專利名稱：一種高強(qiáng)度輕型中空錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種隧道工程材料，更具體的說，本實(shí)用新型主要涉及ー種高強(qiáng)度輕型中空錨桿及其加工方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是目前日益普及的高架鉄路，其基礎(chǔ)エ程的驗(yàn)收要求也越來越高，因此對(duì)各類工程材料的質(zhì)量也提出了更高的要求，我國(guó)現(xiàn)行的鐵路標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)中空鋪桿的抗拉能力和延伸率等力學(xué)性能都提出了較聞的要求，如鐵路標(biāo)準(zhǔn)中舉例的中空錨桿采用7毫米的壁厚，3. 14公斤每米，如按照現(xiàn)有的錨桿熱軋式的生產(chǎn)方式，要滿足鐵路標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)度要求，則只能通過加大鋼材的用量來實(shí)現(xiàn)，即采用較厚的鋼管作為熱軋?jiān)牧?，此種方式生產(chǎn)的錨桿雖然滿足了鐵路標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的力學(xué)性能，卻因增 加了中空錨桿的壁厚而導(dǎo)致其內(nèi)部空間較小，影響了其使用性能，使得由中空錨桿內(nèi)部注漿變的困難，注漿壓カ衰減損失巨大，同時(shí)為保證中空錨桿強(qiáng)度而一味的増加其壁厚，也造成的大量鋼材的浪費(fèi)，因此有必要針對(duì)前述缺陷對(duì)中空錨桿的生產(chǎn)技術(shù)做進(jìn)ー步的改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的之一在于解決上述不足，提供ー種強(qiáng)度更高，且可減少生產(chǎn)鋼材用量的一種高強(qiáng)度輕型中空錨桿及其加工方法。為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案本實(shí)用新型一方面提供了一種高強(qiáng)度輕型中空錨桿，包括呈中空的錨桿本體，錨桿本體的外表面上設(shè)置有連續(xù)或不連續(xù)的螺紋，所述的錨桿本體的壁厚為3至6. 9毫米，所述的錨桿本體的金屬材質(zhì)平均金屬晶粒組織度為國(guó)際金屬材質(zhì)金屬晶粒組織標(biāo)準(zhǔn)中的6至10級(jí)。進(jìn)ー步的技術(shù)方案是所述的錨桿本體的壁厚為3. 5至4. 5毫米。更進(jìn)一歩的技術(shù)方案是所述的錨桿本體橫截面的最小直徑與最大直徑的比例為I I. 3 I. 7。再進(jìn)ー步的技術(shù)方案是所述的錨桿本體為由一端向另一端直線延伸的任意長(zhǎng)度。本實(shí)用新型另ー方面提供了ー種上述的高強(qiáng)度輕型中空錨桿的加工方法，其特征在于所述的方法按照如下步驟操作步驟一、采用加熱裝置將原材料加熱后，通過溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)出加熱后原材料的溫度并反饋至加熱裝置中；步驟ニ、當(dāng)原材料的溫度達(dá)到800至1000攝氏度后，采用控制軋制裝置對(duì)原材料表面進(jìn)行軋制加工，加工完成后即得到半成品；步驟三、采用熱處理裝置半成品進(jìn)行最終冷卻處理，完成后即得到高強(qiáng)度輕型中空錨桿成品。[0013]進(jìn)ー步的技術(shù)方案是所述按照步驟ニ的操作得到半成品后，通過溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)出半成品的實(shí)際溫度，并反饋至控制軋制裝置中，如實(shí)際溫度超出700至850攝氏度的區(qū)間值范圍內(nèi)，則調(diào)整控制軋制裝置的軋制形變速度和冷卻水壓及水量，再重復(fù)步驟ニ。更進(jìn)一歩的技術(shù)方案是所述按照步驟三的操作得到高強(qiáng)度輕型中空錨桿成品后，通過溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)出高強(qiáng)度輕型中空錨桿成品的實(shí)際溫度，并反饋至熱處理裝置中，如實(shí)際溫度超出400至500攝氏度的區(qū)間值范圍內(nèi)，則調(diào)整熱處理裝置的冷卻水壓和水量，再重復(fù)步驟三。更進(jìn)一歩的技術(shù)方案是所述的步驟一至步驟三在同一條生產(chǎn)線上一次性完成。更進(jìn)一歩的技術(shù)方案是所述的加熱裝置是超音頻感應(yīng)加熱器。更進(jìn)一歩的技術(shù)方案是根據(jù)權(quán)利要求5至7任一所述的高強(qiáng)度輕型中空錨桿的加エ方法，其特征在于所述的原材料是無縫鋼管，所述的無縫鋼管的規(guī)格為25*4。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果之一是通過控制軋制的方式改善了錨桿本體的材質(zhì)平均金屬晶粒組織，使其與同種或同類金屬按照現(xiàn)有方式生產(chǎn)的同一規(guī)格的中空錨桿相比，其力學(xué)性能提高了 25%至35%，因此本實(shí)用新型達(dá)到與現(xiàn)有符合鐵路標(biāo)準(zhǔn)的中空錨桿相同的力學(xué)強(qiáng)度，可節(jié)約鋼材用量的25%至35%，即采用其他規(guī)格的無縫鋼管作為原材料，在滿足鉄路標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中空錨桿力學(xué)性能要求的前提下降低了材料壁厚，同時(shí)增大了中空錨桿的孔徑，有利于其在實(shí)際使用中進(jìn)行注漿，還解決了錨桿的高力學(xué)性能與使用性能之間的矛盾，節(jié)約了工程的造價(jià)。

