一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，該鋼棒具有方便工人施工、成本低、強度高、延性好、抗滯后斷裂性強、節(jié)省鋼材的優(yōu)點，并且有較理想的絕緣效果，可以減小環(huán)境污染，本發(fā)明采用鋼結構防腐涂料，具有良好的機械性能和優(yōu)異的防腐性能，對氣候和油水混合物等都具有良好的穩(wěn)定性，并且可以根據(jù)需要調(diào)成各種顏色，使用過鋼結構涂料后，會有良好的視覺效果，在裝飾上美觀大方，由于這種涂料的防腐期限時間長，還可以節(jié)約成本。
【專利說明】—種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬制品的制造方法，尤其是涉及一種高屈服度無粘結預應力鋼棒的制造方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內(nèi)外高速鐵路軌道是以無砟軌道代替有砟軌道，其中以德國的博克板式軌道和日本新干線板式無砟軌道應用最為廣泛。
[0003]但德國博克板式軌道中使用的預應力鋼棒外部沒有設置任何絕緣防護層，靠絕緣扣件實現(xiàn)軌道板中預應力鋼棒間的絕緣，絕緣效果不理想。日本采用在預應力鋼棒上涂覆改性浙青的做法，雖然涂覆改性浙青可以提高預應力鋼棒的絕緣防腐性能，但在施工過程中會造成環(huán)境污染。
[0004]同時，現(xiàn)階段的大型建筑均使用預應力滾凝土用鋼絞線等進行混凝土澆筑，在施工時，需采用錨具扣住兩端固定，才可進行澆注，雖然也可以得到較好的解決固定問題，但錨具成本較高，施工工序繁瑣等問題。而且建筑用鋼棒作為一種混凝土結構建筑用鋼，普通鋼棒大部份使用為HRB335、HRB400鋼，少量采用HRB500鋼，上述普通鋼棒雖在我國房屋建筑應用面較廣，特別是樓面板類鋼棒由于鋼棒的屈服強度較低，在施工過程中受人為活動荷載作用，常使雙層雙向鋼棒的上層鋼棒受力彎曲變形，不能滿足鋼棒混凝土保護厚度的構造限制而產(chǎn)生裂縫，造成工程質(zhì)量隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，該鋼棒具有方便工人施工、成本低、強度高、延性好、抗滯后斷裂性強、節(jié)省鋼材的優(yōu)點，并且有較理想的絕緣效果，可以減小環(huán)境污染。
[0006]為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，包括以下步驟:
步驟1:以高錳鋼為基料，將基料與合金加入爐內(nèi)進行初步冶煉得坯料，初步冶煉的溫度為1250-1300°c，冶煉結束后保溫0.5-0.75h，合金的加入量為基料重量的2_4%，合金的質(zhì)量百分比組分為:碳:0.55-0.65%、硅:(λ 9-1.1%、錳:(λ 75-0.8%、鉻:L 07-1.16%、鑰:0.13-0.24%、鎢:0.03-0.07、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.02-0.035%、鋁:0.01-0.03%、鈮:0.17-0.25%,0-0.07%殘余元素，其余為Fe，其中通過加入氮化釩鐵加入釩元素；
步驟2:對步驟I得到的坯料采用水冷以18-20°C /s的冷卻速率將坯料水冷至室溫，再進行回火，回火的溫度為1450-1500°C，回火時間為5-7分鐘，回火后采用水冷以10_12°C /s的冷卻速率將還料水冷至400°C,然后在淬火裝置內(nèi)用淬火液進行短淬火,短淬火溫度為1130-1150°C，短淬火時間為20-23秒，淬火后置于冷床上冷卻至室溫；
步驟3:對步驟2中所得到的坯料熱軋成帶有或沒有螺紋的鋼棒； 步驟4:對步驟3中所得到的坯料進行初步拉拔，初步拉拔溫度為800-850°C，然后采用霧狀淬火液使其快速冷卻到室溫，再將鋼棒加熱到900-950°C，并進行精細拉拔成所需尺寸的鋼棒，然后采用高壓噴射水或淬火液將其冷卻至500°C，保溫30-50秒；
步驟5:對步驟4中得到的鋼棒先采用水冷快速將鋼棒水冷至200°C，然后空冷至室
溫；
步驟6:對步驟5中得到的鋼棒，根據(jù)所需尺寸進行切割，并對兩端的螺紋部分進行蠟
封；
步驟7:對步驟6得到的鋼棒的棒體部分進行高壓無氣噴涂鋼結構防腐涂料，鋼結構防腐涂料分兩次噴涂，當?shù)谝淮螄娡康匿摻Y構防腐涂料干燥后再進行第二次噴涂；
