CN111155029A - 一种高强度钢材以及利用钢材制备网片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度钢材以及利用钢材制备网片的方法，高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备。本发明特定成分与成分比例的制备的钢材具有显著的硬度、强度以及防腐效果，且结合多次调质以及退火工艺，能减少钢材组织的粗大晶粒，使得钢材组织更加均匀，有助于获得机械性能优异的钢材，并应用在制备钢筋网片中，在保证钢筋网片综合性能的前提下，实现钢筋网片的轻量化；另外，本发明通过智能化的绑扎机将钢筋条进行钢筋网片的编制，不仅能保护钢筋条，还能有效提高钢筋网片的生产效率，精确加工，缩短周期，节约人工成本，提高企业效益。

Description

一种高强度钢材以及利用钢材制备网片的方法
技术领域
本发明涉及网片制备领域，特别涉及一种高强度钢材以及利用钢材制备网片的方法。
背景技术
钢材是对含碳量质量百分比介于0.02-2.06％之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大的变化，只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等。钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。然而，现有技术的钢材存在以下方面的不足：强度和防腐耐磨方面存在着不足；成材率低下的问题；如专利号为CN109023093A公开了一种高强度钢材及其制备方法，解决了现有钢材制备工艺老化，难以适应高强度钢材产品生产的难题，使得加工出来的钢材具有强度高，耐腐蚀的特点，便于向市场推广使用。但是钢筋网片是纵向钢筋和横向钢筋分别以一定的间距排列且互成直角、全部交叉点均焊接在一起的网片，其综合性能受钢材的综合性能影响较大，因此需要制备更加显著性能的钢材应用与钢筋网片的制备中。
但是，现有技术中，由于钢材的使用越来越广泛，但是钢材的强度以及硬度还不能满足市场的需求，因此需要提升钢材的硬度和强度，避免发生脆性断裂，延长钢材的使用寿命，并将使得钢材具有更广的应用领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高强度钢材以及利用钢材制备网片的方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以30-45℃/S升温至750-1000℃，保持10-30min后以10℃/S的冷却速度进行冷却。
优选地，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.01--0.03％、Si：0.20-0.45％、Mn：0.8-1.20％、Ni：0.02-0.30％、Al：0.001-0.008％、Ti：0.010-0.025％、Cr:0.10-0.35％、稀土金属0.01-0.35％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
优选地，所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照1-3：2-5:1-4：4-8的重量比混合。
优选地，所述原料混合熔融的是在真空度为10-50Pa的条件下升温至800-950℃。
优选地，所述一次退火为在750-850℃下保持2-5h。
优选地，所述一次调质为在850-900℃水冷淬火，600℃回火保持1-2h。
优选地，所述二次退火为900-950℃下保持1-3h。
优选地，所述二次调质为在850-950℃下加入稀土金属保持1-3h后，水冷淬火，在500-600℃下回火保持1-2h。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。
采用上述技术方案，具有如下的有益效果：
1.本发明特定成分与成分比例的制备得到钢筋能够显著提升钢材的硬度和强度，避免发生脆性断裂，稀土金属的添加协同增效，并促进钢材具有防腐效果，延长钢材的使用寿命，且结合多次调质以及退火工艺，能减少钢材组织的粗大晶粒，使得钢材组织更加均匀，有助于获得机械性能优异的钢材，并应用在制备网片中，在保证网片综合性能的前提下，实现网片的轻量化。
2.本发明通过智能化的绑扎机将钢筋条进行网片的编制，不仅能保护钢筋条，还能有效提高网片的生产效率，缩短周期，节约人工成本，提高企业效益。
3.本发明的绑扎机通过设定编程进行网片的编制，生产员能在客户端输入编制网片的规格以及编制网片的布筋间隔，便能自动进行网片的编制，使得网片加工更加精确以及便捷，可控化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例之一的一种高强度钢材的组织示意图；
图2为本发明对比例之一的一种高强度钢材的组织示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以30℃/S升温至750℃，保持10min后以10℃/S的冷却速度进行冷却，且在本实施例中，所述原料混合熔融的是在真空度为10-50Pa的条件下升温至800℃；所述一次退火为在750℃下保持2-5h；所述一次调质为在850℃水冷淬火，600℃回火保持1-2h；所述二次退火为900℃下保持1h；所述二次调质为在850℃下加入稀土金属保持1h后，水冷淬火，在500℃下回火保持1h。
