一種高強度T型鋼的制作方法

文檔序號：11187533閱讀：1642來源：國知局

本發明涉及水泥電桿鋼模跑輪用t型鋼。

背景技術：

水泥電桿鋼模的跑輪由t型鋼彎曲制成，在生產水泥電桿時，每個跑輪支撐在兩個托輪上，其中的一個托輪作為主動輪，另一個托輪作為被動輪，該主動輪依靠摩擦力帶動跑輪轉動，并帶動裝著混凝土物料的模具旋轉，使混凝土在離心力場中成型，在跑輪轉動的過程中，帶動作為被動輪的托輪轉動。

目前跑輪還是采用鑄造工藝進行制作，由于鑄鋼中有一定量的雜質，這些雜質會在鑄件中形成缺陷，降低了鑄件的強度和韌性，在跑輪轉動過程中會產生一定的跳動，在長期的工作中，經常發生跑輪斷裂，降低了跑輪的使用壽命。

技術實現要素：

為提高跑輪的質量，本發明提供了一種高強度t型鋼，該t型鋼具有較高的強度和韌性，采用該t型鋼制作跑輪，能夠有效地延長跑輪的壽命，具體的技術方案如下：

一種高強度t型鋼，其包括呈橫截面呈長方形的基體，在基體的長度方形的一側的側面的中間部向外凸起形成凸起部，所述凸起部沿基體的長度方向延伸，凸起部具有兩個平行的沿基體的長度方向延伸的的側面、一垂直于所述側面的頂面，所述頂面與兩個側面間各具有一傾斜面；

所述高強度t型鋼采用如下步驟制造：

(1)、將純銅粉、純鋁粉、純鐵粉、石墨片、懸浮劑和陶瓷顆粒利用球磨機進行研磨，混合均勻后形成粉末包覆陶瓷顆粒；

(2)、將粉末包覆陶瓷顆粒進行碾壓形成厚度為0.1-0.5mm后薄片，薄片的面積為2-3mm²；

(3)、將a3鋼錠加入電弧爐，加熱成為熔融狀，并保持攪拌，然后將步驟(2)所形成的薄片加入到熔融狀的鋼水中，然后繼續攪拌5-8分鐘后，向模具中澆鑄形成特種鋼錠；

(4)、將特種鋼錠鍛壓成高強度t型鋼；

粉末包覆顆粒中，各組分的質量分數如下：1.0％-3.0％的純銅粉，20％-35％的純鋁粉，50-70％的純鐵粉，2-3％的石墨片，5％-15％的陶瓷顆粒，1.0％-5.0％的懸浮劑；所述懸浮劑為碳酸鈉或碳酸氫鈉。

在本t型鋼的外形結構中，在兩個側面與頂面之間各設置了一傾斜面，該傾斜面的設置首先是能夠方便鑄件的脫模，其次是免除了在焊接時所需要的坡口的開設，由此節約了t型鋼的制造成本以及跑輪的制造成本。

本t型鋼以a3鋼為基體，并在基體中添加了以陶瓷顆粒為主的添加劑，純銅粉、純鋁粉、純鐵粉用于改善陶瓷顆粒與鋼水的潤濕性，由于在鋼基體中添加了陶瓷顆粒，在陶瓷顆粒與鋼基體之間具有大量的細小的縫隙，當受到外力沖擊時，這些細小的縫隙會吸收大量的能量，并將這些能量轉化為熱能散發出去，降低了外力對跑輪的影響。由于以陶瓷顆粒為主的粉末包覆陶瓷顆粒大致呈圓形，具有較少的表面積，如果將這些粉末包覆陶瓷顆粒直接投入到鋼水中，在重力的作用下，這些粉末包覆陶瓷顆粒會逐漸下沉，形成富集現象，使陶瓷顆粒在鋼基體中的分布不均，使t型鋼內部各區域的性能出現較大的不一致，本申請中將粉末包覆陶瓷顆粒碾壓為薄片，并在粉末包覆陶瓷顆粒中加入了懸浮劑，薄片結構可以增大粉末包覆陶瓷顆粒的表面積，增大與鋼水的接觸面積，降低沉降速度，另外懸浮劑在高溫下進行分解，釋放出二氧化碳氣體，這些二氧化碳氣體吸附在薄片的表面，增大了薄片的浮力，有利于陶瓷顆粒均勻地分散到鋼水中。

在本申請中，還添加了一定量的石墨片，這些石墨片會提高t型鋼的導熱速度，使t型鋼在摩擦時所產生的摩擦熱能夠迅速地散發出去，有效地降低t型鋼在工作時的溫度。

本本申請中的t型鋼中由于添加了一定量的陶瓷顆粒，可有效地提高鋼材的抗沖擊強度，并由此提高跑輪的使用壽命。

進一步，所述陶瓷顆粒是碳化硅、碳化鈦、氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、氧化鋯、氧化鈦或氮化硼中的任意一種，陶瓷顆粒的粒度為10-20微米。

