凹螺纹高强度预应力钢筋生产方法技术

本发明专利技术是一种凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法，包括酸洗钝化、拉光刻痕和热处理等生产工艺，采用了模具自转式凹螺纹刻痕成型工艺和恒定温度的高温、中低温中频加热及高压快速斜喷射式强制冷却的热处理工艺。使产成品的抗拉强度可提高到１４２２ＭＰａ以上，延伸率达５～１０％，并具有良好的可镦、可焊和加工切削性能，达到了高强度预应力混凝土管桩技术的要求，增加了一个新的高强度钢筋品种。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于建筑施工的高强度预应力混凝土管桩的凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法。它是由酸洗钝化、拉光刻痕及包括两向校直、高温加热、强制冷却、中低温加热、保温、强制冷却在内的热处理等几个生产工艺共同形成的。近些年来，随着我国沿海、沿江地区的大规模开发建设，在厚冲积层地区的基建基础施工中，高强度预应力混凝土管桩技术以其高强度的抗压抗拉能力和最省时省料的施工工艺等突出的特点被越来越多地采用。但是，制造这种管桩所要求的加强钢筋必须同时具备抗拉强度高、延伸率大、握裹力强和可镦、可焊、加工切削性良好等多项技术性能指标。而目前采用的热轧、冷轧、冷拔等螺纹钢筋的生产方法，都不能生产出符合高强度预应力管桩技术要求所需的钢筋产品来。近些年也出现了以热处理方式生产高强度预应力钢筋的方法，虽然从一定程度上使钢筋的强度有所提高，但由于加热的温度、控制方法及冷却的方式等问题没有得到很好的解决，所以生产出的钢筋仍不能符合高强度预应力混凝土管桩的技术要求，以至使高强度预应力混凝土管桩的质量受到影响，而先进的管桩施工技术得不到应有的推广。本专利技术的目的就在于克服了现有技术中的不足，而提供了一种能够符合高强度预应力混凝土管桩技术所要求的凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法。本专利技术的目的可通过如下措施来达到一种包括酸洗、钝化，拉光减径、凹螺纹刻痕，两向校直、高温加热、冷却、中低温加热、保温、冷却等生产工艺的凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法。其特征在于采用了在拉光减径的最后一级同时完成凹螺纹刻痕成型工艺，并采用了恒定温度的高温中频加热，高压快速斜喷射式强制冷却，中低温中频加热，定时保温，再次斜喷射式冷却的热处理工艺。本专利技术的目的还可通过如下措施来达到在拉光减径工艺最后一级的拉光机的机架中置入一个可自动旋转的凹螺纹刻痕模具，加工件在经过该级拉光减径的同时即可完成凹螺纹刻痕成型。加工件在高温中频加热炉内的加热温度要恒定在830℃～950℃范围内的一个特定温度值上，由温度速度控制装置控制温度的恒定或加工件在中频炉内的运行速度。高温加热后的加工件在强制冷却器内进行高压快速斜喷射式强制冷却，强制冷却器的高压水箱的压力在4～8MPa之间，喷水管上布满喷射斜孔，高压喷淋水柱从各个角度射向加工件。中低温中频加热炉的加热温度在300℃～450℃范围内的一个特定温度值上。中低温加热后加工件进入保温器保温，而后入再次冷却器进行斜喷射式冷却。本专利技术与现有技术相比具有确定了高强度预应力钢筋在热处理工艺中的加热温度范围、控制方法及冷却方式等理想的技术解决方案，使经过热处理后的钢筋金相组织有了较大的变化，从而使产成品的技术性能指标有了明显的改变，抗拉强度大幅度提高，可以达到1422MPa以上，韧性和塑性匹配得到明显加强，延伸率可达5～10%，有良好的可镦性能、可焊性能和加工切削性能，在拉光减径的同时完成凹螺纹刻痕，既简化了工艺设备又提高了产品质量，还大大加强了钢筋的握裹力等特点。用本专利技术生产出的凹螺纹高强度预应力钢筋达到了高强度预应力混凝土管桩的技术性能指标的要求，可产生出高于现有各种预应力钢筋的高强度预应力效果。从而增加了一个新的高强度钢筋品种。本专利技术附图的图面说明如下附图说明图1是本专利技术拉光刻痕工艺装置示意图;图2是本专利技术热处理工艺装置示意图。