CN100387896C - 一种具有加强结构的复合不锈钢条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有加强结构的复合不锈钢条及其制造方法，尤其是一种有填充物的复合不锈钢条，它是通过在不锈钢条内增加靠近不锈钢管内壁的钢丝来加强复合不锈钢条，以及复合不锈钢条的制造方法。属于装饰材料制造领域。这种复合不锈钢条的强度可以比以往提高百分之八十以上。使用本方案中的复合不锈钢条可以比传统的不锈钢管更加抗击打、抗弯折、防剧断，可用于生产高性价比的防盗网。

Description

一种具有加强结构的复合不锈钢条及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种具有加强结构的复合不锈钢条及其制造方法，尤其是一种有填充物的复合不锈钢条及其制造方法，属于装饰材料制造领域。

【背景技术】

目前，公知细长的不锈钢条，一般由不锈钢管(有缝管或无缝管，其横断面有圆形、椭圆形、矩形或多边形及各种异型管)制成，并以不锈钢为材料。不锈钢管经过抛光后表面很漂亮，常常用于需要装饰的场所，比如用来制作家庭用的防盗网。由于不锈钢的价格较高，所以人们在生产装饰用的不锈钢管的时候，会使管壁较薄一些以达到降低成本的目的，但是这样做不锈钢管的强度就同时降低了，生产出来的不锈钢防盗网防盗效果差。本发明人的实用新型专利ZL200420064102.1，名称为复合不锈钢条的实用新型新技术中初步解决了以上问题，但在实际的生产中又有了新的发现：那就是在人造石中加有钢丝的复合不锈钢条的强度质量不稳定，以及钢丝的添加量大。在实用新型专利ZL200420064102.1的实施过程中，不锈钢管中钢丝只能随机放置，效果不理想。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种具有加强结构的复合不锈钢条及其制造方法，尤其是一种有填充物的复合不锈钢条，它是通过在较薄且细长的不锈钢管内增加靠近不锈钢管内壁的钢丝来加强复合不锈钢条，以及所述复合不锈钢条的制造方法。它的主要用途是用来生产不锈钢防盗网，可以显著提高不锈钢防盗网的强度。

目前尚没有在复合不锈钢条内加入靠近不锈钢管内壁、并分布在不锈钢管内壁四周的钢丝来实现增加强度及减少钢丝用量的商品和技术。本发明的复合不锈钢条与本人的实用新型专利ZL200420064102.1中的复合不锈钢条相比较，当时并没有构想到把与不锈钢管长度相同的钢丝固定在环状的物体的外侧，形成一个钢丝管，或者由钢丝之间通过编织而成一个钢丝管，然后将钢丝管插入不锈钢管内来达到使钢丝均匀分布于不锈钢管内壁四周的办法。经过多次实验，采用所述的钢丝管的结构后，整条复合不锈钢条的强度提高80％以上。即，至少需要使用超过原来80％以上的力才能将所述结构的钢管折弯。另一个要求钢丝均匀放置于复合不锈钢管内壁四周的原因是，能明显提高人造石的塑性，使复合不锈钢条的韧性更好。在发明人实际测试中，它可以使干硬的水泥沙浆棒弯曲九十度而不折断，这是以前没有的新特点。

本发明人通过数次试验发现：只有当钢丝均匀放置于不锈钢管内壁四周时，钢丝对复合不锈钢管的加强才是最均匀和最省钢丝的。当然在保证有钢丝放置于不锈钢管内壁四周的情况下，复合不锈钢条中不锈钢管管道内又多放置一些钢丝也是可以的，同本发明的原理是基本一致的，效果也相差不大。