圖I為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的A-A剖視圖；圖3為本實(shí)用新型另ー種實(shí)施例的エ藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步闡述。如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型的一種實(shí)施例是要說明一種高強(qiáng)度輕型中空錨桿，包括呈中空的錨桿本體1，錨桿本體I的外表面上設(shè)置有連續(xù)或不連續(xù)的螺紋，所述的錨桿本體I的壁厚為3至6. 9毫米，所述的錨桿本體I的金屬材質(zhì)平均晶粒組織度為國(guó)際金屬材質(zhì)晶粒組織標(biāo)準(zhǔn)中的6至10級(jí)，錨桿本體I的金屬材質(zhì)平均晶粒組織采用控制軋制、溫度反饋的形式進(jìn)行生產(chǎn)，本實(shí)用新型的發(fā)明人經(jīng)過試驗(yàn)，認(rèn)為當(dāng)錨桿本體的金屬材質(zhì)平均晶粒組織為6至10級(jí)時(shí)，錨桿的韌性和力學(xué)強(qiáng)度較好，因此其在壁厚較薄的情形下也能保持良好的材質(zhì)，因此，控制軋制的生產(chǎn)エ藝是使錨桿具有更為優(yōu)秀的力學(xué)強(qiáng)度的關(guān)鍵。需要說明的是，錨桿本體的螺紋僅僅為方便其進(jìn)入矛頭或巖層孔中，不是其抗拉支護(hù)等功能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，因此即便錨桿本體I外表面的螺紋是不連續(xù)的，本實(shí)用新型也是可實(shí)施的。在按照上述的控制軋制生產(chǎn)出的錨桿本體1，使之呈現(xiàn)上述的金屬材質(zhì)平均晶粒組織后，同時(shí)為保證本實(shí)用新型的輕質(zhì)量，在前述所提到的錨桿本體I的壁厚最好設(shè)置為
3.5至4. 5毫米，即可在實(shí)際使用中保持較好的力學(xué)強(qiáng)度。同理為，如需根據(jù)不同的使用場(chǎng)地，需要生產(chǎn)比上述錨桿本體I壁厚更厚的錨桿時(shí)，可將錨桿本體I的橫截面的最小直徑與最大直徑之間的比例設(shè)置為I : 3 I. 7，具體可根據(jù)不同的力學(xué)強(qiáng)度需求，可將錨桿本體I的橫截面最大直徑在上述比例范圍中任意選擇。上述所提到的錨桿本體I為由一端向另一端直線延伸的任意長(zhǎng)度，確切的說，本實(shí)用新型此種實(shí)施例所說明的錨桿本體I呈直線狀態(tài)，且其具體的長(zhǎng)度可根據(jù)施工場(chǎng)所的具體情況進(jìn)行確定，目前可以確定的是，錨桿本體I可設(shè)置為任意長(zhǎng)度，且在實(shí)際使用中其力學(xué)強(qiáng)度及抗拉性能基本不會(huì)受到影響。本實(shí)用新型的另ー種實(shí)施方式是要提供和說明ー種用于生產(chǎn)本實(shí)用新型上述實(shí)施例中所描述的高強(qiáng)度輕型中空錨桿的加工方法，所述的方法按照如下步驟操作步驟一、采用加熱裝置將原材料加熱后，通過溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)出加熱后原材料的溫度并反饋至加熱裝置中；遵從控制軋制的方式，先期加熱反饋的目的為掌握錨桿原材料的溫度上升速度，避免因溫度過快或過慢上升而影響后期的軋制效果。 步驟ニ、當(dāng)原材料的溫度達(dá)到800至1000攝氏度后，采用控制軋制裝置對(duì)原材料表面進(jìn)行軋制加工，加工完成后即得到半成品；參考如圖3所示，在按照該步驟得到半成品后，通過溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)出半成品的實(shí)際溫度，并反饋至控制軋制裝置中，如實(shí)際溫度超出700至850攝氏度的區(qū)間值范圍內(nèi)，則調(diào)整控制軋制裝置的軋制形變速度和冷卻水壓及水量，再重復(fù)步驟ニ，前述操作方式為進(jìn)行控制軋制技術(shù)生產(chǎn)的關(guān)鍵，通過不斷的溫度檢測(cè)反饋對(duì)軋制設(shè)備的各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使錨桿本體I的金屬材質(zhì)平均晶粒組織在進(jìn)行材質(zhì)檢測(cè)時(shí)所呈現(xiàn)出的效果較好，且力學(xué)強(qiáng)度較佳。按照如上步驟ニ的操作，繼續(xù)進(jìn)行步驟三、采用熱處理裝置半成品進(jìn)行最終冷卻處理，完成后即得到高強(qiáng)度輕型中空錨桿成品。繼續(xù)參考圖3所示，與步驟ニ大致相同，按照控制軋制的生產(chǎn)加工方式，在本步驟結(jié)束并得到高強(qiáng)度輕型中空錨桿成品后，通過溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)出高強(qiáng)度輕型中空錨桿成品的實(shí)際溫度，并反饋至熱處理裝置中，如實(shí)際溫度超出400至500攝氏度的區(qū)間值范圍內(nèi)，則調(diào)整熱處理裝置的冷卻水壓和水量，再重復(fù)步驟三。