一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，重量百分比化學(xué)成分為：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，其余為Fe及雜質(zhì)；保證了抗拉強(qiáng)度達(dá)到890/Mpa，斷后伸長(zhǎng)率達(dá)到18.20%，端面收縮率達(dá)到38%，屈服點(diǎn)延伸率延伸率達(dá)到45.4J，屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率達(dá)到880/Mpa，連接套筒的各項(xiàng)性能得到了大大的提高，同時(shí)內(nèi)外表面噴涂合金涂層，其抗磨損性能大大提高。
【專利說(shuō)明】一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家鋼鐵工業(yè)“十二五”規(guī)劃提出“加速淘汰335兆帕級(jí)螺紋鋼筋” “加強(qiáng)高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能的研究，開展600兆帕級(jí)及以上螺紋鋼筋產(chǎn)品研發(fā)”。特別強(qiáng)調(diào)加快600MPa級(jí)及以上鋼筋連接的研究。
[0003]到目前為止，600MPa級(jí)及以上鋼筋的連接套筒在市場(chǎng)上未出現(xiàn)批量生產(chǎn)與銷售，主要由于現(xiàn)在生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼筋的連接套筒的材料45號(hào)鋼，其抗拉強(qiáng)度只有610MPa，達(dá)不到高強(qiáng)鋼筋套筒設(shè)計(jì)原則強(qiáng)度的1.1倍即830Mpa。
[0004]同時(shí)，新出臺(tái)的JGJ163-2013標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋機(jī)械連接用套筒》規(guī)定了原材料的延伸率大于14%的要求，綜合上述所有的因素，必須設(shè)計(jì)一種成本較低(低于45號(hào)鋼管的價(jià)格)、高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度大于830MPa)、高塑性(延伸率大于14%)且高耐磨的筋連接套筒的加工方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，該方法制造出的抗磨損型鋼筋連接套筒制造成本低，具有高強(qiáng)度、高塑性及高耐磨性。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步驟:
步驟(I):選用45號(hào)圓鋼為原料，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.30-0.37%, Mn:0.70-1.00%, S1:0.60-0.90%, P:0.033-0.035%, S:0.032-0.035%, Cr:0.040-0.090%, Ni:0.60-0.90%,Mo:0.40-0.50%，其余為Fe及雜質(zhì)，將上述原料送入加熱爐加熱到1200-1280°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
本發(fā)明中45號(hào)圓鋼成分的選擇，保證了抗拉強(qiáng)度達(dá)到890/Mpa，斷后伸長(zhǎng)率達(dá)到18.20%，端面收縮率達(dá)到38%，屈服點(diǎn)延伸率延伸率達(dá)到45.4J，屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率達(dá)到880/Mpa，連接套筒的各項(xiàng)性能得到了大大的提高。
[0007]步驟(2):將加熱后的鋼管經(jīng)在線第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到580-600°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)6-8秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600-660°C回火，并進(jìn)行校直處理后，再通過(guò)第二冷卻工藝?yán)鋮s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(nèi)加熱到910-1010°C，并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；
將加熱后的鋼管在惰性氣體如N氣中冷卻，防止鋼管在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較多的氧化鐵皮，保證鋼管的外徑尺寸與光潔度的要求；
步驟(4):將上述鋼管通過(guò)自動(dòng)切斷機(jī)切斷成所需長(zhǎng)度，形成套筒坯料，將套筒坯料經(jīng)過(guò)擠壓量為5-10%的擠壓處理后再進(jìn)行6或12等份的等徑角擠壓成型，最后進(jìn)行拱絲工序，使其內(nèi)孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，形成套筒半成品；
通過(guò)5-10%等徑角擠壓的套筒，使套筒形成向內(nèi)擠壓應(yīng)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(qiáng)度到880MPa以上，滿足設(shè)計(jì)要求；
本發(fā)明在拱絲過(guò)程中采用抗銹潤(rùn)滑劑，有利于套筒內(nèi)壁的螺紋長(zhǎng)時(shí)間的防銹，同時(shí)也起到減輕絲錐和套筒內(nèi)壁磨擦應(yīng)力；
步驟(5):將套筒半成品放入中頻爐加熱到350-480°C后進(jìn)行淬火處理，淬火至600-680°C，保溫 16-20 秒，隨后空冷至 410_450°C ；
