專利名稱：稀土低合金鑄鋼節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，尤其是涉及到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
據(jù)報(bào)道，鋼構(gòu)建筑是21世紀(jì)新型節(jié)能環(huán)保建筑的典范，發(fā)達(dá)國(guó)家早在八、九十年代即大量興建，它不但能滿足單體建筑造型新穎獨(dú)特、大跨度、重量輕、抗震性能好的要求，而且構(gòu)件在工廠制作，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，尺寸精度高，建設(shè)周期短，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工方便，在若干年后，可回收利用，同時(shí)建造和拆除時(shí)污染少。
節(jié)點(diǎn)是鋼架結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它起著連接交叉桿件、傳遞桿件內(nèi)力的作用，同時(shí)也是網(wǎng)架與屋面、天棚、管道、懸掛設(shè)備等連接之點(diǎn)，起著傳遞和托掛荷載的作用，因此，節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)網(wǎng)架的受力性能、制作安裝、工程進(jìn)度、用鋼量指標(biāo)以及工程造價(jià)都有直接影響。目前，鋼架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)普遍采用Q235、Q345或普通低合金鋼厚板組焊而成，采用這種節(jié)點(diǎn)存在現(xiàn)場(chǎng)制作工作量大，材料利用率不高、焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、變形量難以預(yù)測(cè)、焊接殘余應(yīng)力無(wú)法消除、焊接難度大等缺點(diǎn)。
技術(shù)內(nèi)容大型鋼結(jié)構(gòu)建筑鑄鋼節(jié)點(diǎn)、支座產(chǎn)品以及高層鋼構(gòu)建筑柱墻節(jié)點(diǎn)等產(chǎn)品，屬鋼構(gòu)建筑中的重要焊接結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明采用優(yōu)質(zhì)低合金鋼一次澆鑄成型，化學(xué)成份設(shè)計(jì)合理，通過(guò)一定的熱處理工藝來(lái)保證其良好的機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度δb≥450MPa，屈服強(qiáng)度δ5≥250MPa，延伸率≥24％；同時(shí)具有較好的焊接性能及結(jié)構(gòu)件外形美觀、精致等特性。所以在生產(chǎn)過(guò)程中，在某些工序?qū)⒉捎糜袆e于一般機(jī)械類鑄鋼構(gòu)件的工藝手段，來(lái)滿足其綜合性能和形體造型的要求。
本發(fā)明的目的在于克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種節(jié)點(diǎn)的工藝配方，一次澆注成形，并可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出多種形狀的節(jié)點(diǎn)，采用電弧爐熔煉，同時(shí)加入稀土元素，增加鑄鋼節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度。該鑄鋼節(jié)點(diǎn)的空間角度一致性能好，可保證空間連接件安裝精度的要求，便于現(xiàn)場(chǎng)施工安裝。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述稀土低合金鑄鋼節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的主要成份為(按重量百分比計(jì))Ni≤0.03、Mo≤0.15、Cr≤0.30、S≤0.015、P≤0.02、Mn＝1.10∽1.80、Si＝0.20∽0.50、C＝0.06∽0.23、余量為Fe，其特征在于其中稀土鈰的含量為0.20∽0.35。
該稀土低合金鑄造節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)工藝包括以下工藝步驟1.爐料配備及金屬液的冶煉在金屬爐料的配備方面，由于產(chǎn)品的化學(xué)成份和綜合機(jī)械性能等方面的要求均系具有良好的焊接性能的優(yōu)質(zhì)合金鋼范疇，特別是要求Cr、Ni、Cu、Mo、V等殘余元素總量不超過(guò)1％，所以爐料的配備主要的碳素鋼的鋼錠切頭或邊角料為主要爐料；輔以低P、S含量的鐵合金及輔料進(jìn)行熔煉，以保證其材質(zhì)化學(xué)成份合格。
金屬液的冶煉方面，根據(jù)相關(guān)的DIN德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，JIS日本標(biāo)準(zhǔn)以及ANSI/ASTM美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)闡述均采用電弧爐堿性氧化法熔煉工藝，本發(fā)明的冶煉工藝能滿足產(chǎn)品材質(zhì)的冶煉要求，整個(gè)冶煉過(guò)程由熔化期、氧化期、還原期、出鋼鎮(zhèn)靜等四個(gè)工步組成。
