一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法，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：0.38-0.43%，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%，余量為Fe；本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法大大提高了抗拉強(qiáng)度和延伸率，并且能夠保證鋼管的外徑尺寸與光潔度，減輕絲錐和套筒內(nèi)壁磨擦應(yīng)力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(kāi)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(xiāo)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;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，必須有一種成本較低(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%)的套筒原材料來(lái)生產(chǎn)高強(qiáng)鋼筋的套筒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠大大提高了抗拉強(qiáng)度和延伸率，并且能夠保證鋼管的外徑尺寸與光潔度，減輕絲錐和套筒內(nèi)壁磨擦應(yīng)力的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法。
[0005]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(hào)圓鋼為原料，45號(hào)圓鋼`的重量百分比化學(xué)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%，余量為Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1100-1180°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱后的鋼管經(jīng)在線(xiàn)第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到610-630°C,然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)11-13秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600-66(TC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810-910°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，形成套筒半成品；步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進(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，在拱絲工序中加入抗銹潤(rùn)滑劑；
步驟(6):最后將套筒外壁倒45度角后包裝入庫(kù)。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
進(jìn)一步的，前述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法，45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)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%，余量為 Fe。
[0007]前述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法，45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)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%，余量為 Fe。
[0008]前述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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的冷卻速率將鋼筋水冷至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的冷卻速率將鋼筋水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至210-230°C，最后空冷至室溫。
[0009]前述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明以45號(hào)鋼為坯料，可提高鋼的韌性、彈性、耐磨性及抗擊性能，并使鋼質(zhì)緊密，并且鋼中的釩非常穩(wěn)定，不易被鹽酸、硫酸所分解，加入釩后的鋼淬透性好，可使鋼件整個(gè)截面獲得均勻一致的力學(xué)性能以及可選用鋼件淬火應(yīng)力小的淬火劑，以減少變形和開(kāi)裂；本發(fā)明中加入了鎳元素，可以提高剛的強(qiáng)度和韌性，提高鋼的淬透性，可以改變鋼的一些物理性能，并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(tuán)能與位錯(cuò)形成強(qiáng)烈的相互作用，釘扎位錯(cuò)，產(chǎn)生屈服平臺(tái)，使得需要外界提供較大的應(yīng)力才能開(kāi)動(dòng)位錯(cuò)；
本發(fā)明在一定的冷卻速度下冷卻有利于促進(jìn)珠光體比例的生成，控制冷卻速率達(dá)到強(qiáng)度與塑性之間的有機(jī)配合，使得抗拉強(qiáng)度大于750MPa，延伸率大于16%以上；
本發(fā)明中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；
本發(fā)明回火后采用水冷與空冷結(jié)合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過(guò)回火后的冷卻控制，可以使碳化物進(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]本發(fā)明通過(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850MPa以上，滿(mǎn)足600MPa級(jí)套筒的設(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。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(hào)圓鋼為原料，45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)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%，余量為 Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1100°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱后的鋼管經(jīng)在線(xiàn)第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到610°C,然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)11-13秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600°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，具體冷卻工藝為:所述第一冷卻工序:采用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至610°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的冷卻速率將鋼筋水冷至320°C，然后空冷至250°C，再采用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至210°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810°C，并將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在氮?dú)庵欣鋮s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)5-10%的擠壓量后進(jìn)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(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，在拱絲工序中加入抗銹潤(rùn)滑劑；
步驟(6):最后將套筒外壁倒45度角后包裝入庫(kù)。
[0013]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(hào)圓鋼為原料，45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)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%，余量為 Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1180°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱后的鋼管經(jīng)在線(xiàn)第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到630°C,然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)11-13秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到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，冷卻工序具體為:所述第一冷卻工序:采用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至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的冷卻速率將鋼筋水冷至350°C，然后空冷至280°C，再采用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至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°C，并將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在氮?dú)庵欣鋮s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，形成套筒半成品；步驟(5):將步驟(4)中的套 筒半成品進(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，在拱絲工序中加入抗銹潤(rùn)滑劑；
步驟(6):最后將套筒外壁倒45度角后包裝入庫(kù)。
[0014]實(shí)施例3本實(shí)施例提供的一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(hào)圓鋼為原料，45號(hào)圓鋼的重量百分比化學(xué)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%，余量為 Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1150°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管；
步驟(2):將步驟(1)中加熱后的鋼管經(jīng)在線(xiàn)第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到620°C,然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)11-13秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到640°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，冷卻工序具體為:所述第一冷卻工序:采用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至620°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的冷卻速率將鋼筋水冷至330°C，然后空冷至260°C，再采用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至220°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880°C，并將加熱好的鋼管以每秒1_3°C的冷卻速度在氮?dú)庵欣鋮s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，形成套筒半成品；步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進(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，在拱絲工序中加入抗銹潤(rùn)滑劑；
步驟(6):最后將套筒外壁倒45度角后包裝入庫(kù)。
[0015]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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(1):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:0.38-0.43%, 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%，余量為Fe，將上述原料送入加熱爐加熱到1100-1180°C，并拉拔為所需尺寸的鋼管； 步驟(2):將步驟(1)中加熱后的鋼管經(jīng)在線(xiàn)第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到610-630°C,然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進(jìn)行為時(shí)11-13秒鐘淬火,然后經(jīng)過(guò)回火加熱爐加熱到600-66(TC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810-910°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，形成套筒半成品； 步驟(5):將步驟(4)中的套筒半成品進(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，在拱絲工序中加入抗銹潤(rùn)滑劑； 步驟(6):最后將套筒外壁倒45度角后包裝入庫(kù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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:0.38%，Cr:1.1%，Mn:0.75%，Mo:0.25%，Si:0.21%, S:0.025%, P:0.03%, N: 0.025%，余量為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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:0.43%, Cr:0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, S1:0.3%,S:0.013%, P:0.015%, N:0.012%，余量為 Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)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的冷卻速率將鋼筋水冷至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的冷卻速率將鋼筋水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至210-230°C，最后空冷至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的600MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼筋連接套筒的加工方法，其特征在于，所述步驟(3)中的惰性氣體為氮?dú)狻?br> 【文檔編號(hào)】C21D1/84GK103643124SQ201310584286
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20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