一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，重量百分比化学成分为：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%，其余为Fe及杂质；保证了抗拉强度达到890/Mpa，断后伸长率达到18.20%，端面收缩率达到38%，屈服点延伸率延伸率达到45.4J，屈服点伸长率达到880/Mpa，连接套筒的各项性能得到了大大的提高，同时内外表面喷涂合金涂层，其抗磨损性能大大提高。
【专利说明】一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法。
【背景技术】
[0002]国家钢铁工业“十二五”规划提出“加速淘汰335兆帕级螺纹钢筋” “加强高强钢筋和高强混凝土结构构件抗震性能的研究，开展600兆帕级及以上螺纹钢筋产品研发”。特别强调加快600MPa级及以上钢筋连接的研究。
[0003]到目前为止，600MPa级及以上钢筋的连接套筒在市场上未出现批量生产与销售，主要由于现在生产高强度钢筋的连接套筒的材料45号钢，其抗拉强度只有610MPa，达不到高强钢筋套筒设计原则强度的1.1倍即830Mpa。
[0004]同时，新出台的JGJ163-2013标准《钢筋机械连接用套筒》规定了原材料的延伸率大于14%的要求，综合上述所有的因素，必须设计一种成本较低(低于45号钢管的价格)、高强度(抗拉强度大于830MPa)、高塑性(延伸率大于14%)且高耐磨的筋连接套筒的加工方法。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明的目的是为了一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，该方法制造出的抗磨损型钢筋连接套筒制造成本低，具有高强度、高塑性及高耐磨性。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明设计了一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，包括如下具体步骤:
步骤(I):选用45号圆钢为原料，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为: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%，其余为Fe及杂质，将上述原料送入加热炉加热到1200-1280°C，并拉拔为所需尺寸的钢管；
本发明中45号圆钢成分的选择，保证了抗拉强度达到890/Mpa，断后伸长率达到18.20%，端面收缩率达到38%，屈服点延伸率延伸率达到45.4J，屈服点伸长率达到880/Mpa，连接套筒的各项性能得到了大大的提高。
[0007]步骤(2):将加热后的钢管经在线第一冷却工序将钢筋快速度冷却到580-600°C，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时6-8秒钟淬火,然后经过回火加热炉加热到600-660°C回火，并进行校直处理后，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
步骤(3):将步骤(2)中的冷却至室温的钢管送入加热炉内加热到910-1010°C，并将加热好的钢管以每秒1_3°C的冷却速度在惰性气体中冷却到室温；
将加热后的钢管在惰性气体如N气中冷却，防止钢管在冷却过程中产生较多的氧化铁皮，保证钢管的外径尺寸与光洁度的要求；
步骤(4):将上述钢管通过自动切断机切断成所需长度，形成套筒坯料，将套筒坯料经过挤压量为5-10%的挤压处理后再进行6或12等份的等径角挤压成型，最后进行拱丝工序，使其内孔带有2.5或3mm齿距的75度角的螺纹，形成套筒半成品；
通过5-10%等径角挤压的套筒，使套筒形成向内挤压应力，促使套筒加工硬化，在略微损失延性的条件下，大幅提高抗拉强度到880MPa以上，满足设计要求；
本发明在拱丝过程中采用抗锈润滑剂，有利于套筒内壁的螺纹长时间的防锈，同时也起到减轻丝锥和套筒内壁磨擦应力；
步骤(5):将套筒半成品放入中频炉加热到350-480°C后进行淬火处理，淬火至600-680°C，保温 16-20 秒，随后空冷至 410_450°C ；
步骤(6):在所述套筒半成品内外表面喷涂合金涂层并冷却至室温，喷涂厚度0.02-0.08mm ；
步骤(7):将冷却后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体，随后将套筒半成品在中频炉中加热至850-900°C，保温5_10秒，随后冷却至室温，即得到抗磨损型钢筋连接套筒。
[0008]本发明的限定技术方案为:
进一步的，前述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为 C:0.33%, Mn:0.87%, Si:0.77%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.72%, Ni:0.82%, Mo:0.44%，其余为Fe及杂质。
[0009]前述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为 C:0.333%, Mn:0.875%, Si:0.772%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.725%, Ni:0.825%, Mo:0.443%，其余为Fe及杂质。
[0010]前述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，步骤(2)中的冷却工序具体为:
所述第一冷却工序:采用水冷以15-17°C /s的冷却速率将钢管水冷至610-630°C ； 所述第二冷却工序:采用水冷与空冷结合，先采用水冷以1_2°C /s的冷却速率将钢管水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷却速率将钢管水冷至210-230°C，最后空冷至室温；