步驟8:將步驟7中得到的鋼棒通過注塑機包裹塑料，然后進行產(chǎn)品檢驗并入庫保存。
[0007]本發(fā)明進一步限定的技術方案是:
前述合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.55%、硅:1%、錳:0.8%、鉻:1.15%、鑰:0.13%、鎢:0.07、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.035%、鋁:0.017%、鈮:0.25%,0-0.07%殘余元素，其余為Fe。
[0008]前述合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.6%、娃:0.9%、猛:0.77%、鉻:1.16%、鑰:0.24%、鎢:0.05、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.025%、鋁:0.03%、鈮:0.19%、
0-0.07%殘余元素，其余為Fe。
[0009]前述合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.65%、硅:1.1%、錳:0.75%、鉻:1.07%、鑰:0.19%、鎢:0.03、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.02%、鋁:0.01%、鈮:0.17%、0-0.07%殘余元素，其余為Fe。
[0010]進一步的，前述步驟7中，鋼結構防腐涂料采用A、B雙組分構成，A、B組分構成質(zhì)量百分比分別為:
A組分:有機硅改性丙烯酸樹脂漆:35-70%，縮二脲多異氰酸酯:20-35%,消泡劑:0.5-0.9%,防沉劑:0.5-2% ；
B組分:熱固性丙烯酸樹脂:40-55%，吸水劑:20-40%，耐磨顏料:5_10%，磷酸鋅防銹顏料:6-9%，滑石粉:7-9%，防開裂顏料:3-5%。
[0011]前述步驟6中，第一次噴涂鋼結構防腐涂料后先烘干0.2h，然后靜置處理2.5h至其自然干燥。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明成分中由于加入、錳:0.75-0.8%、鉻:1.07-1.16%、鑰:0.13-0.24%，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能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產(chǎn)生屈服平臺，使得需要外界提供較大的應力才能開動位錯。
[0013]本發(fā)明成分中加入釩，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，可使鋼件整個截面獲得均勻一致的力學性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑，以減少變形和開裂。
[0014]本發(fā)明中加入了鋁元素，能細化鋼的晶粒組織，阻抑低碳鋼的時效，提高鋼在低溫下的韌性，并且增強鋼的抗氧化性、耐磨性和疲勞強度。本發(fā)明中加入了鈮元素，其與C的親和力比較大，加入鋼中后優(yōu)先于C結合生成碳化鈮(NbC)，有效防止晶間腐蝕。本發(fā)明中加入了鎢元素，能提高鋼的紅硬性和熱強性，并能提高鋼的耐磨性。[0015]本發(fā)明生產(chǎn)工藝中，將冶煉好的坯料加熱后經(jīng)冷卻，然后回火，再冷卻，然后淬火，冷卻到常溫，一方面可以使碳化物充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量；另一方面，還可以使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，從而帶來了另一個技術指標的突破，獲得了意想不到的技術效果。
[0016]本發(fā)明采用鋼結構防腐涂料，具有良好的機械性能和優(yōu)異的防腐性能，對氣候和油水混合物等都具有良好的穩(wěn)定性，并且可以根據(jù)需要調(diào)成各種顏色，使用過鋼結構涂料后，會有良好的視覺效果，在裝飾上美觀大方，由于這種涂料的防腐期限時間長，還可以節(jié)約成本。
