[发明专利]一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合钢筋，尤其涉及一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋及其 制造工艺。

背景技术

随着我国城镇化建设的快速发展，基础设施建设如房屋、桥梁、电站、 公路等工程得到迅猛发展，有利地促进了建筑行业迈向更高的台阶，因此， 建筑用钢也在不断更新换代。在基建领域中，钢筋混凝土用钢筋是一种应 用极为广泛和重要的材料，它们作为混凝土骨架被广泛应用于基建设施 中，因而其质量和性能将直接影响着建筑设施的安全性和服役寿命。但实 际生活中钢筋混凝土长期使用在潮湿、盐碱，海洋环境等氯化物含量较高 的环境下，因钢筋腐蚀问题而造成混凝土结构的失效，给社会经济带来了 巨大的损失。

为此，相关机构对钢筋锈蚀问题都给予高度关注并开展了一系列研发 新型混凝土用钢筋的工作，如实心不锈钢钢筋，镀锌钢筋，环氧涂层钢筋 及不锈钢覆层钢筋等，其抗蚀性能都远强于普通螺纹钢。但各有特点：实 心不锈钢钢筋具有不锈钢优异的抗蚀能力和美观外表，但强度不高，生产 成本过高；镀锌钢筋只适于轻微腐蚀条件下且进行弯曲加工时容易造成热 浸镀覆盖层剥落，几乎不起保护作用；环氧涂层钢筋降低了与混凝土的粘 结强度，容易引起局部点腐蚀；不锈钢覆层钢筋是不锈钢包覆碳钢，经一 定的工艺轧制若干道次而得到，具有不锈钢优异的抗蚀性能，碳钢良好的 机械性能及较高的综合性价比，具有一定的市场竞争力。因此，不锈钢覆 层钢筋作为一种新型材料，具有广阔的应用前景。

关于不锈钢覆层钢筋的研究，已有不少成果。中国专利(申请号为 201610677162.8)提出“一种包覆轧制复合制备不锈钢复合螺纹钢筋的方 法”，将芯材用隔离层包覆后夹持到经冷弯设备冷弯的不锈钢U型槽钢中， 再在惰性气体保护状态下，利用常规焊接方法进行接缝焊接，之后加热轧 制成带肋钢筋。该方法存在焊边易开裂和腐蚀，焊后焊缝也要抛光打磨等 问题，工艺复杂，成本过高。中国专利(申请号为201510188447.0)提出 了“一种拉拔-钎焊制备不锈钢/碳钢复合钢筋的工艺”，该工艺采用了在 不锈钢钢带卷成管时，在内部包裹表面卷绕纯铜箔的碳钢钢筋芯材，再利 用埋弧焊将不锈钢管的直缝焊合，之后进行拉拔工艺和钎焊处理，得到不 锈钢/碳钢复合钢筋。此工艺存在中间层不易添加，制备过程复杂的问题， 能耗较大，生产成本高，不利于规模化。中国专利(申请号为 201020584961.9)提出了“一种不锈钢复合耐蚀钢筋”，但没有提供复合 坯料的具体制备方法。中国专利(申请号为201410622353.5)提出了“一 种屈服强度≥600MPa的复合钢筋及生产方法”，主要是通过微合金化技 术对于材料成分进行设计从而提高强度级别，满足性能要求，但是考虑合 金元素则会提高成本及工艺难度。中国专利(申请号为201510695276.0) 提出了“一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢及其复合成型工艺”，主要是通 过圆形或者方形的不锈钢坯料和碳钢芯表面经处理后利用压力机压入法 或者冷装法实现过盈配合，再将获得的组合坯料经过加热轧制得到双金属 螺纹钢。此种工艺主要是利用过盈配合使两金属实现牢固结合，但是无法 保证在加热轧制过程中结合界面是否被氧化或存在夹杂，因此界面结合性 能易波动，尤其采用过盈配合使工艺复杂，难以得到理想的结合界面。

发明内容

根据上述提出的现有不锈钢覆层钢筋生产工艺复杂性与结合界面质量不 良的技术缺陷，而提供一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋及其制造工艺。本发明 主要利用将经表面处理后的碳钢棒嵌套在不锈钢管内或者将四块不锈钢钢板 包覆在方形断面的碳钢芯外表面，再置于真空电子束焊机内抽真空再将双金 属结合缝隙焊好或者在大气环境下对双金属结合缝隙处先焊接后抽真空再封 头；将焊接封装好的复合坯料加热轧制成不锈钢覆层钢筋，从而实现制备方 法简单，成本低廉，耐蚀性较高，界面结合质量好，无需合金化，生产效率 高，可规模化生产等优点。

本发明采用的技术手段如下：

一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋的制造工艺，其特征在于包括如下步骤：

S1、原料准备：准备预设尺寸的不锈钢钢管和碳钢棒或者准备预设尺寸 的方形断面的碳钢芯和四块与所述碳钢芯配合装配的不锈钢钢板；上述所选 原料均为普通不锈钢材质或碳钢材质，不需要特殊加工处理即可获得。