水冷与空冷的结合，使碳化物进一步充分溶解，均匀扩散，避免了碳化物在晶间的析出造成晶间腐蚀和点蚀超标，保证了材料的铁素体含量在30%左右,可以进一步使材料固溶充分，避免了热处理方式加热不均，固溶不均带来的腐蚀速率超标和硬度超标，巩固了前面冶炼后热处理工艺产生的技术效果。
[0011]前述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，所述合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为: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%，复合稀土:1_4.2%，以上各组分之和为100%,
所述复合稀土按重量百分比包含以下组分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%，Sm =10-20%, Dy:5_12%，Pr: 15-25% ;以上各组分之和为100% ;合金涂层同时大大提高了轴承耐腐蚀、耐磨及耐高温的能力，Cr赋予镍在氧化条件下的抗蚀能力，以及高温下的抗氧化、抗硫化的能力，；在镍合金中同时加入Cr和C元素,能够同时改善其在氧化性介质和还原性介质中的耐蚀性。
【具体实施方式】
[0012]实施例1 本实施例提供了一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，包括如下具体步骤:
步骤(I):选用45号圆钢为原料，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为:C:0.33%，Mn:0.87%, S1:0.77%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.72%, N1:0.82%, Mo:0.44%，其余为 Fe 及杂质，将上述原料送入加热炉加热到1200-1280°C，并拉拔为所需尺寸的钢管；
本发明中45号圆钢成分的选择，保证了抗拉强度达到890/Mpa，断后伸长率达到18.20%，端面收缩率达到38%，屈服点延伸率延伸率达到45.4J，屈服点伸长率达到880/Mpa，连接套筒的各项性能得到了大大的提高。
[0013]步骤(2):将加热后的钢管经在线第一冷却工序将钢筋快速度冷却到580-600°C，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时6-8秒钟淬火,然后经过回火加热炉加热到600-660°C回火，并进行校直处理后，再通过第二冷却工艺冷却到常温；
步骤(3):将步骤(2)中的冷却至室温的钢管送入加热炉内加热到910-1010°C，并将加热好的钢管以每秒1_3°C的冷却速度在惰性气体中冷却到室温；
将加热后的钢管在惰性气体如N气中冷却，防止钢管在冷却过程中产生较多的氧化铁皮，保证钢管的外径尺寸与光洁度的要求；
步骤(4):将上述钢管通过自动切断机切断成所需长度，形成套筒坯料，将套筒坯料经过挤压量为5-10%的挤压处理后再进行6或12等份的等径角挤压成型，最后进行拱丝工序，使其内孔带有2.5或3mm齿距的75度角的螺纹，形成套筒半成品；
通过5-10%等径角挤压的套筒，使套筒形成向内挤压应力，促使套筒加工硬化，在略微损失延性的条件下，大幅提高抗拉强度到880MPa以上，满足设计要求；
本发明在拱丝过程中采用抗锈润滑剂，有利于套筒内壁的螺纹长时间的防锈，同时也起到减轻丝锥和套筒内壁磨擦应力；
步骤(5):将套筒半成品放入中频炉加热到350-480°C后进行淬火处理，淬火至600-680°C，保温 16-20 秒，随后空冷至 410_450°C ；
步骤(6):在所述套筒半成品内外表面喷涂合金涂层并冷却至室温，喷涂厚度0.02-0.08mm ;所述合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为: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%，复合稀土:1_4.2%,以上各组分之和为100% ；
所述复合稀土按重量百分比包含以下组分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%, Sm:10-20%, Dy:5_12%，Pr:15-25% ;以上各组分之和为 100%
步骤(7):将冷却后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体，随后将套筒半成品在中频炉中加热至850-900°C，保温5_10秒，随后冷却至室温，即得到抗磨损型钢筋连接套筒。
[0014]实施例2
本实施例提供了一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，包括如下具体步骤:
步骤(I):选用45号圆钢为原料，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为:C:0.333%，Mn:0.875%, S1:0.772%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.725%, N1:0.825%, Mo:0.443%，其余为Fe及杂质，将上述原料送入加热炉加热到1200-1280°C，并拉拔为所需尺寸的钢管；
本发明中45号圆钢成分的选择，保证了抗拉强度达到890/Mpa，断后伸长率达到18.20%，端面收缩率达到38%，屈服点延伸率延伸率达到45.4J，屈服点伸长率达到880/Mpa，连接套筒的各项性能得到了大大的提高。
[0015]步骤(2):将加热后的钢管经在线第一冷却工序将钢筋快速度冷却到580-600°C，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时6-8秒钟淬火,然后经过回火加热炉加热到600-660°C回火，并进行校直处理后，再通过第二冷却工艺冷却到常温；所述第一冷却工序:采用水冷以15-17°C /s的冷却速率将钢管水冷至610-630°C ；
所述第二冷却工序:采用水冷与空冷结合，先采用水冷以1_2°C /s的冷却速率将钢管水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷却速率将钢管水冷至210-230°C，最后空冷至室温；
步骤(3):将步骤(2)中的冷却至室温的钢管送入加热炉内加热到910-1010°C，并将加热好的钢管以每秒1_3°C的冷却速度在惰性气体中冷却到室温；
