阅读说明：本技术 一种用于制备螺纹钢的刀具及螺纹钢制备工艺 (Tool for preparing deformed steel bar and deformed steel bar preparation process ) 是由 杜海萍 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种用于制备螺纹钢的刀具及螺纹钢制备工艺,涉及预应力桥梁、船坞、码头、建筑工程等领域。一种用于制备螺纹钢的刀具,包括刀具本体,滚丝轮本体,滚丝轮本体的齿牙呈连续螺纹状。采用本发明的刀具进行轧制的精轧螺纹筋保持了与原有方法生产螺纹钢的一切特性,而且将不连续的外螺纹变成了连续的外螺纹,使用更加安全,螺纹精度更高。(The invention provides a cutter for preparing deformed steel bars and a deformed steel bar preparation process, and relates to the fields of prestressed bridges, docks, wharfs, constructional engineering and the like. A cutter for preparing deformed steel bars comprises a cutter body and a thread rolling wheel body, wherein teeth of the thread rolling wheel body are in a continuous thread shape. The finish rolling threaded bar rolled by the cutter keeps all characteristics of the prior method for producing the deformed steel bar, and discontinuous external threads are changed into continuous external threads, so that the use is safer, and the thread precision is higher.)

一种用于制备螺纹钢的刀具及螺纹钢制备工艺

技术领域

本发明涉及预应力工程施工领域，具体而言，涉及一种用于制备螺纹钢的刀具及螺纹钢制备工艺。

背景技术

预应力混凝土用螺纹钢筋(也称精轧螺纹钢)是在整根钢筋上轧有不连续的外螺纹的大直径、高强度、高尺寸精度的直条钢筋。主要应用在大型桥梁、码头、港口、边坡锚固工程，该钢筋在任意截面处都可拧上带有内螺纹的连接器进行连接或拧上带螺纹的螺帽进行锚固，具有连接简单、施工方便等有点。

目前采用的将圆钢轧制成螺纹钢筋的常规生产方法为钢厂铸坯后在轧机上多道次轧制后成型，工艺流程为：转炉冶炼→钢包钒微合金化→LF精炼→全保护浇铸钢坯→钢坯检查→加热炉加热→控制轧制→轧后控制冷却。其生产流程过于复杂，主要难度在于外形尺寸精度高、通长稳定，必须通过相位调整装置进行对牙调整使两侧螺牙横筋在同一螺旋线上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备螺纹钢的刀具，其能够将热轧圆钢轧制出有连续的外螺纹，使用更加安全、精度更高。

本发明的另一目的在于提供一种螺纹钢的制备工艺，其能够有效减少精轧螺纹钢轧制的工艺流程。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种用于制备螺纹钢的刀具，包括滚丝轮本体，所述滚丝轮本体的齿牙呈连续螺纹状。