其中，在本实施例中，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.01％、Si：0.20％、Mn：0.8％、Ni：0.02％、Al：0.001％、Ti：0.010％、Cr:0.10％、稀土金属0.01％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
在本实施例中，所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照1：2:1：4的重量比混合。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。
实施例2：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以45℃/S升温至1000℃，保持30min后以10℃/S的冷却速度进行冷却，且在本实施例中，所述原料混合熔融的是在真空度为50Pa的条件下升温至950℃；所述一次退火为在850℃下保持5h；所述一次调质为在900℃水冷淬火，600℃回火保持2h；所述二次退火为950℃下保持1-3h；所述二次调质为在950℃下加入稀土金属保持3h后，水冷淬火，在600℃下回火保持2h。
其中，在本实施例中，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.03％、Si：0.45％、Mn：1.20％、Ni：0.30％、Al：0.008％、Ti：0.025％、Cr:0.35％、稀土金属0.35％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
在本实施例中，所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照3：5:4：8的重量比混合。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。
实施例3：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以40℃/S升温至800℃，保持20min后以10℃/S的冷却速度进行冷却，且在本实施例中，所述原料混合熔融的是在真空度为30Pa的条件下升温至900℃；所述一次退火为在800℃下保持4h；所述一次调质为在900℃水冷淬火，600℃回火保持2h；所述二次退火为920℃下保持2h；所述二次调质为在900℃下加入稀土金属保持2h后，水冷淬火，在550℃下回火保持2h。
其中，在本实施例中，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.02％、Si：0.31％、Mn：1.0％、Ni：0.15％、Al：0.005％、Ti：0.020％、Cr:0.20％、稀土金属0.20％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
在本实施例中，所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照2：4:2：5的重量比混合。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。另外，在本实施例中，所述钢筋网片绑扎机上设置有控制装置，所述控制装置包括中央处理器，与所述中央处理器连接的定位装置，动力装置以及焊接装置，且所述动力装置与所述纵向支架、横向支架和竖向支架电连接，用于为纵向支架、横向支架和竖向支架提供驱动力，所述中央处理器还能与客户端实现信号连接，操作员在客户端便能实现对钢筋网片绑扎机的调控，进而更加便捷地实现数据的同步化，提高生产的效率。
对比例1：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、退火、调质淬火热处理工艺制备，且在所述调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以40℃/S升温至800℃，保持20min后以10℃/S的冷却速度进行冷却，且在本实施例中，所述原料混合熔融的是在真空度为30Pa的条件下升温至900℃；所述退火为在800℃下保持4h；所述调质为在900℃水冷淬火，600℃回火保持2h，其中，在本实施例中，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.02％、Si：00.31％、Mn：1.0％、Ni：0.15％、Al：0.005％、Ti：0.020％、Cr:0.20％、稀土金属0.20％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
在本实施例中，所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照2：4:2：5的重量比混合。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。另外，在本实施例中，所述钢筋网片绑扎机上设置有控制装置，所述控制装置包括中央处理器，与所述中央处理器连接的定位装置，动力装置以及焊接装置，且所述动力装置与所述纵向支架、横向支架和竖向支架电连接，用于为纵向支架、横向支架和竖向支架提供驱动力，所述中央处理器还能与客户端实现信号连接，操作员在客户端便能实现对钢筋网片绑扎机的调控，进而更加便捷地实现数据的同步化，提高生产的效率。
对比例2：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以40℃/S升温至800℃，保持20min后以10℃/S的冷却速度进行冷却，且在本实施例中，所述原料混合熔融的是在真空度为10-50Pa的条件下升温至900℃；所述一次退火为在800℃下保持4h；所述一次调质为在900℃水冷淬火，600℃回火保持2h；所述二次退火为920℃下保持2h；所述二次调质为在900℃水冷淬火，在550℃下回火保持2h。
