[發明專利]一種不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓雙道次熱鐓成型工藝

有效

• 申請號: 201710471884.2
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107297449B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 高亞男
• 申請（專利權）人: 承德石油高等專科學校
• 主分類號: B21J1/00
• 分類號: B21J1/00;B21J1/06;B21J5/02;B21H3/06
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

本發明提供一種不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓雙道次熱鐓成型工藝，包括下述步驟：(1)以不銹鋼管和碳鋼鋼筋為原料，不銹鋼管內表面和碳鋼鋼筋的外表面進行表面清理；(2)將碳鋼鋼筋穿入到不銹鋼管中并進行冷拉拔處理，減徑率5～10％；(3)將拉拔后的不銹鋼/碳鋼復合鋼筋定尺切段并兩端焊封；(4)將制備的復合坯料以20℃/s的速率高頻加熱至1100～1150℃，采用專用模具進行第一道次熱鐓螺栓桿定徑，第二道次熱鐓螺栓頭部成型；(5)熱鐓完成的螺桿在900?1050℃下保溫1～2h，快速冷卻至室溫。本發明工藝簡單，成本低，采用雙道次熱鐓工藝生產的不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓，其碳鋼與不銹鋼之間能夠形成良好的冶金結合，同時不銹鋼壁厚分布均勻，表面質量高。

技術領域

本發明涉及標準件技術領域和復合材料領域，具體涉及一種不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓雙道次熱鐓成型工藝。

背景技術

普通碳鋼螺栓作為最常見的緊固件應用十分廣泛，但是在雨雪、日曬、晝夜溫差等環境因素的影響下往往會發生腐蝕。對于碳鋼螺栓的防腐，最常見的是在碳鋼表面熱鍍和電鍍鋅層，但這種方法只對普通環境具有一定防腐蝕能力，但例如化工廠、核電站這種高腐蝕性的環境，螺栓腐蝕更加嚴重。一些重要管道或反應釜等由螺栓緊固和密封，且螺栓腐蝕又非常不起眼，但是螺栓一旦因腐蝕而失效，其影響和危害巨大。因此這種環境中普通鍍鋅碳鋼螺栓已經不能滿足其耐腐蝕要求和安全要求。

不銹鋼具有很高的抗腐蝕能力，因此不銹鋼螺栓應用而生，但是由于不銹鋼較更高，限制其大范圍使用。不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓，在碳鋼表面包覆一層不銹鋼并使兩者實現冶金結合，使其既具有單一不銹鋼的防腐能力，又較單一不銹鋼螺栓具有價格低廉的優點。

對于單一金屬的碳鋼螺栓或不銹鋼螺栓的成型工藝已經非常成熟，也有專用的螺栓加工設備，其生產過程主要有如下步驟：切料、冷鐓、搓絲、表面處理等，其生產過程中不用考慮金屬間的變形協調問題和冶金復合的問題，而對于高強度螺栓，一般采用紅打工藝，但也只是把螺栓頭部加熱到800-1000℃。因此，相對于單一金屬螺栓的成型工藝，不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓的出現本身就具有創新性，其雙道次熱鐓成型工藝又具有其自身的獨特性和操作性。

發明內容

本發明的目的是提供一種方法簡單，成本低廉，冶金復合并且適合工業化生產的不銹鋼/碳鋼冶金復合螺栓雙道次熱鐓成型工藝。

本發明采用不銹鋼管和碳鋼鋼筋作為原料，經過坯料制備，雙道次熱鐓成型、熱處理、搓絲、后處理等工序而成。

本發明的生產方法如下：

1、原料：

不銹鋼鋼管和碳鋼鋼筋。不銹鋼管為無縫管或直縫焊管，材質可根據耐腐蝕要求選擇304、304L、316、316L等，管壁厚度可根據螺栓尺寸取2～8mm；所使用的碳鋼鋼筋材質可根據強度和塑性要求選擇低碳鋼、高碳鋼、合金鋼等，碳鋼鋼筋直徑為5-50mm。不銹鋼管內徑比碳鋼鋼筋直徑大1～2mm。

2、原料及處理：

對不銹鋼管的內壁以及碳鋼鋼筋的外壁進行拋刷、高壓清洗、干燥處理，使表面粗糙度處于Rz3.2～Rz12.5之間。

3、復合坯料制備：

將上述處理完畢的碳鋼鋼筋穿入不銹鋼管內，在拉絲機上進行冷拉拔減徑處理，拉拔速度為0.05～0.5m/s，減徑率5～10％，使兩金屬緊密貼合并將管內空氣排出。拉拔后，按照冶金復合螺栓成型后的體積將冷拉復合鋼筋定尺切段；用專用鉆削工具將成段后的復合鋼筋兩端的碳鋼芯鉆削一部分，鉆削直徑與碳鋼芯直徑一致，鉆削深度略小于拉拔后不銹鋼管半徑。鉆削加工后，將裸露出的不銹鋼管進行緊口、壓實，最后用不銹鋼焊條焊封。

4、雙道次熱鐓