本发明人的实用新型专利ZL200420064102.1，名称为复合不锈钢条的实用新型新技术中虽然初步解决了强度问题，但在实际的生产中也发现了新的问题：那就是在人造石中加有普通钢丝的复合不锈钢条的强度虽然很高，用它生产出来的不锈钢防盗网也较结实，但小偷用手工锯却能把防盗网中的复合不锈钢条锯断，从而达到入室盗窃的目的。因此，本发明还希望提供一种在复合不锈钢条中加入高硬度钢丝的技术，将使小偷难以锯断复合不锈钢条。目前尚没有在复合不锈钢条中加入高硬度钢丝来实现增加强度及防锯的商品和技术，这是因为：高硬度钢丝比较脆、容易折断，通常不会被考虑应用到在复合不锈钢条中。而本发明则利用高硬度钢丝硬度高的特性，在此放入高硬度钢丝恰好解决了防锯的问题。同时由于本方案中，高硬度钢丝是在凝固的水泥、人造石的包裹中，可以很好的保护高硬度钢丝使之不易被折断。

高硬度钢丝如材料：W6Mo5Gr4V2钢制成的钢丝是硬度很高的金属丝，本发明中高硬度钢丝指的是钢丝硬度大于洛氏硬度HRC50的钢丝，高硬度钢丝价格虽然较高，但它们可以防锯。采用装有高硬度钢丝的复合不锈钢条生产出来的防盗网具有使小偷不容易用锯子锯开防盗网的防锯效果，所以复合不锈钢条中不锈钢管内可以有高硬度钢丝。本发明人的多次试验证明：复合不锈钢条内的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC50时，截面30平方毫米的高硬度钢丝已不易被高碳钢锯条锯断；复合不锈钢条内的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC55时，截面3平方毫米的高硬度钢丝已不易被高碳钢锯条锯断；复合不锈钢条内的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC60时，截面3平方毫米的高硬度钢丝已不易被高速钢锯条锯断。用高碳钢生产的高碳钢丝的硬度较高，可以达到本发明中所指高硬度钢丝的要求，而价格不高，因此本发明的防锯复合不锈钢条中的高硬度钢丝可以是高碳钢丝。

本发明的复合不锈钢条与本人的实用新型专利ZL200420064102.1中的复合不锈钢条相比，实用新型专利ZL200420064102.1中的复合不锈钢条中也提到加入钢丝，但在一般情况下由于复合不锈钢条中填充的人造石是以水泥为主要胶结材料的，所以使用的钢丝自然也就是一般的建筑用钢丝。一般用途低碳钢丝是《普通低碳钢热轧圆盘条》GB/T701中规定的钢号拉制而成的，适用于建筑用途，在这个一般用途低碳钢丝力学性能中，建筑用钢丝的抗拉强度为大于550Mpa。在复合不锈钢条中因为人造石对钢丝的粘结力有限，而且在生产防盗网的时候又往往是一小段一小段使用，这样人造石对钢丝的粘结力就更小，这时如果不是为了防锯，加大钢丝的抗拉强度到1700Mpa以上是没有必要的浪费，因为多次的实验表明，在正常使用于防盗网上的复合不锈钢条中，如果复合不锈钢条边上被撬开时，抗拉强度在1700Mpa，横截面积在1.5平方毫米以上的钢丝均已从包裹它的水泥中脱出，所以以前的复合不锈钢条出于降低生产成本的考虑，是不会填充高硬度钢丝的，填充高硬度钢丝的目的只有一个，那就是防止小偷用锯子锯。

如河北省安平县天天旺拔丝镀锌厂生产的建筑用钢丝抗拉强度在550-850Mpa之间。按照黑色金属HRC硬度与其他硬度、强度换算(GB/T1172-1974)表中查出，抗拉强度小于1500Mpa的碳钢的硬度小于HRC45，而一般的手工锯条的锯齿硬度在HRC60以上，所以一般的手工锯可以较轻松地锯断建筑用钢丝，从而锯断复合不锈钢条。本发明中由于在复合不锈钢条中加入高硬度钢丝，加入的高硬度钢丝的硬度在HRC50以上，硬度较高，所以不易锯断，达到防锯效果。本发明中，普通钢丝指的是硬度小于洛氏硬度HRC50的钢丝。

