[发明专利]拉拔-钎焊制备不锈钢/碳钢复合钢筋的工艺

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种拉拔-钎焊制备不锈钢/碳钢复合钢筋的工艺。

背景技术

在混凝土结构中，钢筋的腐蚀导致土木工程以及基础设施的破坏，已经成为困扰科研工作者的世界性问题。由于传统钢筋的耐腐蚀性差，易锈蚀膨胀，就会引起混凝土结构的过早破坏，尤其是在氯化物含量较高环境下的工业与民用建筑物，以及在海洋附近的建筑物。使用不锈钢钢筋可以满足要求，但不锈钢价格较高，限制了它们的应用。

不锈钢复合钢筋是一种新兴的复合材料，用于提高建筑钢筋的耐腐蚀性，满足人们对建筑设计寿命的要求，这种钢筋的表面为不锈钢，芯部为碳钢。不锈钢复合钢筋作为一种资源节约型的产品，减少贵重金属的消耗，实现低成本和高性能的完美结合，有良好的社会效益。

不锈钢-碳钢的复合钢筋的制备方法主要有拉拔、挤压以及反向凝固工艺。但前两种方法制备的复合钢筋存在以下问题：生产效率低，两金属间不能实现冶金结合，在弯曲时金属间容易出现间隙。反向凝固工艺可以实现金属间的冶金结合，但需要将不锈钢熔化，因此需要耗费大量电能，并且生产效率很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法简单、成本低、快速复合并适合工业化大批量生产的不锈钢/碳钢复合钢筋的制备方法。

本发明主要是采用碳钢钢筋做为复合钢筋的芯部原料，纯铜箔作为中间钎焊材料，通过制备钢管、拉拔、钎焊等工序而成。

本发明的制备方法如下：

1、原料：

不锈钢带材、碳钢钢筋以及铜箔材；

2、原料处理：

对不锈钢带的内壁以及碳钢钢筋的外壁进行抛刷、高压清洗、干燥处理；铜箔进行表面脱脂处理，清洗后干燥；

3、复合坯料制备：

将上述不锈钢带通过辊式成型的方法加工成不锈钢管，其内径比碳钢钢筋直径大1～2mm，与此同时在碳钢钢筋的表面螺旋卷绕一层纯铜箔材；将卷有铜箔的碳钢钢筋穿入到钢管内，钢管在成型的过程中将碳钢钢筋包裹起来，在后面拉力的作用下两者同步前进；之后，采用埋弧焊将不锈钢管进行直缝焊合。焊接后使用砂轮机将焊缝打磨平滑，进入下道工艺。

4、拉拔-钎焊：

将上述复合坯料在挤头机将端部压细，穿过拉丝模具进行减径处理，减径率为10％，一方面将管内的空气排出，另一方面是使各金属间实现紧配合；然后，将拉拔减径后的复合坯料通过高频感应线圈加热，加热温度在1150℃左右，铜箔融化，可将不锈钢与碳钢钎焊在一起，并且能够发生冶金结合。

5、后处理：将制备的不锈钢/碳钢复合钢筋进行平整矫直、表面处理、切头切尾，定尺、超声波探伤等；可根据需要将复合钢筋的表面处理，如表面拉丝、抛光等；可根据需要将制成的复合钢筋进行焊接，机械加工，弯曲成型等。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、可以有效的实现不锈钢/碳钢复合钢筋两金属间的冶金结合，结合面组织连续致密，结合强度高，钢筋的表面质量好，不锈钢壁厚分布均匀。

2、方法简单、生产连续，适合工业化大批量生产的特点。

3、所制得的不锈钢/碳钢复合钢筋与普通的不锈钢钢筋一样，具有优良的机械强度和塑性变形能力，可以进行焊接，可以进行一定的压力加工(如卷取、折弯等)制成所需形状。

附图说明

图1是本发明的生产工艺流程图。

图2是本发明实施例1复合层钢筋的径向照片

图3是本发明实施例1复合层钢筋的轴向照片

图4是本发明实施例1拉拔后界面处的金相照片

图5是本发明实施例1加热后界面处的金相照片

具体实施方式

实施例1

1、原料：采用Q195碳钢钢筋1、纯铜箔2以及304不锈钢带材3为原料，其中不锈钢钢带宽度为68mm，管壁厚2mm，碳钢钢筋的直径为16mm，铜箔的厚度为100μm。

2、原料处理：对上述不锈钢带3内壁以及碳钢钢筋1的外表面进行抛刷、高压清洗，干燥处理，纯铜箔2表面进行脱脂并清洗后干燥。

3、复合坯料制备：工艺流程如附图1所示，将上述不锈钢带3通过辊式成型的方法用轧辊4加工成不锈钢管，不锈钢管外径和内径分别为22mm和18mm，与此同时在碳钢钢筋1的表面螺旋卷绕一层纯铜箔2；

将碳钢钢筋1穿入到不锈钢管内，不锈钢管再成型的过程中将碳钢钢筋1包裹起来；

采用埋弧焊5将不锈钢管进行直缝焊合，焊接后使用砂轮机6将焊缝打磨平滑，进入下道工艺。