在本发明的一些实施例中，上述所述滚丝轮本体的齿牙牙型呈梯形状。

在本发明的一些实施例中，上述所述齿牙的螺距为10mm～26mm，所述齿牙的高度为1mm～5mm，所述齿牙的宽度为4.2mm～15mm。

第二方面，本申请实施例提供一种上述螺纹钢的制备工艺，包括以下流程：

S1、将热轧圆钢进行修整，达到轧制螺纹前要求的直径；

S2、将热轧圆钢放置于传输机构上旋转传输至加热设备内进行均匀加热；

S3、将步骤S2中加热后的圆钢继续通过传输机构进行传输至具有滚丝轮本体的滚丝机内进行轧制螺纹；

S4、将步骤S3中轧制后的螺纹钢进行后续热处理；

S5、将合格精轧螺纹钢进行收集。

在本发明的一些实施例中，上述步骤S2中的所述传输机构和加热设备分别采用斜辊传输和中频加热炉。

在本发明的一些实施例中，上述所述中频加热炉的加热温度为300℃～1150℃。

在本发明的一些实施例中，上述步骤S3中用于夹持轧制所述精轧圆钢的滚丝轮本体采用同向转动。

在本发明的一些实施例中，上述所述滚丝轮本体的转速为15r/min～45r/min。

在本发明的一些实施例中，上述步骤S3中滚丝机采用了冷却设备。

在本发明的一些实施例中，上述所述后续热处理包括正火、回火、调质、轧后余热淬火工艺。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本实施例提供一种用于制备螺纹钢的刀具，包括滚丝轮本体，滚丝轮本体的齿牙呈螺纹状。采用本发明的刀具进行轧制的精轧螺纹钢保持了与原有方法生产精轧螺纹钢的一切特性，而且将不连续的外螺纹变成了连续的外螺纹，使用更加安全，螺纹精度更高。

在实际使用时，将加热之后的圆钢置入两个滚丝轮本体之间进行轧制，对圆钢提供径向压应力，轧制出连续的外螺纹。

本实施例提供一种上述螺纹钢的制备工艺，包括以下流程：

S1、将热轧圆钢进行修整，达到轧制螺纹前要求的直径；

S2、将热轧圆钢放置于传输机构上旋转传输至加热设备内进行均匀加热；

S3、将步骤S2中加热后的圆钢继续通过传输机构进行传输至具有滚丝轮本体的滚丝机内进行轧制螺纹；

S4、将步骤S3中轧制后的工件进行后续热处理；

S5、将合格精轧螺纹钢进行收集。

本发明打破了常规的精轧螺纹钢筋生产工艺，原材料采用轧制的圆钢，无需多道次的轧机设备，主要加工设备为滚丝设备和加热设备，滚丝设备装有特制的滚丝轮，滚丝轮的牙型与螺纹钢要求的牙型相符，在滚丝机的前段设有加热装置，圆钢通过加热装置后进入滚丝机进行热滚压，滚压完成后，后续可进行在线热处理以满足精轧螺纹钢筋的力学性能要求，在此基础上制备的精轧螺纹钢能够有效减少制备工艺流程，制备更加便捷操作更加简单实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例所述滚丝轮本体结构示意图；

图2为本发明实施例所述齿牙剖视结构示意图；

图3为本发明实施例所述螺纹钢的制备工艺流程图；

图4为本发明实施例所述滚丝轮本体轧制圆钢的结构示意图。

图标：1-滚丝轮本体；2-圆钢；3-加热设备；4-滚丝机；5-冷却设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，图1所示为本发明实施例所述滚丝轮本体结构示意图；图2所示为本发明实施例所述齿牙剖视结构示意图。

本实施例提供一种用于制备螺纹钢的刀具，包括滚丝轮本体1，滚丝轮本体1的齿牙呈螺纹状。采用本发明的刀具进行轧制的螺纹钢保持了与原有方法生产螺纹钢的一切特性，而且将不连续的外螺纹变成了连续的外螺纹，使用更加安全，螺纹精度更高。滚丝轮本体1是在滚丝机4上利用金属塑性变形的方法滚压出螺纹的一种工具。利用本发明的滚丝轮本体1安装于滚丝机4中，两两一组形成对称分布，圆钢2利用两两分布的滚丝轮本体1形成的夹持应力进行轧制外螺纹。

在实际使用时，将加热之后的热轧圆钢2置入两个滚丝轮本体1之间进行轧制，对圆钢2提供径向压应力，轧制出连续的外螺纹。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，滚丝轮本体1的齿牙牙型呈梯形状。滚丝轮本体1的齿牙采用梯形状，使被轧制的圆钢2外圆上同样形成梯形状的外螺纹。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，齿牙的螺距为18mm，齿牙的高度为2.5mm，齿牙的宽度为9.6mm。

上述实施例中，齿牙的螺距为10mm，齿牙的高度为1mm，齿牙的宽度为4.2mm。

上述实施例中，齿牙的螺距为26mm，齿牙的高度为5mm，齿牙的宽度为15mm。

请参照图3和图4，图3所示为本发明实施例所述螺纹钢的制备工艺流程图；图4所示为本发明实施例所述滚丝轮本体1轧制螺纹钢的结构示意图。

本实施例提供一种上述精轧螺纹钢的制备工艺，包括以下流程：

S1、将热轧圆钢2进行修整，达到轧制螺纹前要求的直径；轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状)，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。分热轧和冷轧两种。

