[发明专利]制造不锈钢产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过变形来制造薄三维钢制产品的方法。应当理解的是，薄三维产品具有包封，该包封在三个垂直方向上的尺寸均超过产品的最大厚度，该最大厚度小于3mm，优选为小于1mm。变形例如可包括如深拉延或深冲压的方法。

这些薄三维产品的例子是电旋转剃刀设备的切割组件的转刀和剪切板。一些新型旋转剃刀均使用剃须膏并且能够用流水清洗。这就需要切割组件的钢的类型，使得切割组件不但能将强度与可成形性结合，而且还使其具有耐强腐蚀环境的性能。

本发明还涉及具有耐强腐蚀性的薄三维产品。

背景技术

例如，从US 6531007可以得知制造剃刀帽的方法。该US 6531007描述了对具有特定组成的钢制薄板进行深拉延，以使剃刀帽得到必需的碗形。US 6531007的特定钢组成(Sandvik 1RK91钢)包括4wt％的钼。这种组成获得了可成形性与可淬性之间的平衡，即，钢制薄板能够被热处理成具有一定强度的能力。得到的剃刀帽呈现出良好的耐磨损性、耐腐蚀性和硬度特性。

由于Sandvik 1RK91钢中含有4wt％的钼，因而其价格明显高于诸如AISI 403、AISI 410、AISI 420、X32Cr14以及X38CrMo13等马氏体不锈钢的价格。但是，这些商品钢的耐腐蚀性比Sandvik1RK91钢差。

因此，需要一种制造薄三维钢制产品的替代方法，其中，通过变形使产品成形，该变形使其具有一定强度和耐强腐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过变形来制造薄三维钢制产品的低成本方法，使产品具有一定强度和耐强腐蚀性。

为了实现这个目的，本发明提供了如权利要求1的特征描述的方法。

在本发明的方法中，应当理解，以下称为固溶渗氮处理的薄三维产品的氮饱和，不必限于在表面和表面区域附近，而可以深入到成形品的整个厚度内。这允许随后加工制造具有复杂结构的制成品，用此方法这些制成品不需抵抗固溶渗氮处理所需的高于1000℃的温度。固溶渗氮处理的一个有利的优点在于，其增强了产品对晶间腐蚀、点状腐蚀和隙间腐蚀等局部腐蚀类型的抵抗力。

例如，从US 5503687可以得知能够增强抗腐蚀性的固溶渗氮处理。US 5503687描述了增强近似制成品的不锈钢在潮湿环境中的抗腐蚀性的方法。由于US 5503687中氮浓缩被限制在表层上，因而不能对半成品进行诸如切割和钻孔等的加工，而不暴露未处理材料，其中这些加工需深入到扩散层内部以下。

这项技术的另一个缺点在于，不能将其应用于具有接近最终形状的薄三维半成品上，因为这将使其无法在高温下维持其尺寸精度。

另一方面，一旦对钢制薄板进行固溶渗氮处理，由于产品增强的屈服强度，因而无法通过变形使其成形。

在本发明的方法中，将厚度小于3mm且具有主要包含铁素体、奥氏体、马氏体或它们的混合物的微观结构的不锈钢薄板加工成三维成形品。厚度小于3mm、优选小于1mm是重要的，因为在渗氮处理中应当在成形品的整个厚度内获得热力学平衡。如果未在整个厚度内达到平衡，则对制成品的最终加工被限制在如US 5503687的表面处理。本发明的一个优点在于，随后的加工并不限于表面处理，而是允许钻孔和切割而不会破坏通过固溶渗氮处理获得的抗腐蚀性。

固溶渗氮处理包括在温度为1000℃和1200℃之间的含氮气环境中进行的热处理。以下述方式选择氮浓缩的温度、压力和持续时间，即，在成形品的整个厚度内获得氮饱和，具有的氮含量在下限0.3wt％和在氮浓缩过程中由氮化物分离的开始限定的上限之间。执行热处理的适当的局部氮气压力为0.01和0.3MPa之间，优选为大约0.1MPa。

随后，在能够避免氮化物分离的速度和氮气压力下执行冷却。例如，可以通过在氮气压力下以至少5℃/秒的冷却速度进行循环气淬火来实现上述冷却，且冷却至20℃为止，其中，设定的所述氮气压力在至少为执行热处理的局部氮气压力和2MPa之间。

可选择地，可以对成形品进行回火处理，以在回火温度下释放内在应力并稳定微观结构。优选地，通过在足以释放至少部分内应力的一段时间期间在温度为650℃和100℃之间，优选为200℃和100℃之间，将该成形品置于氮气压力下来实施回火处理，其中该氮气压力至少为利用该含氮环境处理过该半成形品的压力。进行充分的回火处理的适当条件是，在170℃下大约1小时。

随后，将氮饱和的成形品加工成三维钢制产品。这可以通过钻孔、切割、电化学加工或放电加工来完成。