一种不锈钢/碳钢双金属角钢的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型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/碳钢双金属角钢。
【背景技术】
[0002]角钢是截面为凹槽形的长条钢材，属建造用和机械用碳素结构钢。角钢在现代各行各业中被广泛使用，主要应用于车辆制造、桥梁建设、化工设备、建筑领域等行业，往往与工字钢配合使用。碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用，因此普通角钢在使用方面存在易生锈、易腐蚀等缺陷，尤其在酸性潮湿环境中，严重影响到结构构件的使用寿命和安全性。
[0003]基于上述原因，现有技术中，大量使用由不锈钢原料制成的不锈钢角钢，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，所以使用不锈钢角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，这样在制备不锈钢角钢时会消耗大量贵重金属，导致工程材料成本高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例中提供了一种不锈钢/碳钢双金属角钢，以解决如何在确保所用角钢满足工程质量要求的前提下，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，本实用新型实施例公开了如下技术方案:
[0007]—种不锈钢/碳钢双金属角钢，包括一体成型的第一角钢脚和第二角钢脚，其中:
[0008]所述第一角钢脚和所述第二角钢脚均包括外层不锈钢层和内层碳钢芯；
[0009]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。
[0010]优选地，所述碳钢芯包括Q235A钢芯或Q235B钢芯。
[0011]优选地，所述不锈钢层的重量为所述双金属角钢总重量的8%-30%。
[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，所述不锈钢层包括304不锈钢、316不锈钢或316L不锈钢。
[0014]优选地，所述不锈钢层的厚度为所述双金属角钢的角钢脚厚度的5%_18%。
[0015]由以上技术方案可见，本实用新型实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属角钢，包括一体成型的第一角钢脚和第二角钢脚，其中:所述第一角钢脚和所述第二角钢脚均包括外层不锈钢层和内层碳钢芯，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;且所述不锈钢层和所述碳钢芯的结合界面因为有通过坯料的过盈配合、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。本实用新型采用碳钢芯和外层不锈钢层结构的双金属角钢来替代现有技术中的不锈钢角钢，在保证角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，相比普通不锈钢角钢，本实用新型所述双金属角钢可以有效提高强度。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型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。
[0017]图1为本实用新型实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属角钢立体结构示意；
[0018]图2为本实用新型实施例提供的一种双金属料坯的轴向剖面结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例提供的一种双金属料坯的横向剖面结构示意图；
[0020]图4为本实用新型实施例提供的另一种双金属料坯的横向剖面结构示意图；
[0021]图1-4中，具体符号为:
[0022]1-第一角钢脚，2-第一角钢脚，3-不锈钢层，4-碳钢芯，5-不锈钢钢管坯料，6-碳钢芯坯料。
【具体实施方式】
[0023]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0024]参见图1，为本实用新型实施例提供的一种本实用新型实施例提供的一种不锈钢/碳钢双金属角钢立体结构示意，所述双金属角钢包括一体成型的第一角钢脚1和第二角钢脚2，其中，所述第一角钢脚1的长度大于或等于所述第二角钢脚2的长度，所述第一角钢脚1和所述第二角钢脚2均包括外层不锈钢层3和内层碳钢芯4，所述不锈钢层3包裹在所述碳钢芯4的外周，所述不锈钢层3的内壁与所述碳钢芯4的外壁紧密结合，且所述不锈钢层3和所述碳钢芯4的结合界面为冶金结合界面。