步驟(6):在所述套筒半成品內(nèi)外表面噴涂合金涂層并冷卻至室溫，噴涂厚度0.02-0.08mm ；
步驟(7):將冷卻后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整體硬度達(dá)到HRC30-48,獲得回火索氏體，隨后將套筒半成品在中頻爐中加熱至850-900°C，保溫5_10秒，隨后冷卻至室溫，即得到抗磨損型鋼筋連接套筒。
[0008]本發(fā)明的限定技術(shù)方案為:
進(jìn)一步的，前述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為 C:0.33%, Mn:0.87%, Si:0.77%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.72%, Ni:0.82%, Mo:0.44%，其余為Fe及雜質(zhì)。
[0009]前述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為 C:0.333%, Mn:0.875%, Si:0.772%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.725%, Ni:0.825%, Mo:0.443%，其余為Fe及雜質(zhì)。
[0010]前述的抗磨損型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:采用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至610-630°C ； 所述第二冷卻工序:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至210-230°C，最后空冷至室溫；
水冷與空冷的結(jié)合，使碳化物進(jìn)一步充分溶解，均勻擴(kuò)散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點(diǎn)蝕超標(biāo)，保證了材料的鐵素體含量在30%左右,可以進(jìn)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(lái)的腐蝕速率超標(biāo)和硬度超標(biāo)，鞏固了前面冶煉后熱處理工藝產(chǎn)生的技術(shù)效果。
[0011]前述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，所述合金涂層初始狀態(tài)下為粉末狀，其重量百分比成分為:N1:40-50%, Cr:25-30%, S1:2.1-4.9%、S:0.25-0.45%、C:3_6%、Fe:
11-15%，Mn:5-11%，復(fù)合稀土:1_4.2%，以上各組分之和為100%,
所述復(fù)合稀土按重量百分比包含以下組分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%，Sm =10-20%, Dy:5_12%，Pr: 15-25% ;以上各組分之和為100% ;合金涂層同時(shí)大大提高了軸承耐腐蝕、耐磨及耐高溫的能力，Cr賦予鎳在氧化條件下的抗蝕能力，以及高溫下的抗氧化、抗硫化的能力，；在鎳合金中同時(shí)加入Cr和C元素,能夠同時(shí)改善其在氧化性介質(zhì)和還原性介質(zhì)中的耐蝕性。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1 本實(shí)施例提供了一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步驟:
步驟(I):選用45號(hào)圓鋼為原料，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.33%，Mn:0.87%, S1:0.77%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.72%, N1:0.82%, Mo:0.44%，其余為 Fe 及雜質(zhì)，將上述原料送入加熱爐加熱到1200-1280°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
本發(fā)明中45號(hào)圓鋼成分的選擇，保證了抗拉強(qiáng)度達(dá)到890/Mpa，斷后伸長(zhǎng)率達(dá)到18.20%，端面收縮率達(dá)到38%，屈服點(diǎn)延伸率延伸率達(dá)到45.4J，屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率達(dá)到880/Mpa，連接套筒的各項(xiàng)性能得到了大大的提高。
[0013]步驟(2):將加熱后的鋼管經(jīng)在線第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到580-600°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)6-8秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600-660°C回火，并進(jìn)行校直處理后，再通過(guò)第二冷卻工藝?yán)鋮s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(nèi)加熱到910-1010°C，并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；
將加熱后的鋼管在惰性氣體如N氣中冷卻，防止鋼管在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較多的氧化鐵皮，保證鋼管的外徑尺寸與光潔度的要求；
