一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法
2023-06-10 05:02:01
一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法
【專利摘要】本發明公開了一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，選用45號圓鋼為原料，所述45號圓鋼的重量百分比化學成分為：C：0.38-0.43%，Cr：0.8-1.1%，Mn：0.75-1.0%，Mo：0.15-0.25%，Si：0.15-0.3%，S：<0.035%，P：<0.035%，N：<0.035%，餘量為Fe；本發明所設計的一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法大大提高了抗拉強度和延伸率，並且能夠保證鋼管的外徑尺寸與光潔度，減輕絲錐和套筒內壁磨擦應力。
【專利說明】一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法。
【背景技術】
[0002]國家鋼鐵工業「十二五」規劃提出「加速淘汰335兆帕級螺紋鋼筋」 「加強高強鋼筋和高強混凝土結構構件抗震性能的研究，開展600兆帕級及以上螺紋鋼筋產品研發」。特別強調加快600MPa級及以上鋼筋連接的研究。
[0003]到目前為止，600MPa級及以上鋼筋的連接套筒在市場上未出現批量生產與銷售，主要由於現在生產高強度鋼筋的連接套筒的材料45號鋼，其抗拉強度只有610MPa，達不到高強鋼筋套筒設計原則強度的1.1倍即830MPa;同時，新出臺的JGJ163-2013標準《鋼筋機械連接用套筒》規定了原材料的延伸率大於14%的要求，綜合上述所有的因素，必須有一種成本較低(低於45號鋼管的價格)、高強度(抗拉強度大於830MPa)、高塑性(延伸率大於14%)的套筒原材料來生產高強鋼筋的套筒。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種能夠大大提高了抗拉強度和延伸率，並且能夠保證鋼管的外徑尺寸與光潔度，減輕絲錐和套筒內壁磨擦應力的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法。
[0005]為了解決以上技術問題，本發明提供一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步驟:
步驟(1):選用45號圓鋼為原料，45號圓鋼`的重量百分比化學成分為:C:0.38-0.43%，Cr:0.8-1.1%，Mn:0.75-1.0%, Mo:0.15-0.25%, S1:0.15-0.3%, S:<0.035%, P:<0.035%, N:〈0.035%，餘量為Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1100-1180°C，並拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱後的鋼管經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到610-630°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到600-66(TC回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫；
步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼管送入加熱爐內加熱到810-910°C，並將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在惰性氣體中冷卻到室溫；
步驟(4):將上述鋼管通過自動切斷機切斷成所需長度，形成套筒坯料，將套筒坯料經過擠壓量為5-10%的擠壓處理後再進行6或12等份的等徑角擠壓成型，形成套筒半成品；步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進行拱絲工序，使其內孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，在拱絲工序中加入抗鏽潤滑劑；
步驟(6):最後將套筒外壁倒45度角後包裝入庫。
[0006]本發明進一步限定的技術方案是:
進一步的，前述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，45號圓鋼的重量百分比化學成分為 C:0.38%, Cr:1.1%，Mn:0.75%, Mo:0.25%, S1:0.21%, S:0.025%, P:0.03%, N:
0.025%，餘量為 Fe。
[0007]前述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，45號圓鋼的重量百分比化學成分為 C:0.43%, Cr:0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, S1:0.3%, S:0.013%, P:0.015%, N:
0.012%，餘量為 Fe。
[0008]前述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，步驟(2)中的冷卻工序具體為:
所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至610-630°C ；所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至320-350°C，然後空冷至250-280°C，再採用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至210-230°C，最後空冷至室溫。
[0009]前述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，步驟(3)中的惰性氣體為氮
氣。
[0010]本發明的有益效果是:
本發明以45號鋼為坯料，可提高鋼的韌性、彈性、耐磨性及抗擊性能，並使鋼質緊密，並且鋼中的釩非常穩定，不易被鹽酸、硫酸所分解，加入釩後的鋼淬透性好，可使鋼件整個截面獲得均勻一致的力學性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑，以減少變形和開裂；本發明中加入了鎳元素，可以提高剛的強度和韌性，提高鋼的淬透性，可以改變鋼的一些物理性能，並且提高鋼的抗腐蝕能力，從而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的氣團能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產生屈服平臺，使得需要外界提供較大的應力才能開動位錯；
本發明在一定的冷卻速度下冷卻有利於促進珠光體比例的生成，控制冷卻速率達到強度與塑性之間的有機配合，使得抗拉強度大於750MPa，延伸率大於16%以上；
本發明中將加熱後的鋼管在惰性氣體如N氣中冷卻，防止鋼管在冷卻過程中產生較多的氧化鐵皮，保證鋼管的外徑尺寸與光潔度的要求；
本發明回火後採用水冷與空冷結合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過回火後的冷卻控制，可以使碳化物進一步充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量在30%左右,可以進一步使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，鞏固了前面冶煉後熱處理工藝產生的技術效果。
[0011]本發明通過5-10%等徑角擠壓的套筒，使套筒形成向內擠壓應力，促使套筒加工硬化，在略微損失延性的條件下，大幅提高抗拉強度到850MPa以上，滿足600MPa級套筒的設計要求；
本發明在拱絲過程中採用抗鏽潤滑劑，有利於套筒內壁的螺紋長時間的防鏽，同時也起到減輕絲錐和套筒內壁磨擦應力。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
本實施例提供的一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步驟:
步驟(1):選用45號圓鋼為原料，45號圓鋼的重量百分比化學成分為C:0.38%，Cr:
1.l%，Mn:0.75%, Mo:0.25%, S1:0.21%, S:0.025%, P:0.03%，N:0.025%，餘量為 Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1100°C，並拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱後的鋼管經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到610°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到600°C回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫，具體冷卻工藝為:所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至610°C ；
所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至320°C，然後空冷至250°C，再採用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至210°C，最後空冷至室溫；
