工藝（硬度提升的核心手段）
冷軋是不銹鋼帶生產中 “通過軋機對熱軋帶材施加壓力，使其厚度減薄、表面致密化” 的工藝，通過 “塑性變形積累內應力、細化晶粒” 顯著提升表面硬度，變形量越大，硬度越高（韌性同步下降）。根據冷軋變形量的不同，可分為不同加工狀態，對應硬度差異顯著：
1. 冷軋變形量與硬度的關聯
不銹鋼帶的冷軋變形量（通常以 “減薄率” 表示，即 “（原始厚度 - 成品厚度）/ 原始厚度 ×100%”）直接決定硬度等級，以主流的 304 不銹鋼帶為例：
低變形量（≤30%）：對應 “軟態前驅體”，表面硬度提升有限（HB 150-180，HV 160-190），僅初步消除熱軋帶的粗糙表面，內應力小，后續需配合退火降至軟態硬度；
中變形量（30%-50%）：對應 “半硬態（1/2H）”，表面硬度顯著提升至 HB 200-250（HV 210-270），內應力中等 —— 此時不銹鋼帶既能保持一定韌性（可折彎 90° 不裂），又具備足夠強度，適合制作支架、卡扣；
高變形量（50%-70%）：對應 “硬態（H/3/4H）”，表面硬度進一步升至 HB 280-320（HV 300-350），晶粒被顯著細化，內應力較大 —— 韌性下降（僅可輕微折彎），但抗磨損、抗變形能力強，適合制作彈簧、小型刀片；
較高變形量（＞70%）：對應 “特硬態（EH/SH）”，表面硬度達到 HB 350-400（HV 380-430），內應力高度集中 —— 幾乎無明顯韌性（折彎易裂），僅用于需較高強度的場景（如高壓密封墊片、精密彈片）。
2. 冷軋工藝的關鍵參數影響
軋制壓力：軋機工作輥施加的壓力越大（通常 1000-3000MPa），單位面積的塑性變形越充分，表面晶粒更致密，硬度提升更明顯（同變形量下，壓力提高 20%，硬度可提升 5%-8%）；
軋制道次：多道次冷軋（如 3-5 道）比單道次冷軋更易控制硬度均勻性 —— 單道次大變形易導致表面硬度不均（邊緣與中心差 HB 20-30），多道次小變形可使表面硬度差控制在 HB 10 以內，適合高精度需求（如電子元件用帶）；
工作輥粗糙度：軋機工作輥的表面粗糙度（Ra 0.1-0.8μm）會 “復刻” 到不銹鋼帶表面 —— 粗輥軋制會增加表面微觀冷作硬化（表面硬度比內部高 10%-15%），細輥軋制則表面更光滑，硬度均勻性更好。
二、核心影響工藝二：退火工藝（硬度調控的 “平衡閥”）
退火是通過 “加熱 - 保溫 - 冷卻” 消除冷軋產生的內應力、調整晶體結構的工藝，核心作用是 “降低硬度、恢復韌性”，是實現 “軟態 / 半硬態” 不銹鋼帶的關鍵步驟，按退火溫度和冷卻速度，分為不同類型：
1. 完全退火（軟態制備）
工藝參數：加熱溫度 1050-1100℃（高于不銹鋼的再結晶溫度），保溫 30-60 分鐘，隨爐緩慢冷卻（冷卻速度≤5℃/min）；
對硬度的影響：完全消除冷軋內應力，晶粒重新長大并均勻化，表面硬度降至較低 ——304 不銹鋼帶經完全退火后，硬度從硬態 HB 300 + 降至軟態 HB 130-150（HV 140-160），韌性大幅恢復（延伸率從 10% 提升至 40% 以上），可滿足沖壓、深拉伸等復雜成型需求（如廚具內膽、保溫杯外殼）。
2. 不完全退火（半硬態 / 硬態微調）
工藝參數：加熱溫度 800-950℃（低于再結晶溫度），保溫 15-30 分鐘，空冷或強制風冷（冷卻速度 10-20℃/min）；
對硬度的影響：僅部分消除內應力，晶粒未完全恢復，硬度介于 “冷軋硬態” 與 “完全退火軟態” 之間 —— 例如 304 不銹鋼帶冷軋至 HB 300 后，經 850℃不完全退火，硬度可調控至 HB 200-250（半硬態），既保留一定強度，又具備可折彎性，適合制作家具裝飾條、家電支架。
3. 光亮退火（表面與硬度兼顧）
工藝特點：在 “惰性氣體（如氮氣、氫氣）保護” 下進行完全 / 不完全退火，避免表面氧化，同時調控硬度；
對硬度的影響：硬度調控效果與普通退火一致（軟態 HB 130-150、半硬態 HB 200-250），但能保持表面光潔（Ra 0.1-0.4μm），無需后續拋光 —— 適合對表面質量要求高的場景（如醫療配件、食品接觸用帶），既保證硬度適配，又減少加工步驟。
三、其他輔助工藝（對表面硬度的輕微影響）
除冷軋和退火外，部分后續表面處理工藝會通過 “微觀冷作硬化” 或 “表面層去除”，對表面硬度產生輕微調整（整體影響≤15%，不改變整體硬度等級）：
1. 表面拉絲 / 磨砂工藝
影響機制：通過砂帶、百葉輪等工具對不銹鋼帶表面進行機械打磨，去除表面氧化層的同時，使表面形成 “微觀塑性變形層”（厚度 5-10μm），晶粒進一步細化；
硬度變化：表面微觀硬度比內部高 10%-15%—— 例如 304 軟態帶（內部 HB 150）經拉絲后，表面 HB 升至 170-180，提升表面耐磨性（減少日常摩擦劃痕），但不改變 “軟態” 的整體屬性（仍可沖壓成型）。
2. 校平工藝（硬度微小修正）
工藝目的：通過校平機對冷軋后的不銹鋼帶進行 “微量壓力矯正”，消除翹曲、波浪形，保證平整度；
硬度影響：校平壓力較小（通常 500-1000MPa），僅產生微量塑性變形，表面硬度僅提升 HB 5-10（如 304 半硬態帶校平后，HB 從 220 升至 225-230），主要作用是優化外觀與平整度，對硬度等級無實質影響。