一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢及其复合成型工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料及冶金乳钢技术领域，特别是涉及一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢及其复合成型工艺。
【背景技术】
[0002]螺纹钢是表面带肋的钢筋，是热乳带肋钢筋的俗称，通常带有两道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。螺纹钢由于肋的作用，和混凝土有较大的黏合能力，能更好的承受外力的作用，因此广泛用于各种建筑结构。随着社会进步，人们对建筑物的安全性能和使用寿命等提出越来越高的要求，传统螺纹钢由碳钢制成，但碳钢存在易氧化、易腐蚀的缺点，尤其在沿海、沿江等水边、水下混凝土中，随着时间推移，氯盐对混凝土中钢筋的腐蚀加剧，严重影响建筑物的使用寿命和安全性。
[0003]基于上述原因，现有技术中，在桥梁、海防工程等方面大量使用由不锈钢原料制成的不锈钢螺纹钢，其中，不锈钢是在空气或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以使用不锈钢螺纹钢能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。
[0004]目前，不锈钢中的主要合金元素是Cr，只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐蚀性，因此不锈钢一般Cr含量至少为12%，同时为了使不锈钢具有更好的耐晶界腐蚀性，不锈钢中还需要含有N1、T1、Mn、N、Nb、Mo以及Si等贵金属元素，但是，这样在制备不锈钢螺纹钢时会消耗大量贵重金属，导致工程材料成本高。
【发明内容】
[0005]本发明实施例中提供了一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢及其复合成型工艺，以解决如何在确保所用螺纹钢满足工程质量的前提下，最大限度的降低工程材料成本问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案:
[0007]—种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢，包括不锈钢层和碳钢芯，其中:
[0008]所述不锈钢层包裹在所述碳钢芯的外周，所述不锈钢层的内壁与所述碳钢芯的外壁紧密结合，且所述不锈钢层和所述碳钢芯的结合界面为冶金结合界面；
[0009]所述不锈钢层和所述碳钢芯的外周一体成型有横肋结构。
[0010]优选地，所述不锈钢层的重量为所述双金属螺纹钢总重量的8% -30%。
[0011]优选地，所述不锈钢层的厚度为所述双金属螺纹钢直径的5% -18%。
[0012]优选地，，所述不锈钢层包括Cr-Ni系奥氏体不锈钢或Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢。
[0013]优选地，所述碳钢芯包括HRB335钢芯、HRB400钢芯或HRB500钢芯。
[0014]—种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢复合成型工艺，包括以下步骤:
[0015]将碳钢芯坯料装入中空的不锈钢钢管坯料形成双金属坯料，其中所述碳钢芯坯料和所述不锈钢钢管坯料为过盈配合；
[0016]将装配好的所述双金属坯料放入加热炉中加热；
[0017]将加热后的所述双金属坯料进行热乳加工，形成双金属螺纹钢。
[0018]优选地，将碳钢芯坯料装入中空的不锈钢钢管坯料形成双金属坯料之前，还包括:
[0019]将所述碳钢芯坯料和所述不锈钢钢管坯料分别依次进行除锈、清理飞边毛刺和清洗处理。
[0020]优选地，所述清洗处理包括酸洗处理和丙酮清洗处理。
[0021]优选地，将碳钢芯坯料装入中空的不锈钢钢管坯料形成双金属坯料，还包括:
[0022]将所述双金属坯料的两端端面、所述碳钢芯坯料的外壁和所述不锈钢钢管坯料的内壁接触的位置进行焊接密封。
[0023]优选地，将所述碳钢芯坯料装入所述不锈钢钢管坯料的方法包括压力机压入法或冷装法。
[0024]优选地，所述碳钢芯坯料和所述不锈钢钢管坯料过盈配合的过盈量为0-0.1_。
[0025]优选地，将装配好的所述双金属坯料放入加热炉中加热后，出炉温度为10500C -1280°C。
[0026]优选地，所述不锈钢钢管坯料为不锈钢无缝钢管。
[0027]优选地，所述不锈钢钢管坯料的内径和所述碳钢芯坯料外径的形状包括圆形或方形。
[0028]由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢及其复合成型工艺，所述双金属螺纹钢包括不锈钢层和碳钢芯，所述不锈钢层包裹在所述碳钢芯的外周，其复合成型工艺包括:将碳钢芯坯料装入中空的不锈钢钢管坯料形成双金属坯料，其中所述碳钢芯坯料和所述不锈钢钢管坯料为过盈配合；将装配好的所述双金属坯料进行乳制加工，形成双金属螺纹钢，所述双金属螺纹钢包括碳钢芯和外层不锈钢层，且所述不锈钢层和所述碳钢芯的结合界面因为有上述成型工艺中的过盈配合、高温加热以及乳制压力作用，可以形成为结合强度高、工艺性能优良的冶金结合界面。本发明采用碳钢芯和外层不锈钢层结构的双金属螺纹钢来替代现有技术中的不锈钢螺纹钢，在保证螺纹钢抗腐蚀特性的前提下，还可以节省不锈钢材料，大大降低工程成本；同时，相比普通不锈钢螺纹钢，本发明所述双金属螺纹钢可以有效提高强度。综上所述，本发明提供的所述双金属螺纹钢在桥梁、海防工程等水边、水下混凝土中具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本发明实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢的立体结构示意图；
[0031]图2为本发明实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢的剖面结构示意图；
[0032]图3为本发明实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属料坯的表面结构示意图；
[0033]图4为本发明实施例提供的一种双金属料坯的轴向剖面结构示意图；
[0034]图5为本发明实施例提供的一种双金属料坯的横向剖面结构示意图；
[0035]图6为本发明实施例提供的另一种双金属料坯的横向剖面结构示意图；
[0036]图1-6中，具体符号为:
[0037]1-不锈钢层，2-碳钢芯，3-横肋结构，4-不锈钢钢管坯料，5-碳钢芯坯料。
【具体实施方式】
[0038]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0039]参见图1，为本发明实施例提供的一种双金属螺纹钢的基本结构示意图，包括不锈钢层I和碳钢芯2。
[0040]所述不锈钢层I包裹在所述碳钢芯2的外周，所述不锈钢层I的内壁与所述碳钢芯2的外壁紧密结合，且所述不锈钢层I和所述碳钢芯2的结合界面为冶金结合界面，同时，所述不锈钢层I和所述碳钢芯2的外周一体成型有横肋结构3。
[0041]本实施例中所述不锈钢层I和所述碳钢芯2的结合界面为经过加热以及连续热乳后形成的冶金结合界面，这种冶金结合界面是所述不锈钢层I和所述碳钢芯2的界面间原子相互扩散而形成的结合，其结合强度以及结构稳定性是机械结合所不能比拟的，有良好的工艺性能。
[0042]进一步的，所述不锈钢层I设置在所述双金属螺纹钢的外层，充分的利用了不锈钢材料的耐腐蚀性；同时，所述不锈钢层I内包裹有所述碳钢芯2，碳钢由于含碳量高，相对于不锈钢具有高强度和硬度水平，相应的可以有效提高所述双金属螺纹钢的强度，并且碳钢的价格比不锈钢低，所述本实施例提供的所述双金属螺纹钢与现有的不锈钢螺纹钢相比，在提高螺纹钢强度的同时还降低了材料成本。
[0043]为了达到所述双金属螺纹钢的防腐目的同时有尽可能的降低原材料成本，本实施例中，所述不锈钢层I的重量为所述双金属螺纹钢总重量的8% -30%，其厚度为所述双金属螺纹钢直径的5% -18%，比如，对于直径为25_的双金属螺纹钢，所述不锈钢层I的厚度设计为0.8