SE539627C2 - Dynamisk bergbult och förfarande för tillverkening av i sådan ingående dragstång. - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en bergbult och förfarande för tillverkning av en dragstångingående i en sådan. Enligt förfarande kallbearbetas genom räcksmide i ett valsverk ettmassivt stångformigt ämne med en bearbetningsgrad som varieras lokalt ilängdriktningen så att ämnet, med avseende på centrumaxeln uppvisar en tvärsnittsprofilsom utefter längden omväxlande bildar en serie av, - ankarpartier (1a) med en textur avsedd att vidhäfta i gjutmassan, respektive - skaftpartier (1s) med en ytkonfiguration avsedd att medge glidning relativtgjutmassan, och - att nämnda lokalt bearbetade partier (1a, 1s) bildas utefter i förväg bestämda dellängder (La, Ls) av ämnet.

Description

Dynamisk bergbult och förfarande för tillverkning av i sådan ingående dragstång Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för tillverkning av en dragstång avseddatt bilda del av en bergbult enligt ingressen till patentkravet 1. Uppfinningen avser också endynamisk bergbult enligt ingressen till patentkravet 8.

Bultning är den vanligaste förstärkningen av sprickrikt berg i gruvor och tunnlar föratt åstadkomma ett förstärkt tak. Bergbulten förs in borrhål och säkras därefter. Miljonerbergbultar förbrukas i världen varje år. Ett grundläggande krav på bergbultar är att de skallvara kostnadseffektiva, dvs. billiga att tillverka och bära stor last. Vid bergförstärkningdimensioneras normalt bergbultar utgående från beräknad stillastående statisk last.Emellertid kan berg sällan betraktas som idealt statiskt utan på grund av sprickbildning ochrörelser kommer berget att uppträda mer eller mindre dynamiskt vilket innebär att bergbultarockså utformas och dimensioneras utgående från uppträdande dynamisk lastpäverkan. Medbergbult av s.k. dynamisk typ avses bergbult med särskilt hög förmåga att uppta och bärauppträdande rörelser i berg.

En kostnadseffektiv bergbult av det slag som är avsedd att ingjutas är så kalladkamstålsbergbult, som innefattar en varmvalsad stång av massivt stål som likt armeringsstälför betong är försedd med ingreppsorgan eller ankare i form av radiellt utgåendekraftöverföringskammar (ribbor/flänsar/utsprång) vilket i form av en textur eller bildadytskrovlighet sträcker sig i stångens tvärriktning ut från stångens yta eller periferi. Bergbultenär avsedd att införas i ett borrhål vilket har i förväg fyllts med gjutmassa så attkamstångsbulten omsluts med gjutmassa i borrhålet. Vid borrhålets mynning förseskamstångsbulten med ett ändbeslag, vanligen i form av mutter och bricka, som ansätts motdet område av bergmaterial som omger borrhälsmynningen och med vilket ändbeslagbergbulten kan ges viss grad av förspänning. Stälets sträckgräns hos nämnda typ avvarmvalsade bergbult är normalt ca 250-600 MPa.

För att bära dynamisk last, dvs. last från bergmassor i rörelse, har det visat signödvändigt att åstadkomma bergbult med högre hållfasthet och förmåga att klara enbetydande deformation och töjning utefter sin längd. Förbättrad deformationstålighet ärsärskilt intressant vid bergbultar som används i sprickrikt berg, där bergbulten belastas lokaltutefter platser där den korsar stora bergsprickor mellan block. För att effektivt utnyttjabergbultens töjningsförmåga måste sektioner av en bergbult som korsar sprickor mellanblock i berget tillåta väsentlig grad av deformation och förlängning. Med förlängning avses idenna del såväl deformation inom det elastiska området som inom det plastiska medkvarvarande bestående deformation. Väsentligt är dock att bergbulten via gjutmassan är fast förankrad i respektive block mellan uppträdande sprickor. 2 Sättning av bergbult är idag väsentligen mekaniserad. Bergbultarna är vanligenrätlinjigt anordnade i ett magasin hos ett fordon och medelst griporgan förskjutbara till enutmatningsöppning i magasinet. Medelst en svängbar arm grips bergbultarna, förs i linje meden borraxel för att linjärt skjutas in i borrhålet. Ytterligare ett grundläggande krav på bergbultär att de är anpassade för mekaniserad sättning varvid en rätlinjig bergbult är att föredra.

