[发明专利]一种高强螺旋肋钢筋及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋及其加工方法，具体的说是一种高强螺旋肋钢筋及其加工方法。 

背景技术

目前常用的钢筋为螺纹钢，具体为外表面具有月牙形带肋螺纹，螺纹为纵向凸筋，横肋咬合齿，且不连续。这种螺纹钢的尺寸均按五六十年代苏联建筑钢材的标准制定，钢筋直径在6～50mm之间，具体广泛应用于建筑领域，并一直沿用至今。由于该螺纹钢外形尺寸的基圆面积率为0.94，因横肋不能受力，有效面积要损失6%～11%左右。由于该钢筋的表面带有纵向凸筋，用于钢筋混凝土工程中与混凝土的粘结力和握裹力偏弱，钢筋混凝土在受力状态下，因表面的纵向凸筋容易使混凝土向两边劈裂，不利于混凝土与钢筋之间的咬合；而横肋咬合齿分散，易挤碎切断，大滑移下即失去锚固力，锚固延性差。 

螺旋肋在钢材中的应用首次出现在螺旋肋钢丝（即预应力混凝土用钢丝）中，具体为表面具有4条连续状的凸起肋，螺旋肋钢丝相比螺纹钢有着明显的优势，具体表现为：⑴良好的锚固性能，连续状的凸起肋使钢丝与混凝土间形成连续的凹凸咬合齿，从而达到理想的锚固效果；⑵钢丝横截面积没有任何损失，虽然钢丝经过拉拔而形成凹凸不平的表面外形，但钢丝通体横截面相等，横截面积没有任何损失；⑶螺旋肋外表比较合理，一方面螺旋肋连续，基面积削弱较少，肋部面积仍可承受拉力；而带肋钢筋（螺纹钢）因横肋不能受力，有效面积要损失6%-11%左右；另一方面螺旋肋钢丝具有较高的锚固强度和刚度，且大滑移时仍具有较大承载力（锚固延性好），有利于抗震；⑷螺旋肋钢丝表面凸起多条螺旋肋，混凝土咬合齿宽厚且连续不间断，不易破碎、剪断；挤压面积大，相对肋面积大，劈裂力均匀无方向性，因此早期滑移小而后期大变形时又具有较高的锚固延性，而一般带肋钢筋横肋（螺纹钢）咬合齿分散易挤碎切断，大滑移下即失去锚固力，锚固延性差。 

以上优点是螺纹钢所不具有的，但目前螺旋肋钢丝的直径在6～10mm之间，根据其工艺无法出产出直径10mm以上的螺旋肋钢筋，因此目前市场上没有10mm以上的螺旋肋钢筋，导致10mm以上直径的螺旋肋钢筋的应用空白。 

螺旋肋钢丝（即预应力混凝土用钢丝），其生产工艺是将钢厂轧制后的圆盘条通过酸洗磷化然后经拉拔，最后进行调质处理，其中拉拔又分为6道工序，前5道为了提高螺旋肋钢丝的性能，如硬度和强度等，第6道工序是经螺旋模拉拔成型螺旋肋。由于其工艺受工装设备和工程使用要求的限制，仅能生产到10mm，不能生产大规格的钢筋。 

另外，现有的这种工艺及其生产出的螺旋肋钢丝存在以下缺点：由于先进行拉拔提高强度，再进行调质处理，从而使螺旋肋钢丝的延性较差，强屈比低；由于通过拉拔提高强度，导致其成材率低；由于模具经常要换，导致生产成本高；由于规格太小，导致使用范围窄；酸洗磷化工序产生的大量废酸无法得到有效的治理，严重环境污染；连续拉拔均采用多台大功率的拉丝机，也严重的浪费了有限的电能资源。 

由于螺旋肋钢丝本身螺旋肋形状上的缺陷，从而导致其另外一个缺点是：任意两根螺旋肋钢丝之间不能实现螺母拧固，即不能通过螺母将两根螺旋肋钢丝进行螺纹连接，只能通过锚具连接，增加了连接成本；而现有的螺纹钢可以做到以上这点，这也是目前螺纹钢的优势之一。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高强螺旋肋钢筋及其加工方法，具有良好的锚固性能，延性好，强屈比高。 

本发明解决以上技术问题的技术方案是： 

一种高强螺旋肋钢筋，其外表具有一体的至少一条连续状螺旋肋，按重量百分比包含以下组分：C：0.25～0.4%，Si：0.1～0.2%，Mn：0.3～0.45%，Nb：0.04～0.05%，Cr:0.08～0.09%，V：0.01～0.04%，B：0.002～0.003%，Mo：0.001～0.003%，Al：0.015%～0.03%，S：0.002～0.003%，Ti：0.008%～0.009%，Ni：0.004%～0.005%，复合稀土：3～5%，余量为Fe。

高强螺旋肋钢筋的加工方法，按以下步骤进行： 

⑴将冶炼好的钢筋送入加热炉加热到1150～1250℃，然后经在线冷却装置通过压缩空气或雾状淬火液快速冷却到700～750℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时15～25秒钟淬火，然后经过回火加热炉加热到660～680℃回火，再通过回火冷却装置冷却处理到常温；

⑵用轧辊将钢筋热轧成表面具有连续状螺旋肋，热轧温度为990～1150℃；