步驟(4):將上述鋼管通過(guò)自動(dòng)切斷機(jī)切斷成所需長(zhǎng)度，形成套筒坯料，將套筒坯料經(jīng)過(guò)擠壓量為5-10%的擠壓處理后再進(jìn)行6或12等份的等徑角擠壓成型，最后進(jìn)行拱絲工序，使其內(nèi)孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，形成套筒半成品；
通過(guò)5-10%等徑角擠壓的套筒，使套筒形成向內(nèi)擠壓應(yīng)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(qiáng)度到880MPa以上，滿足設(shè)計(jì)要求；
本發(fā)明在拱絲過(guò)程中采用抗銹潤(rùn)滑劑，有利于套筒內(nèi)壁的螺紋長(zhǎng)時(shí)間的防銹，同時(shí)也起到減輕絲錐和套筒內(nèi)壁磨擦應(yīng)力；
步驟(5):將套筒半成品放入中頻爐加熱到350-480°C后進(jìn)行淬火處理，淬火至600-680°C，保溫 16-20 秒，隨后空冷至 410_450°C ；
步驟(6):在所述套筒半成品內(nèi)外表面噴涂合金涂層并冷卻至室溫，噴涂厚度0.02-0.08mm ;所述合金涂層初始狀態(tài)下為粉末狀，其重量百分比成分為:Ni =40-50%, Cr:25-30%、Si:2.1-4.9%、S:0.25-0.45%、C:3_6%、Fe: 11-15%，Mn:5_11%，復(fù)合稀土:1_4.2%,以上各組分之和為100% ；
所述復(fù)合稀土按重量百分比包含以下組分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%, Sm:10-20%, Dy:5_12%，Pr:15-25% ;以上各組分之和為 100%
步驟(7):將冷卻后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整體硬度達(dá)到HRC30-48,獲得回火索氏體，隨后將套筒半成品在中頻爐中加熱至850-900°C，保溫5_10秒，隨后冷卻至室溫，即得到抗磨損型鋼筋連接套筒。
[0014]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，包括如下具體步驟:
步驟(I):選用45號(hào)圓鋼為原料，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.333%，Mn:0.875%, S1:0.772%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.725%, N1:0.825%, Mo:0.443%，其余為Fe及雜質(zhì)，將上述原料送入加熱爐加熱到1200-1280°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
本發(fā)明中45號(hào)圓鋼成分的選擇，保證了抗拉強(qiáng)度達(dá)到890/Mpa，斷后伸長(zhǎng)率達(dá)到18.20%，端面收縮率達(dá)到38%，屈服點(diǎn)延伸率延伸率達(dá)到45.4J，屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率達(dá)到880/Mpa，連接套筒的各項(xiàng)性能得到了大大的提高。
[0015]步驟(2):將加熱后的鋼管經(jīng)在線第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到580-600°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)6-8秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600-660°C回火，并進(jìn)行校直處理后，再通過(guò)第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；所述第一冷卻工序:采用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至610-630°C ；
所述第二冷卻工序:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至210-230°C，最后空冷至室溫；
步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼管送入加熱爐內(nèi)加熱到910-1010°C，并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；
將加熱后的鋼管在惰性氣體如N氣中冷卻，防止鋼管在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較多的氧化鐵皮，保證鋼管的外徑尺寸與光潔度的要求；
步驟(4):將上述鋼管通過(guò)自動(dòng)切斷機(jī)切斷成所需長(zhǎng)度，形成套筒坯料，將套筒坯料經(jīng)過(guò)擠壓量為5-10%的擠壓處理后再進(jìn)行6或12等份的等徑角擠壓成型，最后進(jìn)行拱絲工序，使其內(nèi)孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，形成套筒半成品；
通過(guò)5-10%等徑角擠壓的套筒，使套筒形成向內(nèi)擠壓應(yīng)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(qiáng)度到880MPa以上，滿足設(shè)計(jì)要求；
本發(fā)明在拱絲過(guò)程中采用抗銹潤(rùn)滑劑，有利于套筒內(nèi)壁的螺紋長(zhǎng)時(shí)間的防銹，同時(shí)也起到減輕絲錐和套筒內(nèi)壁磨擦應(yīng)力；
步驟(5):將套筒半成品放入中頻爐加熱到350-480°C后進(jìn)行淬火處理，淬火至600-680°C，保溫 16-20 秒，隨后空冷至 410_450°C ；
步驟(6):在所述套筒半成品內(nèi)外表面噴涂合金涂層并冷卻至室溫，噴涂厚度