Normalt belastas bergbultar mest i området för borrhålets väggyta varvidbelastningen minskar i riktning in mot borrhålets botten. Det faktum att bergbultar belastashårdast i området intill väggytan innebär att brott vid gänga eller mutter är vanliga. I sprickriktberg belastas bergbulten dessutom lokalt där bergbulten korsar bergsprickor varvidbergbulten måste uppvisa god lastbärande kapacitet och deformationsförmåga utefter heladess längd för att fungera på avsett sätt i sprickrikt berg.

Från SE 532 203 är känd bergbult för ingjutning i berg. Denna bergbult innefattar ettlångsträckt circulärcylindriskt massivt skaft eller stång med ett gängat parti i en huvudände.Skaftet innefattar utefter sin längd omväxlande skaftpartier och ankarpartier. Nämndaankarpartier är bildade genom stukning eller kalldeformation varvid skaftet i vissa partier haromformats till breddade integrerade ankare genom att stången: Genom omfördelning avmetallvolym i tvär eller radiell riktning har stången plattats ut i lokala plan som är orienteradevinkelrätt mot stångens längdriktning erhåller stången en oregelbunden form vilket gör denolämplig för mekanisk sättning. Skaftpartierna som väsentligt längre, enligt beskrivningenminst 10 gånger längre än ankarpartierna, är avsedda att glida relativt gjutmassan i borrhåletoch ta upp lokal av bergdeformation orsakad dragtöjning mellan lokalt förankrade ankare.

Skaftet tvärsnittsprofil utefter centrumavsnitt av längdaxeln vars partiers tvärsnittform skiljer sig uppvisar härvid omfattande dimensionsövergångar med varierandeväsentligt från stångens allmänna centrumavsnitt och därmed kan ge upphov till utmattningsskador. Med uttrycket centrumavsnitt avses i det följande i princip decirkulärcylindriska skaftpartiernas avsnitt eller allmänna profilform emedan dessa utgörhuvuddelen av skaftet. Nämnda stukade ankarpartier uppvisar högre sträckgräns änangränsande circulärcylindriska skaftpartier.

Tack vare bergbultens många förankringspunkter via nämnda ankare erhålls enväsentligen säker bergbult i jämförelse med den typ av kända bergbultar som bara ärförankrad i någon enstaka punkt utefter sin längd har ett skaft med slät yta vid vilken ett brottvid nämnda ankare kan leda till en fullständig förlust av bergbultens bärande förmåga.

Det är emellertid väl känt att utmattningsskador i bergbultar initieras och utvecklas iområden där töjningarna är som störst, typiskt i ytan vid dimensionsövergångar och skarpakälar, vid fogar och vid yttre och inre defekter i materialet. Det är därför viktigt attkonstruktionsmässigt, i så stor utsträckning som möjligt, eliminera varje sådan uppträdande spänningstopp. Metalliska material är känsliga för utmattning vid dynamisk last och cykliskt 3 uppträdande lastväxlingar. Skador kan uppstå efter upprepade spänningsväxlingar varsnivåer kan ligga väl under materialets statiska hållfasthet. Det är väl känt att materialvalet ärav mindre betydelse vid dynamisk utmattning utan skaderisken bestäms i huvudsak av denkonstruktiva utformningen. För att uppnå god utmattningshållfasthet är det därför viktigt attminimera antalet initieringsställen i ytan. Detta görs genom att sträva efter så liten ytråhet, fåkälar och dimensionsövergångar som möjligt. Kallbearbetning i valsverk gör det möjligt attuppnå mycket goda ytegenskaper med hög ytfinhet.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett förfarande förtillverkning av en deformerbar och kostnadseffektiv stång eller dragelement som ingår i enbergbult vilken stång har särskild förmåga att uppta dynamisk last och motstå väsentlig gradav deformation, dvs. stor töjning utefter sin längd. Ett andra syfte är att tillhandahålla enkompakt och enkel bergbult som kan uppta dynamisk last och därtill är lämpad förmekaniserad hantering och sättning i borrhål från maskinburna magasin.