[0017]對于本發(fā)明中鋼結構防腐涂料的使用采用高壓無氣噴涂方式，這種方式將涂料用高壓噴射霧化成細小的微粒，使其均勻地分布于工件表面，可以形成光滑、致密的涂層，并且高壓無氣噴涂方式采用高壓噴射霧化，使涂料微粒獲得強有力的動能，涂料微粒借此動能射達工件空隙之中，因而使涂層更密，與工件的機械咬合力增強，附著力提高，有效延長涂層壽命，由于噴涂的精密方式，還可以節(jié)省涂料，減少浪費。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
本實施例提供了一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，包括以下步驟:
步驟1:以高錳鋼為基料，將基料與合金加入爐內(nèi)進行初步冶煉得坯料，初步冶煉的溫度為1250-1300°c，冶煉結束后保溫0.5-0.75h，合金的加入量為基料重量的2_4%，合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分M:0.55%、硅:1%、錳:0.8%、鉻:1.15%、鑰:0.13%、鎢:0.07、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.035%、鋁:0.017%、鈮:0.25%,0-0.07%殘余元素，其余為 Fe,其中通過加入氮化釩鐵加入釩元素；
步驟2:對步驟I得到的坯料采用水冷以18-20°C /s的冷卻速率將坯料水冷至室溫，再進行回火，回火的溫度為1450-1500°C，回火時間為5-7分鐘，回火后采用水冷以10_12°C /s的冷卻速率將還料水冷至400°C,然后在淬火裝置內(nèi)用淬火液進行短淬火,短淬火溫度為1130-1150°C，短淬火時間為20-23秒，淬火后置于冷床上冷卻至室溫；
步驟3:對步驟2中所得到的坯料熱軋成帶有或沒有螺紋的鋼棒；
步驟4:對步驟3中所得到的坯料進行初步拉拔，初步拉拔溫度為800-850°C，然后采用霧狀淬火液使其快速冷卻到室溫，再將鋼棒加熱到900-950°C，并進行精細拉拔成所需尺寸的鋼棒，然后采用高壓噴射水或淬火液將其冷卻至500°C，保溫30-50秒；
步驟5:對步驟4中得到的鋼棒先采用水冷快速將鋼棒水冷至200°C，然后空冷至室
溫；
步驟6:對步驟5中得到的鋼棒，根據(jù)所需尺寸進行切割，并對兩端的螺紋部分進行蠟
封；
步驟7:對步驟6得到的鋼棒的棒體部分進行高壓無氣噴涂鋼結構防腐涂料，鋼結構防腐涂料分兩次噴涂，其中鋼結構防腐涂料采用A、B雙組分構成，A、B組分構成質(zhì)量百分比分別為:A組分:有機硅改性丙烯酸樹脂漆:35-70%，縮二脲多異氰酸酯:20-35%，消泡劑:0.5-0.9%，防沉劑:0.5-2% ；B組分:熱固性丙烯酸樹脂:40-55%,吸水劑=20-40%,耐磨顏料:5-10%，磷酸鋅防銹顏料:6-9%，滑石粉:7-9%，防開裂顏料:3-5%。
[0019]將第一次噴涂的鋼結構防腐涂料先烘干0.2h，然后靜置處理2.5h至其自然干燥后，再進行第二次噴涂；
步驟8:將步驟7中得到的鋼棒通過注塑機包裹塑料，然后進行產(chǎn)品檢驗并入庫保存。
[0020]實施例2
本實施例提供了一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，包括以下步驟:
步驟1:以高錳鋼為基料，將基料與合金加入爐內(nèi)進行初步冶煉得坯料，初步冶煉的溫度為1250-1300°C，冶煉結束后保溫0.5-0.75h，合金的加入量為基料重量的2_4%，合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.6%、硅:0.9%、錳:0.77%、鉻:1.16%、鑰:0.24%、鎢:
0.05、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.025%、鋁:0.03%、鈮:0.19%,0-0.07% 殘余元素，其余為Fe，其中通過加入氮化釩鐵加入釩元素；
步驟2:對步驟I得到的坯料采用水冷以18-20°C /s的冷卻速率將坯料水冷至室溫，再進行回火，回火的溫度為1450-1500°C，回火時間為5-7分鐘，回火后采用水冷以10_12°C /s的冷卻速率將還料水冷至400°C,然后在淬火裝置內(nèi)用淬火液進行短淬火,短淬火溫度為1130-1150°C，短淬火時間為20-23秒，淬火后置于冷床上冷卻至室溫；
步驟3:對步驟2中所得到的坯料熱軋成帶有或沒有螺紋的鋼棒；
