專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在金屬工件表面繪制圖案(如圖畫(huà)、圖像、文字等)的方法，特別是在取向硅鋼工件表面繪制圖案的方法。
背景技術(shù)：
目前，金屬工件表面繪制所需圖案的方法通常有兩大類(lèi)方法，一是機(jī)械法(如噴砂、激光、機(jī)械雕刻等)，另一類(lèi)為化學(xué)腐蝕法。
近年來(lái)，出現(xiàn)了噴涂成字技術(shù)和鍍膜成字技術(shù)，但是這些技術(shù)很明顯是通過(guò)物理和化學(xué)方法在基體上附加了完全不同的組織。
化學(xué)腐蝕法如CN86108399公開(kāi)的一種不銹鋼制品印刷花紋圖案腐蝕技術(shù)，該方法把印刷膜轉(zhuǎn)移到不銹鋼表面上，經(jīng)過(guò)腐蝕、過(guò)堿處理后，在其表面上形成花紋圖案。
機(jī)械法如CN1397435公開(kāi)的一種彩色不銹鋼噴砂花紋圖案裝飾表面的形成方法。它是以厚度在0.6-3mm的本色(銀白色)或彩色的不銹鋼板上，貼上圖像模具，經(jīng)過(guò)噴砂處理，在不銹鋼表面上形成噴砂花紋圖案，其表面形成8K鏡面與噴砂面的強(qiáng)烈對(duì)比，使之具有更強(qiáng)的裝飾效果。該專(zhuān)利實(shí)質(zhì)上是通過(guò)噴砂處理打毛基體表面而形成對(duì)比圖案。
噴涂、鍍膜的方法如CN1450206公開(kāi)了一種使金屬容器表面呈現(xiàn)兩種顏色和/或表面效果的表面處理方法，它是將成型拋光后的金屬容器的一部分覆蓋保護(hù)，對(duì)露面部分進(jìn)行腐蝕或噴砂處理，然后對(duì)整個(gè)金屬容器進(jìn)行電鍍處理形成同一顏色的光滑鍍層表面和花紋圖案或噴砂鍍層表面的兩種表面效果；或者先將成型拋光后的金屬容器進(jìn)行電鍍處理，再將其中一部分覆蓋保護(hù)，對(duì)露面部分退鍍處理后重新鍍上新顏色的鍍層，使金屬容器表面形成兩種不同顏色表面鍍層；用這樣的表面處理方法還可以得到兩種以上的表面色彩以及兩種以上的表面效果，使金屬容器的表面色彩更加豐富，花紋圖案可以變化多端，表面效果也多種多樣，大大增強(qiáng)了金屬容器的裝飾作用。
CN1390650公開(kāi)了一種金屬材料表面涂層處理及花紋圖案的制作方法涉及金屬材料表面處理和裝飾技術(shù)。提出一種制作方法簡(jiǎn)單，適宜多種金屬材料表面處理，耐酸堿、抗氧化、圖案清晰立體感強(qiáng)，成本低的金屬材料表面涂層處理及花紋圖案的制作方法。該方法是采用靜電噴涂使字或圖案在金屬材料表面上生成。
上述這些方法雖然均可在金屬工件表面繪制圖案，但均會(huì)對(duì)金屬工件表面造成不同程度的破壞，而噴涂、鍍膜的方法在基體上附加了完全不同性質(zhì)的凸凹組織，從而改變了基體本身。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法，該方法可使取向硅鋼工件表面晶粒定位生長(zhǎng)形成所需圖案，不會(huì)對(duì)取向硅鋼工件表面造成破壞，不會(huì)改變?nèi)∠蚬桎摴ぜ旧硇再|(zhì)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法，它包括以下步驟包括(1)根據(jù)所需繪制圖案，在經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件表面噴砂的步驟；(2)退火的步驟；(3)酸洗的步驟；上述經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件為經(jīng)脫碳退火的取向硅鋼工件，或經(jīng)脫碳退火后再經(jīng)高溫退火的取向硅鋼工件。
上述方案中，步驟(1)還包括噴砂后，在工件表面涂敷隔離劑的步驟。
上述方案中，噴砂為用金剛砂或鐵砂噴砂，所述金剛砂或鐵砂的粒度在20-300目之間。
上述方案中，步驟(2)的退火溫度為750-1200℃。
上述方案中，隔離劑涂層的厚度為0.1-0.5μm。
取向硅鋼熱軋板研究證明沿板厚方向1/5-1/4處的過(guò)渡層中存在大量細(xì)小網(wǎng)狀碳化物(或稱(chēng)珠光體)，網(wǎng)狀碳化物之間為伸長(zhǎng)的較粗大的鐵素體區(qū)，其中存在位向準(zhǔn)確的(110)