此外为了防止当不锈钢条弯曲时钢丝从包裹它的水泥或人造石中脱出，可以将钢丝的表面预制成粗糙面，提高钢丝同水泥或人造石之间的牢固程度。钢丝外表面为粗糙面，指的是表面经过处理的粗糙面、螺纹面、扁平面、波浪面、扭曲面，比如螺旋肋钢丝、三面刻痕钢丝等异形钢丝。本发明中所述的钢丝还可以用钢管、钢带或弧形钢带替代，其作用是提高钢丝同人造石之间的粘结力。因此本发明中所指的钢丝的截面可以是各种有利于提高钢丝同人造石接触面的形状，并不一定为圆形。

在复合不锈钢条的外表面有一层塑料膜或纸覆盖，可以便于复合不锈钢条的运输和存放。

本发明中不锈钢管管道内填满的人造石，是指：由一种或一种以上的液体与其它的液体或固体相混合，成为可以流动的混合物，此混合物随时间变化而变硬。人造石可以是以水泥为主要胶凝材料的人造石，也可以是以聚合物为主要胶凝材料的人造石。人造石还可以是沥青混凝土、水玻璃混凝土、石膏混凝土。

把所需长度的钢丝固定在多个环状材料的外环或内环上，固定的方法可以用捆绑、焊接、粘连的方法，钢丝分布在环状材料的环上，环状材料可以是金属，也可以是塑料等有机材料，环状材料的结构可以是圆环，也可以是多边形环，还可以是螺旋形结构，钢丝固定在多个环状材料的外环或内环上后呈管状结构，本发明中称之为钢丝管A。所述的钢丝管A还可以由钢丝编织而成。

本人做过如下试验：第1组为304不锈钢圆管，管壁厚度0.26毫米，直径1.9厘米；第2组为304不锈钢圆管，管壁厚度0.26毫米，直径1.9厘米，管内填充水泥沙浆；第3组为304不锈钢圆管，管壁厚度0.26毫米，直径1.9厘米，管内填充水泥沙浆及随机放入4根直径1.7毫米抗拉强度1300Mpa的钢丝；第4组为304不锈钢圆管，管壁厚度0.26毫米，直径1.9厘米，管内填充水泥沙浆及沿管道内壁放置4根直径1.7毫米抗拉强度1300Mpa的光面钢丝，钢丝的放置结构参考图4；第5组为304不锈钢圆管，管壁厚度0.26毫米，直径1.9厘米，管内填充水泥沙浆及沿管道内壁放置4根直径1.7毫米抗拉强度1300Mpa表面粗糙的异形钢丝，钢丝的放置结构参考图4；第6组为304不锈钢圆管，管壁厚度0.26毫米，直径1.9厘米，管内填充水泥沙浆及沿管道内壁放置3根直径1.7毫米抗拉强度1300Mpa表面粗糙的异形钢丝及外加一根横截面积2.7平方毫米的高硬度钢丝，高硬度钢丝的硬度为HRC61，钢丝的放置结构参考图4。这6组分别在本人自制的抗折力实验机上进行抗折力实验，实验的数据为第1组抗折力为61公斤；第2组抗折力为168公斤；第3组抗折力为179公斤；第4组抗折力为253公斤；第5组抗折力为321公斤；第6组抗折力为325公斤。以上实验中第1至第5组可以用普通锯条锯断，第6组锯断了10根高碳钢锯条也没锯断。以上实验中很明显的就是：第4组的复合不锈钢条是沿管道内壁放置钢丝，它的强度比第3组的随机放置要强；还有就是第5组的强度增加的非常显著，这说明了在复合不锈钢条内沿不锈钢管内壁放置表面粗糙的钢丝对复合不锈钢条的加强作用非常明显。本次实验中，第4、第5、第6组为沿管道内壁放置钢丝，它们的抗折力比第1组的抗折力增加了4倍以上，比现有本人的实用新型专利ZL200420064102.1中所提供技术的第2、第3组的抗折力提高了40％，这说明了第4、第5、第6组比现有技术的第2、第3组有明显进步。本次实验中，第5、第6组的抗折力比现有技术中的第2、第3组的抗折力提高了1.7倍以上，但生产中的材料成本第5、第6组只比现有技术中的第3组增加不到5％。