步驟4:對步驟3中所得到的坯料進行初步拉拔，初步拉拔溫度為800-850°C，然后采用霧狀淬火液使其快速冷卻到室溫，再將鋼棒加熱到900-950°C，并進行精細拉拔成所需尺寸的鋼棒，然后采用高壓噴射水或淬火液將其冷卻至500°C，保溫30-50秒；
步驟5:對步驟4中得到的鋼棒先采用水冷快速將鋼棒水冷至200°C，然后空冷至室
溫；
步驟6:對步驟5中得到的鋼棒，根據(jù)所需尺寸進行切割，并對兩端的螺紋部分進行蠟
封；
步驟7:對步驟6得到的鋼棒的棒體部分進行高壓無氣噴涂鋼結構防腐涂料，鋼結構防腐涂料分兩次噴涂，其中鋼結構防腐涂料采用A、B雙組分構成，A、B組分構成質(zhì)量百分比分別為:A組分:有機硅改性丙烯酸樹脂漆:35-70%，縮二脲多異氰酸酯:20-35%，消泡劑:
0.5-0.9%，防沉劑:0.5-2% ；B組分:熱固性丙烯酸樹脂:40-55%,吸水劑=20-40%,耐磨顏料:5-10%，磷酸鋅防銹顏料:6-9%，滑石粉:7-9%，防開裂顏料:3-5%。
[0021]將第一次噴涂的鋼結構防腐涂料先烘干0.2h，然后靜置處理2.5h至其自然干燥后，再進行第二次噴涂；
步驟8:將步驟7中得到的鋼棒通過注塑機包裹塑料，然后進行產(chǎn)品檢驗并入庫保存。
[0022]實施例3
本實施例提供了一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，包括以下步驟:
步驟1:以高錳鋼為基料，將基料與合金加入爐內(nèi)進行初步冶煉得坯料，初步冶煉的溫度為1250-1300°C，冶煉結束后保溫0.5-0.75h，合金的加入量為基料重量的2_4%，合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.65%、硅:1.1%、錳:0.75%、鉻:1.07%、鑰:0.19%、鎢:
0.03、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.02%、鋁:0.01%、銀:0.17%,0-0.07% 殘余元素，其余為Fe，其中通過加入氮化釩鐵加入釩元素；
步驟2:對步驟I得到的坯料采用水冷以18-20°C /s的冷卻速率將坯料水冷至室溫，再進行回火，回火的溫度為1450-1500°C，回火時間為5-7分鐘，回火后采用水冷以10_12°C /s的冷卻速率將還料水冷至400°C,然后在淬火裝置內(nèi)用淬火液進行短淬火,短淬火溫度為1130-1150°C，短淬火時間為20-23秒，淬火后置于冷床上冷卻至室溫；
步驟3:對步驟2中所得到的坯料熱軋成帶有或沒有螺紋的鋼棒；
步驟4:對步驟3中所得到的坯料進行初步拉拔，初步拉拔溫度為800-850°C，然后采用霧狀淬火液使其快速冷卻到室溫，再將鋼棒加熱到900-950°C，并進行精細拉拔成所需尺寸的鋼棒，然后采用高壓噴射水或淬火液將其冷卻至500°C，保溫30-50秒；
步驟5:對步驟4中得到的鋼棒先采用水冷快速將鋼棒水冷至200°C，然后空冷至室
溫；
步驟6:對步驟5中得到的鋼棒，根據(jù)所需尺寸進行切割，并對兩端的螺紋部分進行蠟
封；
步驟7:對步驟6得到的鋼棒的棒體部分進行高壓無氣噴涂鋼結構防腐涂料，鋼結構防腐涂料分兩次噴涂，其中鋼結構防腐涂料采用A、B雙組分構成，A、B組分構成質(zhì)量百分比分別為:A組分:有機硅改性丙烯酸樹脂漆:35-70%，縮二脲多異氰酸酯:20-35%，消泡劑:0.5-0.9%，防沉劑:0.5-2% ；B組分:熱固性丙烯酸樹脂:40-55%,吸水劑=20-40%,耐磨顏料:5-10%，磷酸鋅防銹顏料:6-9%，滑石粉:7-9%，防開裂顏料:3-5%。
[0023]將第一次噴涂的鋼結構防腐涂料先烘干0.2h，然后靜置處理2.5h至其自然干燥后，再進行第二次噴涂；
步驟8:將步驟7中得到的鋼棒通過注塑機包裹塑料，然后進行產(chǎn)品檢驗并入庫保存。
