專利名稱:稀土低合金鑄鋼節(jié)點的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及到一種網(wǎng)架結構中的節(jié)點,尤其是涉及到網(wǎng)架結構中節(jié)點。
背景技術:
據(jù)報道,鋼構建筑是21世紀新型節(jié)能環(huán)保建筑的典范,發(fā)達國家早在八、九十年代即大量興建,它不但能滿足單體建筑造型新穎獨特、大跨度、重量輕、抗震性能好的要求,而且構件在工廠制作,減少現(xiàn)場工作量,尺寸精度高,建設周期短,現(xiàn)場安裝施工方便,在若干年后,可回收利用,同時建造和拆除時污染少。
節(jié)點是鋼架結構中的一個重要結構構件,它起著連接交叉桿件、傳遞桿件內(nèi)力的作用,同時也是網(wǎng)架與屋面、天棚、管道、懸掛設備等連接之點,起著傳遞和托掛荷載的作用,因此,節(jié)點的結構對整個網(wǎng)架的受力性能、制作安裝、工程進度、用鋼量指標以及工程造價都有直接影響。目前,鋼架結構的節(jié)點普遍采用Q235、Q345或普通低合金鋼厚板組焊而成,采用這種節(jié)點存在現(xiàn)場制作工作量大,材料利用率不高、焊接結構復雜、變形量難以預測、焊接殘余應力無法消除、焊接難度大等缺點。
技術內(nèi)容大型鋼結構建筑鑄鋼節(jié)點、支座產(chǎn)品以及高層鋼構建筑柱墻節(jié)點等產(chǎn)品,屬鋼構建筑中的重要焊接結構件。本發(fā)明采用優(yōu)質低合金鋼一次澆鑄成型,化學成份設計合理,通過一定的熱處理工藝來保證其良好的機械性能抗拉強度δb≥450MPa,屈服強度δ5≥250MPa,延伸率≥24%;同時具有較好的焊接性能及結構件外形美觀、精致等特性。所以在生產(chǎn)過程中,在某些工序將采用有別于一般機械類鑄鋼構件的工藝手段,來滿足其綜合性能和形體造型的要求。
本發(fā)明的目的在于克服了上述現(xiàn)有技術中存在的不足,提供一種節(jié)點的工藝配方,一次澆注成形,并可根據(jù)設計要求,設計出多種形狀的節(jié)點,采用電弧爐熔煉,同時加入稀土元素,增加鑄鋼節(jié)點的強度和剛度。該鑄鋼節(jié)點的空間角度一致性能好,可保證空間連接件安裝精度的要求,便于現(xiàn)場施工安裝。
具體實施例方式本發(fā)明所述稀土低合金鑄鋼節(jié)點,該節(jié)點的主要成份為(按重量百分比計)Ni≤0.03、Mo≤0.15、Cr≤0.30、S≤0.015、P≤0.02、Mn=1.10∽1.80、Si=0.20∽0.50、C=0.06∽0.23、余量為Fe,其特征在于其中稀土鈰的含量為0.20∽0.35。
該稀土低合金鑄造節(jié)點的生產(chǎn)工藝包括以下工藝步驟1.爐料配備及金屬液的冶煉在金屬爐料的配備方面,由于產(chǎn)品的化學成份和綜合機械性能等方面的要求均系具有良好的焊接性能的優(yōu)質合金鋼范疇,特別是要求Cr、Ni、Cu、Mo、V等殘余元素總量不超過1%,所以爐料的配備主要的碳素鋼的鋼錠切頭或邊角料為主要爐料;輔以低P、S含量的鐵合金及輔料進行熔煉,以保證其材質化學成份合格。
金屬液的冶煉方面,根據(jù)相關的DIN德國標準,JIS日本標準以及ANSI/ASTM美國標準的有關闡述均采用電弧爐堿性氧化法熔煉工藝,本發(fā)明的冶煉工藝能滿足產(chǎn)品材質的冶煉要求,整個冶煉過程由熔化期、氧化期、還原期、出鋼鎮(zhèn)靜等四個工步組成。
在冶煉過程中打破傳統(tǒng)工藝,采用先進的熔氧結合工藝,在熔化期提前進行吹氧,并將吹氧過程一直持續(xù)到氧化期終了,即將熔化與氧化結合為一個連續(xù)的過程,此工藝與傳統(tǒng)工藝相比,大大地降低了鋼液中的氫的含量,避免了因鋼液含氫而造成產(chǎn)品氣孔缺陷。同時在熔氧期采用脫磷劑造渣,通過吹氧,獲得脫磷效果較好的較高堿度和較高氧化鐵含量的爐渣。在氧化期終了時有目的地將鋼液中P的含量控制在0.005以下。再者,在熔化期提前吹氧,有足夠的時間通過吹氧法進行脫碳,使氧化期終了時,鋼液的碳含量達到痕跡值。同時由于連續(xù)的吹氧操作,可以在氧化末期獲得較高的鋼液溫度,為鋼液進入還原期打下良好的基礎。