本发明中的圆钢2为热轧，热轧(hot rolling)是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。简单来说，一块钢坯在加热后经过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显着裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。热轧的特点：1、能耗低，塑性加工良好，变形抗力低，加工硬化不明显，易进行轧制，减少了金属变形所需的能耗。2、热轧通常采用大铸锭、大压下量轧制，生产节奏快，产量大，这样为规模化大生产创造了条件。3、通过热轧将铸态组织转变为加工组织，通过组织的转变使材料的塑性大幅度的提高。4、轧制方式的特性决定了轧后板材性能存在着各向异性，一是材料的纵向、横向和高向有着明显的性能差异，二是存在着变形织构和再结晶织构，在冲制性能上存在着明显的方向性。本发明中圆钢2为热轧的优点：细化圆钢2的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使圆钢2组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合，热轧后的圆钢2具备较高的可塑性，使轧制流程更加顺畅。

S2、将热轧圆钢2放置于传输机构上旋转传输至加热设备3内进行均匀加热；圆钢2通过加热设备3的时间与滚丝轮本体1的前进时间是相同的，圆钢2的旋转速度和前进速度都与滚丝机4相匹配。

S3、将步骤S2中加热的圆钢2继续通过传输机构进行传输至具有滚丝轮本体1的滚丝机4内进行轧制螺纹；滚丝机4是一种多功能挤压成形机床，滚丝机4能在其滚压力范围内下对工件进行螺纹、直纹、斜纹滚压等处理；直齿、斜齿及斜花键齿轮的滚轧；校直、缩径、滚光和各种成形滚压。机器有安全可靠的电——液执行和控制系统，可使每一个工作循环在手动、半自动和自动三种方式中选择。滚丝滚压工艺是一种先进的无切削加工，能有效地提高工件的内在和表面质量，加工时产生的径向压应力，能显著提高工件的疲劳强度和扭转强度，是一种高效、节能、低耗的理想工艺。滚丝机4的工作原理：L、R是参数相同的一对渐开线滚丝轮本体1，分别安装在滚丝机4的两根主轴上，并可在传动机构的驱动下同向同步旋转。R轮可由油缸驱动进行径向进给运动，L轮可通过调整机构的调整与R轮在工件P表面的压痕重合。工件P以两中心孔定位夹紧，调整夹具可使工件轴向移动，在受力时可绕夹具上过O点与机床主轴平行的轴线摆动一个Φ角，以保证工件在冷轧过程中始终保持与两滚轧轮处于自由对滚状态，同时便于装夹工件，同时通过改变滚丝轮本体1的旋向或是角度，可以加工出右旋或是左旋的具有螺纹的圆钢2即螺纹钢。

S4、将步骤S4中轧制后的圆钢2进行后续热处理；

S5、将合格精轧螺纹钢进行收集。

本发明打破了常规的精轧螺纹钢筋生产工艺，原材料采用轧制的圆钢2，无需多道次的轧机设备，主要加工设备为滚丝设备和加热设备3，滚丝设备装有特制的滚丝轮，滚丝轮的牙型与精轧螺纹钢要求的牙型相符，在滚丝机4的前段设有加热装置，圆钢2通过加热装置后进入滚丝机4进行热滚压，滚压完成后，后续可进行在线热处理以满足精轧螺纹钢筋的力学性能要求，在此基础上制备的精轧螺纹钢能够有效减少制备工艺流程，制备更加便捷操作更加简单实用。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，步骤S2中的传输机构和加热设备3分别采用斜辊传输和中频加热炉。