综上所述，本发明提供了一种具有加强结构的复合不锈钢条，其外壳由不锈钢管制成，管内填充有人造石，其特征在于：

管内还填充有钢丝，所述的钢丝沿不锈钢管内壁放置；

所述的沿不锈钢管内壁放置的钢丝距离不锈钢管内壁的平均距离小于3毫米；

所述的钢丝的横截面积的总和小于2平方厘米；

所述的不锈钢管管壁平均厚度小于或等于0.5毫米但大于0.01毫米；

所述的不锈钢管其横截面积大于1平方厘米且小于80平方厘米；

所述的不锈钢管其长度在0.5米以上；

不锈钢管管道内填有坚硬的人造石，人造石的体积大于不锈钢管管内总容积的60％。

所述的钢丝外表面为粗糙面。

所述的不锈钢管表面为光滑面。

其特征在于：所述的钢丝沿不锈钢管内壁四周等距离放置。

所述的钢丝的数量为三条或三条以上。

所述的复合不锈钢条长度在4.8米至8.1米之间，其横截面积在1至9平方厘米范围内，人造石是以水泥为主要胶凝材料的人造石。

所述的钢丝为高硬度钢丝。

所述的高硬度钢丝可以是高碳钢钢丝。

所述的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC55。

所述的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC60。

所述的复合不锈钢条中同时填充高硬度钢丝和普通钢丝。

所述的钢丝还可以用钢管、钢带或弧形钢带替代。

所述的复合不锈钢条的外表面有一层塑料膜或纸覆盖。

本发明还提供了上述的一种具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，所述的步骤是：

a、将钢丝固定在环状的物体的外侧，形成一个钢丝管A，所述的环状物体可以是金属或塑料制成的环；

b、所述的钢丝管A的直径小于不锈钢管的直径，所述的钢丝管A同不锈钢管内径的直径的差小于3毫米；

c、将所述的钢丝管A插入不锈钢管内并固定；

d、把还没有凝固的胶凝材料充满插入钢丝管A的不锈钢管内，填充胶凝材料时在不锈钢管管口的上方留有排气口；

e、等不锈钢管内充满胶凝材料后，清洁及处理不锈钢管两端头残留的胶凝材料，等待胶凝材料硬化。

所述的步骤d中，往不锈钢管内灌浆的时间不少于2秒钟；

往不锈钢管内灌浆时使不锈钢管保持振动；

所述的金属或塑料制成的环，可以为圆环、方形、多边形环或螺旋形结构。

所述的钢丝管A还可以由钢丝编织而成。

所述的钢丝管A同不锈钢管的长度相差小于20厘米

在胶凝材料硬化后，在钢条的外表面包裹一层塑料膜或用纸覆盖。

只要50％以上的钢丝沿不锈钢管内壁放置就能达到增加强度的目地，所以本发明中：所述的钢丝沿不锈钢管内壁放置，其中所述的钢丝指的是沿不锈钢管内壁放置的钢丝，不一定为不锈钢管内全部钢丝。

