[实用新型]一种用钢球制备的高强度多孔钢棒

说明书

【技术领域】

本实用新型属于金属棒材加工领域，具体涉及一种用钢球制备的高强度多孔钢棒。

【背景技术】

目前，金属多孔材料主要有粉末烧结多孔材料、金属纤维多孔材料、复合金属多孔材料、泡沫金属材料、蜂窝金属多孔材料及金属多孔膜几大类，其制备方法也各具其特点，为适应新的应用要求，除了传统的制备技术外，还发展了很多新方法，但是这些方法制备的多孔材料抗拉强度一般为200～300MPa。多孔金属力学性能随孔隙率变化的特性大大限制了其应用范围，比如很多结构材料，要求重量轻，同时还要强度高，一般的多孔材料无法满足。例如多孔铝的抗拉强度只有铝的1/100左右，比强度约为铝的1/10。对于铁的多孔材料孔隙率一般为3～30%，屈服强度范围为70～200MPa，抗拉强度范围为150～320MPa，并且随着孔隙率升高强度逐渐降低。

【实用新型内容】

为了解决现有技术存在的金属多孔材料随着孔隙率升高而抗拉强度逐渐降低的问题，本实用新型提供了一种用钢球制备的高强度多孔钢棒，该钢棒不仅具有普通金属多孔材料的特性，同时具有较高的孔隙率和抗拉强度，并达到一定的减重效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用钢球制备的高强度多孔钢棒，包括钢质基管、若干钢球和基管端盖；所述钢质基管至少有一个开口端；所述若干个钢球设置于钢质基管内部，相邻钢球之间、钢球与钢质基管之间通过冶金结合相连接；所述基管端盖安装于密封钢质基管的开口端，将若干钢球封闭于钢质基管内。

优选地，所述基管端盖通过螺纹与钢质基管相连接。

优选地，所述钢质基管的壁厚是其外径的10～20%。

优选地，所述钢质基管的外径为16.7～33mm。

优选地，钢质基管上与开口端相对的另一端封闭。

进一步优选地，该高强度多孔钢棒孔隙率为5～15%。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一种用钢球制备的高强度多孔钢棒，通过在钢质基管中内置若干钢球，使钢球之间、钢球与钢质基管之间通过冶金结合相连接；使得高强度多孔钢棒抗拉强度高，并具有一定的减重效果，孔隙率达到5～15%、减重为10～20%，抗拉强度为500～650MPa。该钢棒可用于结构用材料中，既要求强度，又要求重量轻的场合，比如油田上用的抽油杆、冶金机械、石油化工、能源环保和国防军工等方面。

【附图说明】

图1为本实用新型一种用钢球制备的高强度多孔钢棒挤压成型过程示意图；

图2为实施例所制备的高强度多孔钢棒某一处孔隙金相图；

图3为实施例所制备的高强度多孔钢棒复合-应变曲线。

其中，1、上模；2、下模；3、挤压杆；4、基管端盖；5、钢质基管；6、钢球。

【具体实施方式】

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1所示，本实用新型一种用钢球制备的高强度多孔钢棒，包括钢质基管5、若干个钢球6和基管端盖4；所述钢质基管5至少有一个开口端；所述若干个钢球6设置于钢质基管5内部，钢球之间、钢球与钢质基管之间通过冶金结合相连接；基管端盖4用于封闭钢质基管5的开口端，通过螺纹与钢质基管5相连接。所述钢质基管5的壁厚是其外径的10～20%。所述钢球6的直径为钢质基管5的外径的5～10%。进一步地，所述钢质基管5的外径为Ф25～50mm，所述钢球6的直径为Ф4mm。该高强度多孔钢棒孔隙率为5～15%、减重为10～20%。本实施例优选钢质基管5一端封闭，一端开口。钢质基管封闭的一端外周设有倒角，方便烧结后挤压成型。基管端盖4上设有通气孔，用于烧结时惰性气体进入钢质基座5内，防止钢球6氧化。

为了对本实用新型一种用钢球制备的高强度多孔钢棒，现对其具体制备方法做进一步描述，以便于更清楚的理解本实用新型所要求保护的技术思路。

本实用新型一种用钢球制备的高强度多孔钢棒，其制备方法包括以下步骤：

步骤一、将Ф4mm钢球6、钢质基管5和基管端盖4进行酸洗，称重，Ф4mm钢球6的重量需保证整体减重15%，再把Ф4mm钢球6装入钢质基管5，拧上基管端盖4，制成复合坯料，称量结果：钢质基管5为189.9g、基管端盖4为46.9g、复合坯料总重为334.2g，测量复合坯料尺寸：内孔高42.6mm、外径32.9mm、壁厚3.02mm。