斜辊传输即为辊子轴线与辊道中心线相互倾斜的辊道，一般用于布棋式轧机的轧件横移。

中频加热炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至1000HZ)的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。中频炉加热速度快、中频炉生产效率高、中频炉氧化脱炭少、中频炉延长模具寿命、中频炉工作环境优越、中频炉提高工人劳动环境和公司形象、中频炉无污染、中频炉低耗能、中频炉熔炼速度快、中频炉节电效果好、烧损少、能耗低、中频炉自搅拌功能、熔炼温度及金属成分均匀、中频炉电加热作业环境好、中频炉启动性能好，空炉、满炉均可达到100％启动。通过中频加热炉对圆钢2进行加热由于该加热方式加热均匀，芯表温差极小，所以在锻造方面还大大的增加了圆钢2的寿命，由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克，其材料利用率可达95％，大大降低了使用和锻造成本。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，中频加热炉的加热温度为725℃。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，步骤S3中用于夹持轧制所述精轧圆钢2的滚丝轮本体1采用同向转动。用于轧制精轧圆钢2的一对滚丝轮本体1采用同向转动，使精轧圆钢2能够被按照螺纹状进行轧制。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，滚丝轮本体1的转速为30r/min。采用30r/min的转速进行轧制能够保证滚丝轮本体1不会出现卡刀的同时能够对圆钢2进行有效的轧制。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，步骤S3中滚丝机4采用了冷却设备5为滚丝轮本体1降温。滚丝机4内内置冷却设备5，冷却设备5是为了防止在连续轧制螺纹的过程中滚丝轮本体1温度过高导致硬度降低，避免轧制圆钢2时出现钝刀导致轧制纹路出现偏差的问题发生。

在本发明的一些实施例中，后续热处理包括正火、回火、调质、轧后余热淬火工艺。正火是—种改善钢材韧性的热处理，主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性；调质是指一种用以改善钢铁材料综合力学性能的热处理工艺。即在淬火后再经高温回火处理。其目的在于使钢铁零部件获得强度与韧性的良好配合，既有较高的强度，又有优良的韧性、塑性、切削性能等；余热淬火是指利用其它热加工余热的淬火。钢材在高温变形终了尚未冷却时，对其进行的淬火处理。这种工艺可以大幅度地提高钢材强度和韧性，所以也叫做余热强化处理。

综上，本发明的实施例提供一种用于制备螺纹钢的刀具及螺纹钢制备工艺；一种用于制备螺纹钢的刀具，包括滚丝轮本体1，滚丝轮本体1的齿牙呈螺纹状。采用本发明的刀具进行轧制的螺纹钢保持了与原有方法生产螺纹钢的一切特性，而且将不连续的外螺纹变成了连续的外螺纹，使用更加安全，螺纹精度更高。

在实际使用时，将加热之后的热轧圆钢2置入两个滚丝轮本体1之间进行轧制，对圆钢2提供径向压应力，轧制出连续的外螺纹。

本实施例提供一种上述螺纹钢的制备工艺，包括以下流程：

S1、将热轧圆钢2进行修整，达到轧制螺纹前要求的直径；

S2、将热轧圆钢2放置于传输机构上旋转传输至加热设备3内进行均匀加热；

S3、将步骤S2中加热后的圆钢2继续通过传输机构进行传输至具有滚丝轮本体1的滚丝机4内进行轧制螺纹；

S4、根据圆钢2不同级别的要求，后续处理包括正火、回火、调质以及轧后余热淬火；

S5、将合格的精轧螺纹钢进行收集。

本发明打破了常规的精轧螺纹钢筋生产工艺，原材料采用轧制的圆钢2，无需多道次的轧机设备，主要加工设备为滚丝设备和加热设备3，滚丝设备装有特制的滚丝轮，滚丝轮的牙型与螺纹钢要求的牙型相符，在滚丝机4的前段设有加热装置，圆钢2通过加热装置后进入滚丝机4进行热滚压，滚压完成后，后续可进行在线热处理以满足精轧螺纹钢筋的力学性能要求，在此基础上制备的精轧螺纹钢能够有效减少制备工艺流程，制备更加便捷操作更加简单实用。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。