晶粒，(110)極密度最強(qiáng)。將熱軋板常化后從表面研磨掉30％，去掉表面氧化層和過(guò)渡層就不能發(fā)生二次再結(jié)晶。脫碳退火后為均勻的12-14μm小晶粒，距表面1/5-1/4處原過(guò)渡層地區(qū)中{111}<112>極密度最強(qiáng)。二次再結(jié)晶前此地區(qū)的(110)
晶粒聚集長(zhǎng)大，其周?chē)鸀橐妆煌滩⒌膡111}<112>晶粒，聚集的(110)
晶粒長(zhǎng)大到100-400μm時(shí)，即成為二次晶核，然后開(kāi)始二次再結(jié)晶，并繼續(xù)沿軋向進(jìn)行各向異性的反常長(zhǎng)大，直到二次再結(jié)晶完善為止。如(110)
二次晶核與其周?chē)鷞111}<112>位向晶粒形成大角晶界，就可發(fā)展為完善的二次再結(jié)晶組織。
二次再結(jié)晶實(shí)際上是一種異?；虿贿B續(xù)性晶粒長(zhǎng)大過(guò)程，即在初次再結(jié)晶基體中某一小范圍內(nèi)只有少數(shù)晶粒發(fā)生快速長(zhǎng)大成較大的晶粒尺寸。這些晶粒都為多邊形，并且晶界往晶粒中心方向凹入?；w滿足以下三個(gè)條件時(shí)有可能發(fā)生二次再結(jié)晶①存在細(xì)小彌散亞穩(wěn)定第二相質(zhì)點(diǎn)或沿晶界偏聚的元素；②具有強(qiáng)的單一初次再結(jié)晶織構(gòu)；③初次晶粒長(zhǎng)大受板厚限制并已達(dá)到極限尺寸。因此二次再結(jié)晶或異常長(zhǎng)大的先決條件就是使初次再結(jié)晶基體晶粒穩(wěn)定。也就是說(shuō)必須強(qiáng)烈阻礙初次晶粒的正常長(zhǎng)大。當(dāng)溫度足夠高時(shí)，少數(shù)晶粒就能克服阻力而發(fā)生異常長(zhǎng)大。取向硅鋼通過(guò)二次再結(jié)晶形成強(qiáng)的單一的(110)
織構(gòu)。
在脫碳退火階段，取向硅鋼一次晶粒尺寸大小約為8-15μm，在高溫退火時(shí)，如果發(fā)生正常的二次再結(jié)晶，高斯晶粒就會(huì)吞并周?chē)Я６L(zhǎng)大，晶粒尺寸大小為5-100mm。否則就會(huì)發(fā)生正常晶粒長(zhǎng)大而產(chǎn)生細(xì)晶組織，晶粒大小為0.1-2mm。
基于二次再結(jié)晶晶粒與細(xì)晶大小的不同，本發(fā)明方法采用噴砂處理經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件表面的方法，在取向硅鋼工件表面繪制圖案。
本發(fā)明方法的工作原理為通過(guò)噴砂而改變脫碳退火取向硅鋼工件距表層1/5-1/4處(110)
織構(gòu)，使(110)
晶粒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或改變高斯晶粒與周?chē)Я５拇蠼嵌汝P(guān)系，從而破壞了二次再結(jié)晶條件，最后成圖案部位形成細(xì)晶組織，而其余部位為二次再結(jié)晶的大晶粒組織，再進(jìn)行酸洗顯現(xiàn)取向硅鋼低倍組織，使圖案在取向硅鋼工件表面指定的位置顯現(xiàn)出來(lái)。在脫碳退火取向硅鋼工件表面非圖案部位噴砂則反之，即圖案部位形成二次再結(jié)晶的大晶粒組織，而其余部位為細(xì)晶組織。
或，通過(guò)噴砂而改變二次再結(jié)晶取向硅鋼工件表層，使表面二次晶粒發(fā)生重構(gòu)，并重新進(jìn)行分布。在高溫爐中進(jìn)行750-1200℃的再結(jié)晶退火，最后成圖案部位形成細(xì)晶組織，而其余部位為二次再結(jié)晶的大晶粒組織，再進(jìn)行酸洗顯現(xiàn)取向硅鋼低倍組織，使圖案在取向硅鋼工件表面指定的位置顯現(xiàn)出來(lái)。在二次再結(jié)晶取向硅鋼工件表層非圖案部位噴砂則反之，即圖案部位形成二次再結(jié)晶的大晶粒組織，而其余部位為細(xì)晶組織。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明方法基于二次再結(jié)晶晶粒與細(xì)晶大小的不同，晶粒大小和位向不同而形成所需圖案，可使圖案(如圖畫(huà)、圖像、文字等)在取向硅鋼工件表面上指定的位置顯現(xiàn)出來(lái)，而不會(huì)對(duì)取向硅鋼工件表面造成破壞，不會(huì)改變?nèi)∠蚬桎摴ぜ旧硇再|(zhì)。