将加热后的钢管在惰性气体如N气中冷却，防止钢管在冷却过程中产生较多的氧化铁皮，保证钢管的外径尺寸与光洁度的要求；
步骤(4):将上述钢管通过自动切断机切断成所需长度，形成套筒坯料，将套筒坯料经过挤压量为5-10%的挤压处理后再进行6或12等份的等径角挤压成型，最后进行拱丝工序，使其内孔带有2.5或3mm齿距的75度角的螺纹，形成套筒半成品；
通过5-10%等径角挤压的套筒，使套筒形成向内挤压应力，促使套筒加工硬化，在略微损失延性的条件下，大幅提高抗拉强度到880MPa以上，满足设计要求；
本发明在拱丝过程中采用抗锈润滑剂，有利于套筒内壁的螺纹长时间的防锈，同时也起到减轻丝锥和套筒内壁磨擦应力；
步骤(5):将套筒半成品放入中频炉加热到350-480°C后进行淬火处理，淬火至600-680°C，保温 16-20 秒，随后空冷至 410_450°C ；
步骤(6):在所述套筒半成品内外表面喷涂合金涂层并冷却至室温，喷涂厚度
0.02-0.08mm ;所述合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为: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%，复合稀土:1_4.2%,以上各组分之和为100% ；
所述复合稀土按重量百分比包含以下组分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%, Sm:10-20%, Dy:5_12%，Pr: 15-25% ;以上各组分之和为 100%
步骤(7):将冷却后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体，随后将套筒半成品在中频炉中加热至850-900°C，保温5_10秒，随后冷却至室温，即得到抗磨损型钢筋连接套筒。
[0016]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，其特征在于，包括如下具体步骤: 步骤(I):选用45号圆钢为原料，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为: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%，其余为Fe及杂质，将上述原料送入加热炉加热到1200-1280°C，并拉拔为所需尺寸的钢管； 步骤(2):将加热后的钢管经在线第一冷却工序将钢筋快速度冷却到580-600°C，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时6-8秒钟淬火,然后经过回火加热炉加热到600-660°C回火，并进行校直处理后，再通过第二冷却工艺冷却到常温； 步骤(3):将步骤(2)中的冷却至室温的钢管送入加热炉内加热到910-1010°C，并将加热好的钢管以每秒1_3°C的冷却速度在惰性气体中冷却到室温； 步骤(4):将上述钢管通过自动切断机切断成所需长度，形成套筒坯料，将套筒坯料经过挤压量为5-10%的挤压处理后再进行6或12等份的等径角挤压成型，最后进行拱丝工序，使其内孔带有2.5或3mm齿距的75度角的螺纹，形成套筒半成品； 步骤(5):将套筒半成品放入中频炉加热到350-480°C后进行淬火处理，淬火至600-680°C，保温 16-20 秒，随后空冷至 410_450°C ； 步骤(6):在所述套筒半成品内外表面喷涂合金涂层并冷却至室温，喷涂厚度0.02-0.08mm ； 步骤(7):将冷却后的套筒半成品回火至550-580°C，套筒半成品整体硬度达到HRC30-48,获得回火索氏体，随后将套筒半成品在中频炉中加热至850-900°C，保温5_10秒，随后冷却至室温，即得到抗磨损型钢筋连接套筒。
2.根据权利要求1所述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，其特征在于，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为 C:0.33%, Mn:0.87%, S1:0.77%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.72%, N1:0.82%, Mo:0.44%，其余为 Fe 及杂质。
3.根据权利要求1所述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，其特征在于，所述45号圆钢的重量百分比化学成分为 C:0.333%, Mn:0.875%, S1:0.772%, P:0.033%, S:0.032%,Cr:0.725%, Ni:0.825%, Mo:0.443%，其余为 Fe 及杂质。
4.根据权利要求1所述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，其特征在于，步骤(2)中的冷却工序具体为: 所述第一冷却工序:采用水冷以15-17°C /s的冷却速率将钢管水冷至610-630°C ； 所述第二冷却工序:采用水冷与空冷结合，先采用水冷以1_2°C /s的冷却速率将钢管水冷至320-350°C，然后空冷至250-280°C，再采用水冷以3_5°C /s的冷却速率将钢管水冷至210-230°C，最后空冷至室温。
5.根据权利要求1所述的抗磨损型钢筋连接套筒的加工方法，其特征在于，所述合金涂层初始状态下为粉末状，其重量百分比成分为=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%，复合稀土:1_4.2%,以上各组分之和为 100%, 所述复合稀土按重量百分比包含以下组分=La =20-40%, Y: 13-15%，Sc: 10-12%，Gd:4-7%, Sm:10-20%, Dy:5_12%，Pr:15-25% ;以上各组分之和为 100%。
【文档编号】C22C38/44GK104372259SQ201410622559
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月8日 优先权日:2014年11月8日
【发明者】姚圣法, 吴海洋 申请人:江苏天舜金属材料集团有限公司