這里同樣通過溫度感應(yīng)裝置的反饋，調(diào)整熱處理裝置的各種冷卻參數(shù)，提升錨桿的金屬材質(zhì)平均晶粒組織度。還需要說明的是，前述所提到的本實(shí)用新型中所采用的熱處理裝置為水冷卻裝置?？紤]到本實(shí)施方式中所描述的ー種高強(qiáng)度輕型中空錨桿的加工方法中的步驟之間相間隔的時(shí)間很短，甚至可以說三個(gè)步驟是在毫無間隔時(shí)間的情形下一次性完成的，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可將上述所提到的加熱裝置、控制軋制裝置、熱處理裝置以及多個(gè)溫度感應(yīng)裝置全部設(shè)置安裝在同一條生產(chǎn)線上，并通過PLC電氣控制箱或計(jì)算機(jī)等類似的控制設(shè)備對(duì)整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行整體控制，使得上述三個(gè)步驟在同一條生產(chǎn)線上一次性完成，并采用控制設(shè)備整體把控錨桿由原材料到成品的整個(gè)過程，進(jìn)ー步提升錨桿成品的金屬材質(zhì)平均晶粒組織度。本實(shí)用新型的發(fā)明人認(rèn)為，此種實(shí)施方式的可以作為本實(shí)用新型比較優(yōu)選的實(shí)施例之一。同時(shí)為保證本實(shí)用新型此種實(shí)施例的步驟一中的加熱エ序能獲得更好的技術(shù)效果，在步驟一中所提到的加熱裝置，發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為比較優(yōu)選的是超音頻感應(yīng)加熱器，采用此種加熱裝置可増加對(duì)錨桿原材料加熱時(shí)的可控性。而前述所提到的原材料則最好采用無縫鋼管，本實(shí)用新型的發(fā)明人參考現(xiàn)有技術(shù)中通用錨桿的截面大小，認(rèn)為比較優(yōu)選的無縫鋼管的規(guī)格是25*4，但需要說明的是，無縫鋼管僅僅為本實(shí)用新型優(yōu)選的控制軋制原材料，本實(shí)用新型還可用于對(duì)其他類型鋼管的控制軋制加工，并通過適當(dāng)?shù)姆答佌{(diào)制，也可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述的技術(shù)效果。還需要進(jìn)行說明的是，在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另ー個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少ー個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)ー步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述ー個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。盡管這里參照本實(shí)用新型的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的?！?br> 權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度輕型中空錨桿，包括呈中空的錨桿本體(I)，錨桿本體(I)的外表面上設(shè)置有連續(xù)或不連續(xù)的螺紋，其特征在于所述的錨桿本體(I)的壁厚為3至6. 9毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度輕型中空錨桿，其特征在于所述的錨桿本體(I)的壁厚為3. 5至4. 5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度輕型中空錨桿，其特征在于所述的錨桿本體(I)橫截面的最小直徑與最大直徑的比例為I : I. 3 I. 7。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度輕型中空錨桿，其特征在于所述的錨桿本體(I)為由一端向另一端直線延伸的任意長(zhǎng)度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高強(qiáng)度輕型中空錨桿及其加工方法，包括呈中空的錨桿本體，錨桿本體的外表面上設(shè)置有連續(xù)或不連續(xù)的螺紋，所述的錨桿本體的壁厚為3至6.9毫米，所述的錨桿本體的金屬材質(zhì)平均金屬晶粒組織度為國(guó)際金屬材質(zhì)金屬晶粒組織標(biāo)準(zhǔn)中的6至10級(jí)。本實(shí)用新型達(dá)到與現(xiàn)有符合鐵路標(biāo)準(zhǔn)的中空錨桿相同的力學(xué)強(qiáng)度，可節(jié)約鋼材用量的25％至35％，即采用其他規(guī)格的無縫鋼管作為原材料，在滿足鐵路標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中空錨桿力學(xué)性能要求的前提下降低了材料壁厚，同時(shí)增大了中空錨桿的孔徑，有利于其在實(shí)際使用中進(jìn)行注漿，還解決了錨桿的高力學(xué)性能與使用性能之間的矛盾，節(jié)約了工程的造價(jià)。
文檔編號(hào)E21D21/00GK202451185SQ201220019348
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者吳航, 牛建文, 蔣亞, 謝志萍 申請(qǐng)人:成都現(xiàn)代萬通錨固技術(shù)有限公司