熔煉過程中還原期的主要任務是有效地脫氧、脫硫,并調整好鋼液的化學成份和鋼液溫度,使之達到出鋼的要求。主要操作是通過渣況的改變,進行有效地脫硫、脫氧過程,造渣操作程序為白渣--電石渣--白渣。由于在氧化末期已獲得了較高的鋼液溫度,首次白渣可創(chuàng)造良好的脫硫條件,將鋼液的S含量控制在痕跡值范圍,即S≤0.015%。電石渣的操作,主要目的是有利于鋼液的脫氧,配合鐵合金的加入,將鋼液中含氧量大幅度降低。最后還原成白渣,并及時調整其化學成份達到規(guī)定要求。
出鋼時,在底注式盛鋼桶中加入0.20∽0.35重稀土鈰對鋼水進行孕育,以利于細化鋼的晶粒,為產(chǎn)品的熱處理工藝打好基礎。
2.造型工藝由于鋼構建筑用鑄鋼構件的立體形狀復雜,產(chǎn)品的制作多采用砂型鑄造工藝來完成。根據(jù)它對形狀、尺寸精度以及表面粗糙度的要求,一般選用水玻璃-CO2硬化型砂造型,針對一般盲孔、桿件相貫點特別采用自硬樹脂砂和鑄造用鉻礦砂作原砂。在造型工藝方面,著重考慮的是澆注系統(tǒng)的設計、設置和材料的選用。澆注系統(tǒng)的設計,根據(jù)產(chǎn)品的結構形式和壁厚、重量等因素,考慮產(chǎn)品的出品率為50-65%之間,冒口均采用保溫冒口或發(fā)熱冒口,以保證澆注系統(tǒng)有足夠的補縮能力,保證產(chǎn)品無縮孔、縮松等鑄造缺陷。另外,所有的澆道及澆口杯均采用成型澆道磚鋪設,減少鋼液在注入型腔時所形成的夾雜和沖砂,保證產(chǎn)品內(nèi)在質量無夾雜和夾砂現(xiàn)象。
3.澆注工藝鋼液冶煉還原期結束,所有的化學成份均符合標準要求后,對鋼液進行終脫氧。同時在紅熱的盛鋼桶中加入稀土出鋼。出鋼操作強調鋼渣同流以進一步達到脫硫效果。
鋼液在盛鋼桶內(nèi)得到了稀土孕育,同時鎮(zhèn)靜5秒以上時間以利鋼液中雜質的上浮凈化,保證鋼液的純凈和成份均勻。利用底注式鋼包澆注,保證了鋼渣不隨鋼液流入型腔,使產(chǎn)品毛坯無夾渣現(xiàn)象。同時減少了鋼液的吸氣時間,保證產(chǎn)品成形過程中元氣孔缺陷產(chǎn)生。
4.熱處理工藝鋼構建筑用鑄鋼產(chǎn)品,要求具有良好的綜合性能,同時要求其無內(nèi)在應力存在,所以有必要對其進行熱處理。主要采用的熱處理方法的正火+回火、淬火+回火(調度處理)兩種熱處理方式。在熱處理操作中,關鍵是控制產(chǎn)品的冷卻速度。一般針對較大件的熱處理,必要時采用強風冷卻,以達到所需的冷卻速度,保證材質在相變過程中得到細化的晶粒,然后通過高溫回火達到產(chǎn)品所需的綜合性能。
權利要求
1.一種稀土低合金鑄鋼節(jié)點,該節(jié)點的成份為(按重量百分比計)Ni≤0.03、Mo≤0.15、Cr≤0.30、S≤0.015、P≤0.02、Mn=1.10∽1.80、Si=0.20∽0.50、C=0.06∽0.23,余量為Fe,其特征在于其中稀土鈰的含量為0.20∽0.35。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種網(wǎng)架結構中的節(jié)點,尤其是涉及到網(wǎng)架結構中節(jié)點的生產(chǎn)工藝配方,一次澆注成形,同時在鑄造過程中加入0.20~0.35稀土元素鈰,增加鑄造節(jié)點的強度和剛度。該鑄鋼節(jié)點的空間角度一致性能好,既可保證空間鋼架結構的精度要求,又便于現(xiàn)場施工安裝。
文檔編號C22C38/04GK1441134SQ0311282
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月9日 優(yōu)先權日2003年2月9日
發(fā)明者傅德生 申請人:江蘇永益鑄管股份有限公司