步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼管送入加熱爐內加熱到810°C，並將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在氮氣中冷卻到室溫；
步驟(4):將上述鋼管通過自動切斷機切斷成所需長度，形成套筒坯料，將套筒坯料經過5-10%的擠壓量後進行6或12等份的等徑角擠壓成型，形成套筒半成品；
步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進行拱絲工序，使其內孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，在拱絲工序中加入抗鏽潤滑劑；
步驟(6):最後將套筒外壁倒45度角後包裝入庫。
[0013]實施例2
本實施例提供的一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步
驟:
步驟(1):選用45號圓鋼為原料，45號圓鋼的重量百分比化學成分為C:0.43%，Cr:
0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, S1:0.3%, S:0.013%, P:0.015%, N:0.012%，餘量為 Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1180°C，並拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱後的鋼管經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到630°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到660°C回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫，冷卻工序具體為:所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至630°C ；
所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至350°C，然後空冷至280°C，再採用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至230°C，最後空冷至室溫；
步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼管送入加熱爐內加熱到910°C，並將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在氮氣中冷卻到室溫；
步驟(4):將上述鋼管通過自動切斷機切斷成所需長度，形成套筒坯料，將套筒坯料經過擠壓量為5-10%的擠壓處理後再進行6或12等份的等徑角擠壓成型，形成套筒半成品；步驟(5):將步驟(4)中的套 筒半成品進行拱絲工序，使其內孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，在拱絲工序中加入抗鏽潤滑劑；
步驟(6):最後將套筒外壁倒45度角後包裝入庫。
[0014]實施例3本實施例提供的一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步
驟:
步驟(1):選用45號圓鋼為原料，45號圓鋼的重量百分比化學成分為:C:0.41%，Cr:
0.8%, Mn:1.0%, Mo:0.15%, S1:0.15%, S:0.015%, P:0.025%，N:0.015%，餘量為 Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1150°C，並拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱後的鋼管經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到620°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到640°C回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫，冷卻工序具體為:所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至620°C ；
所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至330°C，然後空冷至260°C，再採用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至220°C，最後空冷至室溫； 步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼管送入加熱爐內加熱到880°C，並將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在氮氣中冷卻到室溫；
步驟(4):將上述鋼管通過自動切斷機切斷成所需長度，形成套筒坯料，將套筒坯料經過擠壓量為5-10%的擠壓處理後再進行6或12等份的等徑角擠壓成型，形成套筒半成品；步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進行拱絲工序，使其內孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，在拱絲工序中加入抗鏽潤滑劑；
步驟(6):最後將套筒外壁倒45度角後包裝入庫。
[0015]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，其特徵在於，包括如下具體步驟: 步驟(1):選用45號圓鋼為原料，所述45號圓鋼的重量百分比化學成分為:C:0.38-0.43%, Cr:0.8-1.1%，Mn:0.75-1.0%, Mo:0.15-0.25%, S1:0.15-0.3%, S:<0.035%, P:〈0.035%, N:<0.035%，餘量為Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1100-1180°C，並拉拔為所需尺寸的鋼管； 步驟(2):將步驟(1)中加熱後的鋼管經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到610-630°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到600-66(TC回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫； 步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼管送入加熱爐內加熱到810-910°C，並將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在惰性氣體中冷卻到室溫； 步驟(4):將上述鋼管通過自動切斷機切斷成所需長度，形成套筒坯料，將套筒坯料經過擠壓量為5-10%的擠壓處理後再進行6或12等份的等徑角擠壓成型，形成套筒半成品； 步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進行拱絲工序，使其內孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，在拱絲工序中加入抗鏽潤滑劑； 步驟(6):最後將套筒外壁倒45度角後包裝入庫。
2.根據權利要求1所述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，其特徵在於，所述45號圓鋼的重量百分比化學成分為C:0.38%，Cr:1.1%，Mn:0.75%，Mo:0.25%，Si:0.21%, S:0.025%, P:0.03%, N: 0.025%，餘量為 Fe。
3.根據權利要求1所述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，其特徵在於，所述45號圓鋼的重量百分比化學成分為C:0.43%, Cr:0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, S1:0.3%,S:0.013%, P:0.015%, N:0.012%，餘量為 Fe。
4.根據權利要求1所述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，其特徵在於，步驟(2)中的冷卻工序具體為: 所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至610-630°C ； 所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至320-350°C，然後空冷至250-280°C，再採用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至210-230°C，最後空冷至室溫。
5.根據權利要求1所述的600MPa級以上高強鋼筋連接套筒的加工方法，其特徵在於，所述步驟(3)中的惰性氣體為氮氣。
【文檔編號】C21D1/84GK103643124SQ201310584286
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】姚聖法, 吳海洋 申請人:江蘇天舜金屬材料集團有限公司