所述純銅粉、純鋁粉、純鐵粉的粒度均為10-50微米。

陶瓷顆粒是起到增強功能的作用，純銅粉、純鋁粉、純鐵粉等金屬粉末的作用是用于改善陶瓷顆粒與鋼水之間的潤濕性，以提高陶瓷顆粒與鋼基體的界面結合度，只有合適的粒徑，才能使陶瓷顆粒與鋼基體具有良好的結合性能，陶瓷顆粒的粒度太少，則陶瓷顆粒的表面的曲率太大，使陶瓷顆粒表面的形狀比較尖銳，在鋼材內部易于產生應力集中，會導致鋼材的抗拉強度的降低。陶瓷顆粒的粒度太大，易于使陶瓷顆粒的比表面積過小，陶瓷顆粒與鋼基體之間連接點太少，陶瓷顆粒與鋼基體之間的總的結合度太少，無法產生足夠大的連接力來消耗外力，將陶瓷顆粒的粒度設定為10-20微米，能夠使陶瓷顆粒的表面曲率和比表面積之間獲得較好的平衡，保證陶瓷顆粒的增強功能得到充分的發揮。

純銅粉、純鋁粉、純鐵粉等金屬粉末用于改善陶瓷顆粒與鋼基體之間的潤濕性，使陶瓷顆粒與鋼基體之間具有良好的連接性能，為了使陶瓷顆粒與金屬粉末能夠均勻混合，金屬粉末與陶瓷顆粒的粒度處于大致相同的范圍能夠使陶瓷顆粒與金屬粉末能夠混合的比較均勻，即10-50微米之間。

進一步，陶瓷顆粒與a3鋼錠的質量比為1:5-1:20。由于陶瓷顆粒在整個粉末包覆陶瓷顆粒的質量比僅為5％-15％，因此在制作完成的高強度t型鋼中，陶瓷顆粒的質量占比約為0.238-2.5％，在該范圍內，隨陶瓷顆粒占比的增加，高強度t型鋼的各種性能會持續增加，在超過上述范圍后，高強度t型鋼的性能已無明顯的增加。

進一步，粉末包覆陶瓷顆粒的粒度為0.03-0.20毫米。上述粒度可以順利地被碾壓為小的薄片，無需對碾壓后的薄片進行二次分割。

進一步，球磨機進行研磨時的參數為：球料質量比15:1-25:1，轉速530-650轉/分鐘，研磨時間5-8小時。

球磨機是將粉末制備成顆粒的最佳設備，由于研磨體的沖擊作用，可以使質地柔軟且延展性能良好的純鋁粉作為包裹體，將純銅粉、純鐵粉、石墨片和懸浮劑包裹在一起，使各種粉末均勻地混合在一起，形成大小均勻的顆粒，在研磨體的沖擊作用下，石墨片會被粉碎成細小的顆粒，由于石墨屬于脆性材料，在研磨體沖擊下可以很容易的被破碎成細小的顆粒。在研磨過程中，會產生較大的熱能，使各原料溫度升高，將轉速控制在530-650轉/分鐘內，可以使各原料的溫度得到有效的控制，避免各原料之間發生熔接，在進入到鋼水中后，無法及時的融化分散，同時避免懸浮劑由于溫度過高而產生分解而失去作用。球磨機優選為行星式球磨機或攪拌式球磨機。

附圖說明

圖1為本發明的一種實施例的結構簡圖。

具體實施方式

實施例1

1#高強度t型鋼，其包括呈橫截面呈長方形的基體1，在基體1的長度方形的一側的側面的中間部向外凸起形成凸起部2，所述凸起部2沿基體1的長度方向延伸，凸起部2具有兩個平行的沿基體的長度方向延伸的的側面21、一垂直于所述側面的頂面22，所述頂面與兩個側面間各具有一傾斜面23。

上述高強度t型鋼采用如下步驟制作：

1、取30微米純銅粉2g，20微米純鋁粉20g，30微米純鐵粉60g，石墨片2g，20微米碳化硅15g，碳酸鈉1g待用。

2、將上述待用的各物料投入行星式球磨機，以球料比為15：1，轉速為550轉/分鐘，研磨8小時，制得粉末包覆顆粒，顆粒粒度在0.03～0.1毫米之間，將粉末包覆顆粒用碾壓機碾壓成薄片，將薄片的厚度控制在0.1-0.3mm后薄片，薄片的面積為2-3mm²之間，得到1#薄片。

3、取a3鋼錠75g并投入到電弧爐內，加熱成為熔融狀，并保持攪拌，然后將1#薄片加入到熔融狀的鋼水中，然后繼續攪拌5-8分鐘后，向模具中澆鑄形成特種鋼錠。

4、將特種鋼錠鍛壓成1#高強度t型鋼。

實施例2

1、取10微米純銅粉2g，20微米純鋁粉35g，50微米純鐵粉50g，石墨片3g，10微米氧化鋯5g，碳酸氫鈉5g待用。