2、在噴砂后的工件表面涂敷隔離劑，可防止工件退火時(shí)粘結(jié)(如鋼帶成卷時(shí))。
3、噴砂所用金剛砂或鐵砂粒度在20-300目之間，可降低取向硅鋼工件表面所受的應(yīng)力。
本發(fā)明方法處理的取向硅鋼工件，其表面圖案由硅鋼板的低倍組織構(gòu)成，立體感強(qiáng)。具有實(shí)用和收藏價(jià)值。本發(fā)明方法可應(yīng)用于取向硅鋼生產(chǎn)、取向硅鋼工藝品制作、裝飾等方面。


圖1為取向硅鋼的生產(chǎn)工藝流程框2為包括本發(fā)明方法實(shí)施例1的取向硅鋼的生產(chǎn)工藝流程框3為包括本發(fā)明方法實(shí)施例2的取向硅鋼的生產(chǎn)工藝流程框圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法實(shí)施例1，它為高磁感取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法。本實(shí)施例方法在高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)工藝中進(jìn)行，取向硅鋼的生產(chǎn)工藝如圖1所示，包括本發(fā)明方法實(shí)施例1的取向硅鋼的生產(chǎn)工藝如圖2所示。
本發(fā)明方法實(shí)施例1包括以下步驟包括(1)根據(jù)所需繪制圖案，用噴砂機(jī)在經(jīng)脫碳退火處理的取向硅鋼工件表面成圖案部位噴砂，再在工件表面涂敷隔離劑。
上述經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件為經(jīng)脫碳退火的取向硅鋼工件。
隔離劑各組分的重量百分比配比為MgO 5％、TiO25％，其余為去離子水。隔離劑涂層的厚度為0.5μm。
噴砂為用金剛砂噴砂，噴砂機(jī)主要由氣瓶、儲(chǔ)砂箱、噴頭和工件移動(dòng)平臺(tái)組成，它利用壓縮空氣或惰性氣體帶動(dòng)金鋼砂噴射到工件表面，金鋼砂經(jīng)過(guò)儲(chǔ)砂箱至噴沙管道，在氣體壓力作用下從噴砂口噴出，通過(guò)調(diào)整氣體壓力和噴口與工件的距離來(lái)調(diào)整噴射力的大小，通過(guò)調(diào)整金剛砂的粒度來(lái)調(diào)整硅鋼板所受的應(yīng)力大小。
本實(shí)施例采用氮?dú)庾鲏毫怏w，氣體壓力為0.5Mpa，噴頭距樣品距離20mm，金剛砂粒度200目。
(2)退火的步驟在高溫爐1000-1200℃下退火2小時(shí)。
(3)酸洗的步驟酸洗至顯現(xiàn)取向硅鋼低倍組織即可。酸洗用硫酸或鹽酸均可，酸洗溫度0～100℃，酸洗時(shí)間0.5～200min。
在噴砂后的工件表面涂敷隔離劑，可防止工件退火時(shí)粘結(jié)，其原理為退火升到950-1020℃時(shí)MgO與鋼帶表面SiO2氧化膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(2MgO+SiO2→Mg2SO4)，形成硅酸鎂玻璃膜底層，高溫凈化退火時(shí)促進(jìn)脫硫和脫氮反應(yīng)。
本發(fā)明在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法實(shí)施例2，包括本發(fā)明方法實(shí)施例2的取向硅鋼的生產(chǎn)工藝如圖3所示。它包括以下步驟包括(1)根據(jù)所需繪制圖案，在經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件表面噴砂的步驟。
具體為在工件表面成圖案部位進(jìn)行直接噴砂處理，噴砂為用鐵砂噴砂，氮?dú)馄繅毫?.5Mpa，噴頭距樣品距離15mm，鐵砂粒度為300目。