0.02-0.08mm ;所述合金涂層初始狀態(tài)下為粉末狀，其重量百分比成分為:Ni =40-50%, Cr:25-30%、Si:2.1-4.9%、S:0.25-0.45%、C:3_6%、Fe: 11-15%，Mn:5_11%，復(fù)合稀土:1_4.2%,以上各組分之和為100% ；
所述復(fù)合稀土按重量百分比包含以下組分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%, Sm:10-20%, Dy:5_12%，Pr: 15-25% ;以上各組分之和為 100%
步驟(7):將冷卻后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整體硬度達(dá)到HRC30-48,獲得回火索氏體，隨后將套筒半成品在中頻爐中加熱至850-900°C，保溫5_10秒，隨后冷卻至室溫，即得到抗磨損型鋼筋連接套筒。
[0016]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，其特征在于，包括如下具體步驟: 步驟(I):選用45號(hào)圓鋼為原料，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為:C:0.30-0.37%, Mn:0.70-1.00%, S1:0.60-0.90%, P:0.033-0.035%, S:0.032-0.035%, Cr:0.040-0.090%, Ni:0.60-0.90%,Mo:0.40-0.50%，其余為Fe及雜質(zhì)，將上述原料送入加熱爐加熱到1200-1280°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管； 步驟(2):將加熱后的鋼管經(jīng)在線第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到580-600°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)6-8秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600-660°C回火，并進(jìn)行校直處理后，再通過(guò)第二冷卻工藝?yán)鋮s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(nèi)加熱到910-1010°C，并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(guò)自動(dòng)切斷機(jī)切斷成所需長(zhǎng)度，形成套筒坯料，將套筒坯料經(jīng)過(guò)擠壓量為5-10%的擠壓處理后再進(jìn)行6或12等份的等徑角擠壓成型，最后進(jìn)行拱絲工序，使其內(nèi)孔帶有2.5或3mm齒距的75度角的螺紋，形成套筒半成品； 步驟(5):將套筒半成品放入中頻爐加熱到350-480°C后進(jìn)行淬火處理，淬火至600-680°C，保溫 16-20 秒，隨后空冷至 410_450°C ； 步驟(6):在所述套筒半成品內(nèi)外表面噴涂合金涂層并冷卻至室溫，噴涂厚度0.02-0.08mm ； 步驟(7):將冷卻后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整體硬度達(dá)到HRC30-48,獲得回火索氏體，隨后將套筒半成品在中頻爐中加熱至850-900°C，保溫5_10秒，隨后冷卻至室溫，即得到抗磨損型鋼筋連接套筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，其特征在于，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為 C:0.33%, Mn:0.87%, S1:0.77%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.72%, N1:0.82%, Mo:0.44%，其余為 Fe 及雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，其特征在于，所述45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)成分為 C:0.333%, Mn:0.875%, S1:0.772%, P:0.033%, S:0.032%,Cr:0.725%, Ni:0.825%, Mo:0.443%，其余為 Fe 及雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，其特征在于，步驟(2)中的冷卻工序具體為: 所述第一冷卻工序:采用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至610-630°C ； 所述第二冷卻工序:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼管水冷至210-230°C，最后空冷至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗磨損型鋼筋連接套筒的加工方法，其特征在于，所述合金涂層初始狀態(tài)下為粉末狀，其重量百分比成分為=Ni =40-50%, Cr:25-30%, S1:2.1-4.9%、S:.0.25-0.45%, C:3-6%, Fe:11-15%, Mn:5_11%，復(fù)合稀土:1_4.2%,以上各組分之和為 100%, 所述復(fù)合稀土按重量百分比包含以下組分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%, Sm:10-20%, Dy:5_12%，Pr:15-25% ;以上各組分之和為 100%。
【文檔編號(hào)】C22C38/44GK104372259SQ201410622559
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月8日
【發(fā)明者】姚圣法, 吳海洋 申請(qǐng)人:江蘇天舜金屬材料集團(tuán)有限公司