其中，在本实施例中，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.02％、Si：0.98％、Mn：1.0％、Ni：0.47％、Ti：0.020％、Cr:0.20％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。另外，在本实施例中，所述钢筋网片绑扎机上设置有控制装置，所述控制装置包括中央处理器，与所述中央处理器连接的定位装置，动力装置以及焊接装置，且所述动力装置与所述纵向支架、横向支架和竖向支架电连接，用于为纵向支架、横向支架和竖向支架提供驱动力，所述中央处理器还能与客户端实现信号连接，操作员在客户端便能实现对钢筋网片绑扎机的调控，进而更加便捷地实现数据的同步化，提高生产的效率。
对比例3：
一种高强度钢材，所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以40℃/S升温至800℃，保持20min后以10℃/S的冷却速度进行冷却，且在本实施例中，所述原料混合熔融的是在真空度为10-50Pa的条件下升温至900℃；所述一次退火为在800℃下保持4h；所述一次调质为在900℃水冷淬火，600℃回火保持2h；所述二次退火为920℃下保持2h；所述二次调质为在900℃下加入稀土金属保持2h后，水冷淬火，在550℃下回火保持2h。
其中，在本实施例中，所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.02％、Si：00.31％、Mn：1.0％、Ni：0.15％、Al：0.005％、Ti：0.020％、Cr:0.20％、稀土金属0.20％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
在本实施例中，所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照2：4:2：5的重量比混合。
另外，本发明还提供一种利用高强度钢材制备网片的方法，所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过普通焊接机对钢筋条进行焊接成网状结构。
对实施例1-3以及对比例1-3制备的网片进行综合性能测试，结果记录如下表1：
表1
Figure BDA0002341997660000091
由表1的性能记录分析可知，本发明的网片具有显著硬度、强度以及防腐效果，避免发生脆性断裂，并结合附图1和附图2可知，实施例制备的网片的组织具有比较高的均匀性，而对比例2中的网片组织的均匀性差，含有粗大的晶粒。另外，实施例3以及对比例3比较，实施例3钢筋网片的生产效率高，周期较对比例3的短，而且生产员能在客户端输入编制钢筋网片的规格以及编制钢筋网片的布筋间隔，便能自动进行钢筋网片的编制，使得网片加工更加精确以及便捷，可控化程度高。
综合上，本发明的网片具有具有显著硬度、强度以及防腐效果，能满足市场的需求，且生产的过程中可空化程度高，有利于控制生产成本。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高强度钢材，其特征在于：所述高强度钢材通过原料混合熔融、一次退火、一次调质、二次退火、二次调质、淬火热处理工艺制备，且在所述二次调质中加入稀土金属；所述淬火热处理工艺中以30-45℃/S升温至750-1000℃，保持10-30min后以10℃/S的冷却速度进行冷却。
2.根据权利要求1所述的高强度钢材，其特征在于：所述钢材包括如下质量百分比的元素：C：0.01--0.03％、Si：0.20-0.45％、Mn：0.8-1.20％、Ni：0.02-0.30％、Al：0.001-0.008％、Ti：0.010-0.025％、Cr:0.10-0.35％、稀土金属0.01-0.35％、P≤0.010％、S≤0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的高强度钢材，其特征在于：所述稀土金属由镨、钕、钷以及镥按照1-3：2-5:1-4：4-8的重量比混合。
4.根据权利要求1所述的高强度钢材，其特征在于：所述原料混合熔融的是在真空度为10-50Pa的条件下升温至800-950℃。
5.根据权利要求1所述的高强度钢材，其特征在于：所述一次退火为在750-850℃下保持2-5h。
6.根据权利要求1所述的高强度钢材，其特征在于：所述一次调质为在850-900℃水冷淬火，600℃回火保持1-2h。
7.根据权利要求1所述的高强度钢材，其特征在于：所述二次退火为900-950℃下保持1-3h。
8.根据权利要求1所述的高强度钢材，其特征在于：所述二次调质为在850-950℃下加入稀土金属保持1-3h后，水冷淬火，在500-600℃下回火保持1-2h。
9.一种利用如权利要求1-8任一项所述的高强度钢材制备网片的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：将所述高强度钢材冷轧成钢筋条；通过设置有纵向支架、横向支架和竖向支架的钢筋网片绑扎机将所述钢筋条分别固定在钢筋网片绑扎机纵向支架、横向支架和竖向支架上，所述钢筋网片绑扎机根据设定编程进行焊接网片。
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