[實用新型]一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒

有效

• 申請號: 201320503762.4
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN203409254U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 龐玉華;高蕾;孫琦;孫列
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;B22F3/10;B22F3/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術領域】

本實用新型屬于金屬棒材加工領域，具體涉及一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒。

【背景技術】

目前，金屬多孔材料主要有粉末燒結多孔材料、金屬纖維多孔材料、復合金屬多孔材料、泡沫金屬材料、蜂窩金屬多孔材料及金屬多孔膜幾大類，其制備方法也各具其特點，為適應新的應用要求，除了傳統的制備技術外，還發展了很多新方法，但是這些方法制備的多孔材料抗拉強度一般為200～300MPa。多孔金屬力學性能隨孔隙率變化的特性大大限制了其應用范圍，比如很多結構材料，要求重量輕，同時還要強度高，一般的多孔材料無法滿足。例如多孔鋁的抗拉強度只有鋁的1/100左右，比強度約為鋁的1/10。對于鐵的多孔材料孔隙率一般為3～30%，屈服強度范圍為70～200MPa，抗拉強度范圍為150～320MPa，并且隨著孔隙率升高強度逐漸降低。

【實用新型內容】

為了解決現有技術存在的金屬多孔材料隨著孔隙率升高而抗拉強度逐漸降低的問題，本實用新型提供了一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒，該鋼棒不僅具有普通金屬多孔材料的特性，同時具有較高的孔隙率和抗拉強度，并達到一定的減重效果。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒，包括鋼質基管、若干鋼球和基管端蓋；所述鋼質基管至少有一個開口端；所述若干個鋼球設置于鋼質基管內部，相鄰鋼球之間、鋼球與鋼質基管之間通過冶金結合相連接；所述基管端蓋安裝于密封鋼質基管的開口端，將若干鋼球封閉于鋼質基管內。

優選地，所述基管端蓋通過螺紋與鋼質基管相連接。

優選地，所述鋼質基管的壁厚是其外徑的10～20%。

優選地，所述鋼質基管的外徑為16.7～33mm。

優選地，鋼質基管上與開口端相對的另一端封閉。

進一步優選地，該高強度多孔鋼棒孔隙率為5～15%。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：

本實用新型一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒，通過在鋼質基管中內置若干鋼球，使鋼球之間、鋼球與鋼質基管之間通過冶金結合相連接；使得高強度多孔鋼棒抗拉強度高，并具有一定的減重效果，孔隙率達到5～15%、減重為10～20%，抗拉強度為500～650MPa。該鋼棒可用于結構用材料中，既要求強度，又要求重量輕的場合，比如油田上用的抽油桿、冶金機械、石油化工、能源環保和國防軍工等方面。

【附圖說明】

圖1為本實用新型一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒擠壓成型過程示意圖；

圖2為實施例所制備的高強度多孔鋼棒某一處孔隙金相圖；

圖3為實施例所制備的高強度多孔鋼棒復合-應變曲線。

其中，1、上模；2、下模；3、擠壓桿；4、基管端蓋；5、鋼質基管；6、鋼球。

【具體實施方式】

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

參見圖1所示，本實用新型一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒，包括鋼質基管5、若干個鋼球6和基管端蓋4；所述鋼質基管5至少有一個開口端；所述若干個鋼球6設置于鋼質基管5內部，鋼球之間、鋼球與鋼質基管之間通過冶金結合相連接；基管端蓋4用于封閉鋼質基管5的開口端，通過螺紋與鋼質基管5相連接。所述鋼質基管5的壁厚是其外徑的10～20%。所述鋼球6的直徑為鋼質基管5的外徑的5～10%。進一步地，所述鋼質基管5的外徑為Ф25～50mm，所述鋼球6的直徑為Ф4mm。該高強度多孔鋼棒孔隙率為5～15%、減重為10～20%。本實施例優選鋼質基管5一端封閉，一端開口。鋼質基管封閉的一端外周設有倒角，方便燒結后擠壓成型。基管端蓋4上設有通氣孔，用于燒結時惰性氣體進入鋼質基座5內，防止鋼球6氧化。

為了對本實用新型一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒，現對其具體制備方法做進一步描述，以便于更清楚的理解本實用新型所要求保護的技術思路。

本實用新型一種用鋼球制備的高強度多孔鋼棒，其制備方法包括以下步驟：

步驟一、將Ф4mm鋼球6、鋼質基管5和基管端蓋4進行酸洗，稱重，Ф4mm鋼球6的重量需保證整體減重15%，再把Ф4mm鋼球6裝入鋼質基管5，擰上基管端蓋4，制成復合坯料，稱量結果：鋼質基管5為189.9g、基管端蓋4為46.9g、復合坯料總重為334.2g，測量復合坯料尺寸：內孔高42.6mm、外徑32.9mm、壁厚3.02mm。