上述經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件為經(jīng)脫碳退火后再經(jīng)常規(guī)高溫退火的取向硅鋼工件。
(2)退火的步驟在高溫爐750-1000℃下退火2小時(shí)。
(3)酸洗的步驟酸洗至顯現(xiàn)取向硅鋼低倍組織即可。
本發(fā)明在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法實(shí)施例3，它為高磁感取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法，它包括以下步驟包括(1)根據(jù)所需繪制圖案，在經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件表面噴砂的步驟。
具體為在工件表面成圖案部位進(jìn)行直接噴砂處理，噴砂為用金剛砂噴砂，氮?dú)馄繅毫?.3Mpa，噴頭距樣品距離40mm，金剛砂粒度為20目。隨后涂敷隔離劑，隔離劑配比為該領(lǐng)域通常的涂層，涂層厚度0.1μm。
上述經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件為經(jīng)脫碳退火后再經(jīng)高溫退火的取向硅鋼工件，即采用如圖1所示工藝獲得的產(chǎn)品。
(2)退火的步驟在高溫爐850℃下退火2小時(shí)。
(3)酸洗的步驟酸洗至顯現(xiàn)取向硅鋼低倍組織即可。
權(quán)利要求
1.一種在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法，它包括以下步驟包括(1)根據(jù)所需繪制圖案，在經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件表面噴砂的步驟；(2)退火的步驟；(3)酸洗的步驟；上述經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件為經(jīng)脫碳退火的取向硅鋼工件，或經(jīng)脫碳退火后再經(jīng)高溫退火的取向硅鋼工件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)還包括噴砂后，在工件表面涂敷隔離劑的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于噴砂為用金剛砂或鐵砂噴砂，所述金剛砂或鐵砂的粒度在20-300目之間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)的退火溫度為750-1200℃。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于隔離劑涂層的厚度為0.1-0.5μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在取向硅鋼工件表面繪制圖案的物理方法，它包括以下步驟包括(1)根據(jù)所需繪制圖案，在經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件表面噴砂的步驟；(2)退火的步驟；(3)酸洗的步驟；上述經(jīng)退火處理的取向硅鋼工件為經(jīng)脫碳退火的取向硅鋼工件，或經(jīng)脫碳退火后再經(jīng)高溫退火的取向硅鋼工件。本發(fā)明方法基于二次再結(jié)晶晶粒與細(xì)晶大小的不同，晶粒大小和位向不同而形成所需圖案，可使圖案(如圖畫(huà)、圖像、文字等)在取向硅鋼工件表面上指定的位置顯現(xiàn)出來(lái)，而不會(huì)對(duì)取向硅鋼工件表面造成破壞，不會(huì)改變?nèi)∠蚬桎摴ぜ旧硇再|(zhì)。
文檔編號(hào)B24C1/00GK101085587SQ200710052600
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者王若平, 曾武, 王向欣, 許光, 周曉東, 王蓓 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司