[0024]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:以高錳鋼為基料，將基料與合金加入爐內(nèi)進行初步冶煉得坯料，所述初步冶煉的溫度為1250-1300 V，冶煉結束后保溫0.5-0.75h，所述合金的加入量為基料重量的2-4%，所述合金的質(zhì)量百分比組分為:碳:0.55-0.65%、硅:0.9-1.1%、錳:0.75-0.8%、鉻:1.07-1.16%、鑰:0.13-0.24%、鎢:0.03-0.07、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.02-0.035%、鋁:0.01-0.03%、鈮:0.17-0.25%,0-0.07%殘余元素，其余為 Fe，其中通過加入氮化釩鐵加入釩元素；步驟2:對步驟I得到的坯料采用水冷以18-20°C /s的冷卻速率將坯料水冷至室溫，再進行回火，所述回火的溫度為1450-1500°C,回火時間為5-7分鐘，回火后采用水冷以10-12°C /s的冷卻速率將坯料水冷至400°C，然后在淬火裝置內(nèi)用淬火液進行短淬火，所述短淬火溫度為1130-1150°C，所述短淬火時間為20-23秒，淬火后置于冷床上冷卻至室溫；步驟3:對步驟2中所得到的坯料熱軋成帶有或沒有螺紋的鋼棒； 步驟4:對步驟3中所得到的坯料進行初步拉拔，所述初步拉拔溫度為800-850°C，然后采用霧狀淬火液使其快速冷卻到室溫，再將所述鋼棒加熱到900-950°C，并進行精細拉拔成所需尺寸的鋼棒，然后采用高壓噴射水或淬火液將其冷卻至500°C，保溫30-50秒； 步驟5:對步驟4中得到的鋼棒先采用水冷快速將鋼棒水冷至200°C，然后空冷至室溫； 步驟6:對步驟5中得到的鋼棒， 根據(jù)所需尺寸進行切割，并對兩端的螺紋部分進行蠟封； 步驟7:對步驟6得到的鋼棒的棒體部分進行高壓無氣噴涂鋼結構防腐涂料，所述鋼結構防腐涂料分兩次噴涂，當?shù)谝淮螄娡康匿摻Y構防腐涂料干燥后再進行第二次噴涂； 步驟8:將步驟7中得到的鋼棒通過注塑機包裹塑料，然后進行產(chǎn)品檢驗并入庫保存。
2.根據(jù)權利要求1所述的高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，其特征在于:所述合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.55%、硅:1%、錳:0.8%、鉻:1.15%、鑰:0.13%、鎢:.0.07、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.035%、鋁:0.017%、鈮:0.25%、0-0.07% 殘余元素，其余為Fe。
3.根據(jù)權利要求1所述的高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，其特征在于:所述合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.6%、硅:0.9%、錳:0.77%、鉻:1.16%、鑰:0.24%、鎢:0.05、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.025%、鋁:0.03%、鈮:0.19%,0-0.07%殘余元素，其余為Fe。
4.根據(jù)權利要求1所述的高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，其特征在于:所述合金包括以下質(zhì)量百分比的各組分:碳:0.65%、硅:1.1%、錳:0.75%、鉻:1.07%、鑰:0.19%、鎢:0.03、磷:0.025%、硫:0.0075%、釩:0.02%、鋁:0.01%、銀:0.17%,0-0.07% 殘余元素，其余為Fe。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，其特征在于:所述步驟7中，所述鋼結構防腐涂料采用A、B雙組分構成，A、B組分構成質(zhì)量百分比分別為: A組分:有機硅改性丙烯酸樹脂漆:35-70%，縮二脲多異氰酸酯:20-35%,消泡劑:.0.5-0.9%,防沉劑:0.5-2% ；B組分:熱固性丙烯酸樹脂:40-55%，吸水劑:20-40%，耐磨顏料:5_10%，磷酸鋅防銹顏料:6-9%，滑石粉:7-9%，防開裂顏料:3-5%。
6.根據(jù)權利要求5中所述的高屈服度無粘接預應力鋼棒的制造方法，其特征在于:所述步驟6中，第一次噴涂鋼結構防腐涂料后先烘干0.2h，然后靜置處理2.5h至其自然干燥。
【文檔編號】B23P15/00GK103639650SQ201310588719
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權日:2013年11月21日
【發(fā)明者】吳海洋, 姚圣法 申請人:江蘇天舜金屬材料集團有限公司