下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步地详述用含Si、Mn等成分的低碳合金直圆钢或盘圆钢为加工原材，首先依次进入酸洗池、中和池、钝化池进行酸洗、中和、钝化工艺。再进入拉光减径刻痕工艺，在最后一级拉光机1的机架装置3中置入一个凹螺纹模具2，当加工件在经过模具2时可使其自动旋转完成凹螺纹刻痕工艺。再经校直机4、5分别从横向与纵向对加工件进行两向校直，以使加工件的内部磁场分布更加均匀。推送机6将校直后的加工件送入中频加热炉7进行高温加热。根据不同预应力管桩的技术要求，对钢筋强度的要求也有所不同，而采用材料的成分亦有所不同，因而高温加热的温度也应有所不同，本专利技术的高温加热温度区间为830℃～950℃，加工件在加热炉内的温度要保持在一个恒定的温度值上，允许误差为±5℃。这个恒定温度值的控制是由温度速度控制装置8调整和控制的。当加工件在炉内的运行速度不变时，可通过调整中频加热炉的中频励磁来改变中频炉的输出功率以实现对炉内的温度的恒定控制;当炉内温度恒定时则可通过调整电机15的转速改变推进机6、10、14的运行速度来实现对加工件在中频加热炉内的运行速度即加热时间的控制。本专利技术采用了独特的强制冷却装置9以高压快速斜喷射的强制冷却方式对加工件进行冷却处理。高温加热后的加工件在强制冷却装置9的高压水箱内，受到来自布满斜射孔的喷水管从各个角度射向的4～8MPa的高压喷淋水柱的快速喷淋，使其在骤然间急剧降温，完成对加工件的强制冷却，降温幅度可从900℃以上高温降至150℃以下。推送机10将强制冷却后的加工件送入中低温中频加热炉11进行中低温加热，其加热温度在300℃～450℃之间的一个特定温度值上。中温加热后加工件进入保温器12保温。而后进入再次冷却器13进行斜喷射方式的冷却，高压水箱内的水流压力为2～3MPa。最后进行卷曲或裁截成段。经过热处理工艺的加工件金相组织发生改变，呈以低碳马氏体为主含小量贝氏体的低碳合金结构钢，成分的百分比为C0.25～0.33，Si1.00～1.40，Mn0.60～0.90，P≤0.025，S≤0.025，Cu≤0.25。抗拉强度得到大幅度提高，可达到1422MPa以上，韧性和塑性的匹配更为合理，延伸率提高到5～10%，并具有良好的可镦、可焊和加工切削性能。经过本专利技术生产的产成品规格为φ7、φ9、φ11、φ13的凹螺纹高强度预应力钢筋截条或卷盘。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法，包括酸洗、钝化，拉光减径、凹螺纹刻痕，两向校直、高温加热、冷却、中低温加热、保温、冷却等生产工艺，其特征在于采用了在拉光减径的最后一级（１）同时完成凹螺纹刻痕成型，采用了恒定温度的高温中频加热（７、８），高压快速斜喷射式强制冷却（９），中低温中频加热（１１），定时保温（１２），再次斜喷射式冷却（１３）的热处理工艺。

【技术特征摘要】
1.一种凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法，包括酸洗、钝化，拉光减径、凹螺纹刻痕，两向校直、高温加热、冷却、中低温加热、保温、冷却等生产工艺，其特征在于采用了在拉光减径的最后一级(1)同时完成凹螺纹刻痕成型，采用了恒定温度的高温中频加热(7、8)，高压快速斜喷射式强制冷却(9)，中低温中频加热(11)，定时保温(12)，再次斜喷射式冷却(13)的热处理工艺。2.根据权利要求1所述的凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法，其特征在于在拉光减径工艺的最后一级拉光机(1)的机架装置(3)中置入一个可自动旋转的凹螺纹刻痕模具(2)，加工件在经过该装置的同时完成拉光减径和凹螺纹刻痕成型。3.根据权利要求1所述的凹螺纹高强度预应力钢筋的生产方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王东升，
申请(专利权)人：番禺市桥梁开发建设集团公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]