本发明的有益效果在于：

1、提高不锈钢管强度，减少不锈钢管厚度和钢丝的使用量，可以降低不锈钢使用量，降低成本。

2、使用本方案中的复合不锈钢条可以比传统的不锈钢管更加抗击打、抗弯折、防剧断，可用于生产高性价比的防盗网。

3、批量生产简便。

4、生产和制造成本低。

5、易于运输和存放。

【附图说明】

图1是复合不锈钢条的示意图。

图2是沿图1中复合不锈钢条的A-A处的刨面示意图。

图3是沿图1中复合不锈钢条的A-A处的另一种刨面示意图。

图4是沿图1中复合不锈钢条的A-A处的另一种刨面示意图。

图5是钢丝管A的示意图。

图6是复合不锈钢条的半刨示意图。

图7是沿图1中复合不锈钢条的A-A处的另一种刨面示意图。

图8是内置弧形钢带的复合不锈钢条示意图。

图9是方型的复合不锈钢条示意图。

图中，1、不锈钢管，2、人造石，3、钢丝，4、高硬度钢丝，5、金属环，6、弧形钢带。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施例1，如图1、图2所示，沿图1中复合不锈钢条的A-A处的刨面示意图，如图2所示，在不锈钢管1中填充有人造石2，钢丝3沿不锈钢管1的内壁均匀放置，钢丝3距离不锈钢管1内壁的平均距离小于3毫米。

具体实施例2，如图3所示，图3中，在不锈钢管1内，除钢丝3外还有高硬度钢丝4。高硬度钢丝4同人造石紧密结合，可以起到良好的防锯功能，并不易被折断。

具体实施例3，如图4所示，图4中，填充的全部是高硬度钢丝4，高硬度钢丝4的外表面是粗糙面，与人造石结合的很紧密。

具体实施例4，如图5所示，图5是钢丝管A的示意图，高硬度钢丝4固定在金属环5上，形成了钢丝管A。钢丝管A的直径小于不锈钢管的内径，其直径差小于3毫米。

具体实施例5，如图6所示，图6是复合不锈钢条的半刨示意图，图中刨开了一小段复合不锈钢条。图中，不锈钢管1中填充有人造石2，钢丝3沿不锈钢管1的内壁均匀放置，钢丝3和高硬度钢丝4距离不锈钢管1内壁的平均距离小于3毫米。

具体实施例6，如图7所示，图7为在多数钢丝沿管壁四周放置的情况下，管内其它位置还放置有高硬度钢丝4的结构，这个管内其它位置放置的高硬度钢丝4可以起到美观的作用，在增加抗折力上帮助不大，增加抗折力的是沿管壁放置的钢丝3。

具体实施例7，如图8所示，图8为内置弧形钢带的复合不锈钢条示意图。

具体实施例8，如图9所示，图9为是方型的复合不锈钢条示意图。

具体实施例9，光亮处理过的不锈钢管内是人造石。其中不锈钢管的长度为6米，管壁厚度为0.5毫米，管的直径为1.9厘米，钢丝管A由6米长的8条钢丝，用胶布固在直径1.2厘米的6个金属环外环上组成，在不锈钢管内的人造石由水泥沙浆硬化后组成，不锈钢管管道内壁边上沿管道内壁四周放置的钢丝为抗拉强度为800Mpa，直径为2.5毫米的刻痕钢丝8条。

具体实施例10，光亮处理过的不锈钢管内是人造石。其中不锈钢管的长度为6米，管壁厚度为0.4毫米，直径为1.9厘米，钢丝管A由6米长的8条钢丝，用胶布固在直径1.2厘米的10个金属环外环上组成，不锈钢管内的人造石由水泥沙浆硬化后组成，不锈钢管管道内壁边上沿管道内壁四周放置的钢丝为7条抗拉强度为910Mpa，直径为2毫米的刻痕钢丝和一条直径为2.5毫米硬度HRC56的用高碳钢生产出来的高硬度钢丝，复合不锈钢条的整条表面有一层塑料膜覆盖，覆盖的方法是用一管状的塑料膜套上并封口。

具体实施例11，光亮处理过的不锈钢管内是人造石。其中不锈钢管的长度为6米，管壁厚度为0.25毫米，直径为1.9厘米，不锈钢管内的人造石由水泥沙浆硬化后组成内，不锈钢管管道内壁边上沿管道内壁四周放置的钢丝(3)为4条抗拉强度为1200Mpa直径为2.5毫米的刻痕钢丝和一条直径为3毫米的硬度HRC56的高硬度钢丝，复合不锈钢条的整条表面有一层塑料膜覆盖，覆盖的方法是用一管状的塑料膜套上并封口。