在冶煉過(guò)程中打破傳統(tǒng)工藝，采用先進(jìn)的熔氧結(jié)合工藝，在熔化期提前進(jìn)行吹氧，并將吹氧過(guò)程一直持續(xù)到氧化期終了，即將熔化與氧化結(jié)合為一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，此工藝與傳統(tǒng)工藝相比，大大地降低了鋼液中的氫的含量，避免了因鋼液含氫而造成產(chǎn)品氣孔缺陷。同時(shí)在熔氧期采用脫磷劑造渣，通過(guò)吹氧，獲得脫磷效果較好的較高堿度和較高氧化鐵含量的爐渣。在氧化期終了時(shí)有目的地將鋼液中P的含量控制在0.005以下。再者，在熔化期提前吹氧，有足夠的時(shí)間通過(guò)吹氧法進(jìn)行脫碳，使氧化期終了時(shí)，鋼液的碳含量達(dá)到痕跡值。同時(shí)由于連續(xù)的吹氧操作，可以在氧化末期獲得較高的鋼液溫度，為鋼液進(jìn)入還原期打下良好的基礎(chǔ)。
熔煉過(guò)程中還原期的主要任務(wù)是有效地脫氧、脫硫，并調(diào)整好鋼液的化學(xué)成份和鋼液溫度，使之達(dá)到出鋼的要求。主要操作是通過(guò)渣況的改變，進(jìn)行有效地脫硫、脫氧過(guò)程，造渣操作程序?yàn)榘自?-電石渣--白渣。由于在氧化末期已獲得了較高的鋼液溫度，首次白渣可創(chuàng)造良好的脫硫條件，將鋼液的S含量控制在痕跡值范圍，即S≤0.015％。電石渣的操作，主要目的是有利于鋼液的脫氧，配合鐵合金的加入，將鋼液中含氧量大幅度降低。最后還原成白渣，并及時(shí)調(diào)整其化學(xué)成份達(dá)到規(guī)定要求。
出鋼時(shí)，在底注式盛鋼桶中加入0.20∽0.35重稀土鈰對(duì)鋼水進(jìn)行孕育，以利于細(xì)化鋼的晶粒，為產(chǎn)品的熱處理工藝打好基礎(chǔ)。
2.造型工藝由于鋼構(gòu)建筑用鑄鋼構(gòu)件的立體形狀復(fù)雜，產(chǎn)品的制作多采用砂型鑄造工藝來(lái)完成。根據(jù)它對(duì)形狀、尺寸精度以及表面粗糙度的要求，一般選用水玻璃-CO2硬化型砂造型，針對(duì)一般盲孔、桿件相貫點(diǎn)特別采用自硬樹(shù)脂砂和鑄造用鉻礦砂作原砂。在造型工藝方面，著重考慮的是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)置和材料的選用。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式和壁厚、重量等因素，考慮產(chǎn)品的出品率為50-65％之間，冒口均采用保溫冒口或發(fā)熱冒口，以保證澆注系統(tǒng)有足夠的補(bǔ)縮能力，保證產(chǎn)品無(wú)縮孔、縮松等鑄造缺陷。另外，所有的澆道及澆口杯均采用成型澆道磚鋪設(shè)，減少鋼液在注入型腔時(shí)所形成的夾雜和沖砂，保證產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量無(wú)夾雜和夾砂現(xiàn)象。
3.澆注工藝鋼液冶煉還原期結(jié)束，所有的化學(xué)成份均符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，對(duì)鋼液進(jìn)行終脫氧。同時(shí)在紅熱的盛鋼桶中加入稀土出鋼。出鋼操作強(qiáng)調(diào)鋼渣同流以進(jìn)一步達(dá)到脫硫效果。
鋼液在盛鋼桶內(nèi)得到了稀土孕育，同時(shí)鎮(zhèn)靜5秒以上時(shí)間以利鋼液中雜質(zhì)的上浮凈化，保證鋼液的純凈和成份均勻。利用底注式鋼包澆注，保證了鋼渣不隨鋼液流入型腔，使產(chǎn)品毛坯無(wú)夾渣現(xiàn)象。同時(shí)減少了鋼液的吸氣時(shí)間，保證產(chǎn)品成形過(guò)程中元?dú)饪兹毕莓a(chǎn)生。
4.熱處理工藝鋼構(gòu)建筑用鑄鋼產(chǎn)品，要求具有良好的綜合性能，同時(shí)要求其無(wú)內(nèi)在應(yīng)力存在，所以有必要對(duì)其進(jìn)行熱處理。主要采用的熱處理方法的正火+回火、淬火+回火(調(diào)度處理)兩種熱處理方式。在熱處理操作中，關(guān)鍵是控制產(chǎn)品的冷卻速度。一般針對(duì)較大件的熱處理，必要時(shí)采用強(qiáng)風(fēng)冷卻，以達(dá)到所需的冷卻速度，保證材質(zhì)在相變過(guò)程中得到細(xì)化的晶粒，然后通過(guò)高溫回火達(dá)到產(chǎn)品所需的綜合性能。
權(quán)利要求
1.一種稀土低合金鑄鋼節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的成份為(按重量百分比計(jì))Ni≤0.03、Mo≤0.15、Cr≤0.30、S≤0.015、P≤0.02、Mn＝1.10∽1.80、Si＝0.20∽0.50、C＝0.06∽0.23，余量為Fe，其特征在于其中稀土鈰的含量為0.20∽0.35。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，尤其是涉及到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)工藝配方，一次澆注成形，同時(shí)在鑄造過(guò)程中加入0.20～0.35稀土元素鈰，增加鑄造節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度。該鑄鋼節(jié)點(diǎn)的空間角度一致性能好，既可保證空間鋼架結(jié)構(gòu)的精度要求，又便于現(xiàn)場(chǎng)施工安裝。
文檔編號(hào)C22C38/04GK1441134SQ0311282
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2003年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月9日
發(fā)明者傅德生 申請(qǐng)人:江蘇永益鑄管股份有限公司