[0025]本实施例中所述不锈钢层3和所述碳钢芯4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3和所述碳钢芯4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。
[0026]进一步的，所述不锈钢层3设置在所述双金属角钢的外层，充分的利用了不锈钢材料的耐腐蚀性；同时，所述不锈钢层3内包裹有所述碳钢芯4，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角钢的强度，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角钢与现有的不锈钢角钢相比，在提高角钢强度的同时还降低了材料成本。
[0027]为了达到所述双金属角钢的防腐目的同时又尽可能的降低原材料成本，本实施例中，所述不锈钢层3的重量为所述双金属角钢总重量的8%-30%，所述不锈钢层3的厚度为所述双金属角钢的角钢脚厚度的5%-18%，但并不限于上述数值范围。
[0028]所述碳钢芯4采用碳素结构钢制成，比如，采用含碳量在0.14-0.22 %之间、且具有良好的塑性、焊接性能以及成型能力的Q235A钢，或者对于机械性能要求高的角钢，还可以采用Q235B钢，当然，还可以使用其它钢材。
[0029]进一步的，不锈钢中的Cr-Ni系奥氏体不锈钢防腐效果最好，因此，本实施例中所述不锈钢层3采用防腐性能好的Cr-Ni奥氏体不锈钢。
[0030]进一步的，在Cr-Ni系奥氏体不锈钢中，304不锈钢是应用最为广泛的一种不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性;316不锈钢是继304不锈钢之后，第二个得到最广泛应用的钢种，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构，较304不锈钢其具有更好的抗氯化物腐蚀能力，因此所述不锈钢层3优选采用304不锈钢或316不锈钢。对于防腐要求不高的应用环境，也可以采用Cr-Mn-Ni系不锈钢，当然也可以选用其它具有耐腐蚀性能的不锈钢材。
[0031]本实用新型实施例还提供了双金属角钢复合成型工艺，具体包括以下步骤:
[0032]S101;将碳钢芯坯料6装入中空的不锈钢钢管坯料5形成双金属坯料，其中所述碳钢芯坯料6和所述不锈钢钢管坯料5为过盈配合。
[0033]选用合适型号的碳钢芯坯料6和不锈钢钢管坯料5，在原材料类型选择方面，所述碳钢芯坯料6采用具有良好的塑性、焊接性能以及成型能力的Q235A钢或Q235B钢，所述不锈钢钢管坯料5可以选用防腐效果好的Cr-Ni系奥氏体不锈钢或Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢;在原材料形状选择方面，所述不锈钢钢管坯料5的内径形状可以为圆形、方形等形状，相应的所述碳钢芯坯料6的外径形状也为圆形、方形等形状;在原材料尺寸选择方面，因为不锈钢是靠其表面形成的一层坚固细密的稳定的富铬氧化膜，防止氧原子的继续渗入、继续氧化，而获得抗锈蚀的能力，所以对双金属角钢中的外层不锈钢层有一定的厚度要求，但同时考虑保证双金属角钢的高强度以及工程成本，优选地，所述不锈钢钢管坯料5的壁厚为所述双金属坯料尺寸的5 %-18%,所述不锈钢钢管坯料4的重量为所述双金属坯料总重量的8 % -30%。
[0034]在有关标准中对角钢的表面质量作了规定，要求表面不得有裂缝，不得存在使用上有害的缺陷等，所以为了提高成品质量，所述不锈钢钢管坯料5采用不锈钢无缝钢管，这样可以有效防止所述不锈钢钢管坯料5在后续的乳制过程中表面产生裂缝。
[0035]为了使所述碳钢芯坯料6的外壁能与所述不锈钢钢管坯料5的内壁紧密结合，所述碳钢芯坯料6和所述不锈钢钢管坯料5为过盈配合，考虑到最大过盈量所产生的内应力不允许超出屈服强度的限定以及本实施例中所选用的上述原材料类型，所述碳钢芯坯料6和所述不锈钢钢管坯料5的过盈量为0-0.1_。
[0036]考虑所述碳钢芯坯料6和所述不锈钢钢管坯料5之间为轻度过盈配合，本实施例中采用压力机压入法或冷装法将所述碳钢芯坯料6装入所述不锈钢钢管坯料5中。其中，采用压力机压入法是可以采用油压机装。具体包括，首先根据过盈量以及配合长度等因素对理论压入力进行计算，设定油压机所产生的压力为理论压入力1.5-2倍，然后在常温环境下将所述碳钢芯坯料6与所述不锈钢钢管坯料5进行组装。
[0037]为了能使所述碳钢芯坯料6和所述不锈钢钢管坯料5最终能够形成稳固的冶金结合界面，将所述碳钢芯坯料6装入所述不锈钢钢管坯料5之前，还包括坯料清理的步骤，以提高两者结合界面的洁净度，具体包括，将所述碳钢芯坯料6和所述不锈钢钢管坯料5分别依次进行除锈、机械加工清理飞边毛刺和清洗处理等步骤，最终使所述碳钢芯坯料6的外表面和所述不锈钢钢管坯料5的内表面达到无杂质、无氧化以及无划痕碰伤的要求。其中，所述清洗处理可以采用酸洗和丙酮清洗相结合的清洗方式，通过酸洗清除坯料表面的油污、锈斑、焊斑、氧化