具体实施例12，光亮处理过的不锈钢管内是人造石，不锈钢管的长度为6米，管壁厚度为0.3毫米，管的直径为2.2厘米，不锈钢管内的人造石由硅酸盐水泥沙浆硬化后组成，不锈钢管管道内壁边上沿管道内壁四周放置的钢丝为20条抗拉强度为1800Mpa直径为0.5毫米的钢丝，钢丝管A由钢丝之间通过编织而成，复合不锈钢条的整条表面有一层塑料膜覆盖，覆盖的方法是用一管状的塑料膜套上并封口。

Claims (20)

1.一种具有加强结构的复合不锈钢条，其外壳由不锈钢管制成，管内填充有坚硬的人造石，其特征在于：

管内还填充有钢丝，所述的钢丝沿不锈钢管内壁放置；

所述的沿不锈钢管内壁放置的钢丝距离不锈钢管内壁的平均距离小于3毫米；

所述的钢丝的横截面积的总和小于2平方厘米；

所述的不锈钢管管壁平均厚度小于或等于0.5毫米但大于0.01毫米；

所述的不锈钢管其横截面积大于1平方厘米且小于80平方厘米；

所述的不锈钢管其长度在0.5米以上；

所述不锈钢管内填充的坚硬人造石的体积大于不锈钢管管内总容积的60％。

2.根据权利要求1所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的钢丝外表面为粗糙面。

3.根据权利要求1所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的不锈钢管表面为光滑面。

4.根据权利要求1、2、3中任一项所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的钢丝沿不锈钢管内壁四周等距离放置。

5.根据权利要求4所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的钢丝的数量为三条或三条以上。

6.根据权利要求5所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的复合不锈钢条长度在4.8米至8.1米之间，其横截面积在1至9平方厘米范围内，人造石是以水泥为主要胶凝材料的人造石。

7.根据权利要求6所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的钢丝为高硬度钢丝。

8.根据权利要求7所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的高硬度钢丝是高碳钢钢丝。

9.根据权利要求8所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC55。

10.根据权利要求8所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的高硬度钢丝的钢丝硬度大于洛氏硬度HRC60。

11.根据权利要求6所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于：所述的复合不锈钢条中同时填充高硬度钢丝和普通钢丝。

12.根据权利要求1所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于，所述的钢丝采用钢管、钢带或弧形钢带制成。

13.根据权利要求1所述的具有加强结构的复合不锈钢条，其特征在于，所述的复合不锈钢条的外表面有一层塑料膜或纸覆盖。

14.一种如权利要求1所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，所述的步骤是：

a.将钢丝固定在环状的物体的外侧，形成一个钢丝管A，所述的环状物体是金属或塑料制成的环；

b.所述的钢丝管A的直径小于不锈钢管的直径，所述的钢丝管A同不锈钢管内径的直径的差小于3毫米；

c.将所述的钢丝管A插入不锈钢管内并固定；

d.把还没有凝固的胶凝材料充满插入钢丝管A的不锈钢管内，填充胶凝材料时在不锈钢管管口的上方留有排气口；

e.等不锈钢管内充满胶凝材料后，清洁及处理不锈钢管两端头残留的胶凝材料，等待胶凝材料硬化后形成坚硬的人造石。

15.根据权利要求14所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，所述的步骤d中，往不锈钢管内灌浆的时间不少于2秒钟。

16.根据权利要求14所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，往不锈钢管内灌浆时使不锈钢管保持振动。

17.根据权利要求14所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，所述的金属或塑料制成的环为圆环、方形、多边形环或螺旋形结构。

18.根据权利要求14所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，所述的钢丝管A由钢丝编织而成。

19.根据权利要求14所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，所述的钢丝管A同不锈钢管的长度相差小于20厘米。

20.根据权利要求14所述的具有加强结构的复合不锈钢条的制造方法，其特征在于，在胶凝材料硬化后，在钢条的外表面包裹一层塑料膜或用纸覆盖。

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