Dessa syften med uppfinningen löses genom en stång för en bergbult framställdenligt de åtgärder och handlande som anges i patentkravet 1, samt en bergbult som uppvisarde särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 8.

Genom s.k. räckning kallbearbetas en i bergbulten ingående linjär stång ilängdriktningen med en bearbetningsgrad som varieras lokalt utefter längden så att stången,med avseende på centrumaxeln uppvisar en tvärsnittsprofil med konstant form som utefterlängden omväxlande bildar en serie av, - ankarpartier med en textur som avsedd att vidhäfta igjutmassan och vars bearbetningsgrad kan vara så vald att en högre sträckgräns erhålls,respektive - skaftpartier med en ytkonfiguration sem--ffïërbättrar-qe-artietsmfärmåga--æfltt--gglidaavsedd attm§_gl_g§___g_l_i__d_n__i_ng relativt gjutmassan och vars bearbetningsgrad kan vara så vald att enlägre sträckgräns erhålls, och - att nämnda lokalt bearbetade partier bildas utefter i förväg bestämda dellängder avstången.

Beroende på konstruktivt utförande och stålkvalité hos det valda utgångsämnet kanräckningsgraden, dvs. att stångämnets tvärsnittsarea reduceras medan ämnet blir smalareoch längre vid smidet varieras. lnom ramen för uppfinningen kan det i vissa fall vara lämpligtatt den lokala bearbetningsgraden för att bilda nämnda skaftpartieri praktiken är noll, dvs. såliten eller obefintlig att skaftpartierna förblir opåverkade under kallbearbetningsstegen.

Sträckgräns anger den högsta spänning som ett stål tål utan att deformerasplastiskt. Vid spänningar lägre än sträckgränsen deformeras stålet elastiskt. Sträckgränsen istål, definieras som den spänning som efter avlastning ger en kvarstående deformation om0,2 %. 4 Med uttrycket textur avses i det följande en genom plastisk bearbetning(kallbearbetning) områdesvis framställd formation på stångens ytperiferi, exempelvis radielltutgående kraftöverföringskammar (ribbor/flänsar/utsprång) som sträcker sig i stångenstvärriktning. I enlighet med uppfinningen uppvisar stången i allt väsentligt en konstant ochregelbunden tvärsnittsprofil i längdriktningen, dvs. uppdelade i sektioner uppvisar skaft ochankarpartier väsentligen jämntjocka överensstämmande profilform med den skillnaden attankarpartierna tillordnats en regelbunden präglad yttextur av ingreppsorgan för samverkanmed gjutmassan i form av radiellt utgående kraftöverföringskammar.

Härigenom uppnås en bergbult som i huvudsak uppvisar en avsaknad avdiametermässiga dimensionsövergångar mellan ankar- och skaftpartier varvidutmattningsbrott på grund av uppträdande lastväxlingar kan minimeras. Ankarpartierna utgörde förhållandevis starkare elementen av bergbulten och är därmed mindre känsliga förbrott Skaftpartierna med relativt lägre kallbearbetningsgrad och slät ytkonfiguration kan glida deformation eller vid belastning varvid erforderlig förankringseffekt erhålles.relativt gjutmassan och under töjning sträckas och förlängas vid uppträdande lastväxlingar.

Tack vare räcksmidet kan uppträdande dimensionsövergångar och skarpa kälarreduceras och därmed också risken för utmattningsskador i stången från dynamiskalastväxlingar. I ett utförande kan stångens gängande parti i huvudänden härdas exempelvisgenom induktionsupphettning och hastig avsvalning samt bergbulten förses med en mutterav högre stålkvalitet.

Uppfinningen beskrivs i det följande närmare med ledning av ett icke begränsandeutföringsexempel som visas på bifogade ritningar, på vilka: EgJ visar en perspektivvy av en bergbult enligt uppfinningen, flgi visar en längsnittsvy av en bergbult enligt uppfinningen, insatt i ett borrhål i enbergvägg med en illustrerad spricka och omsluten av gjutmassa i borrhålet; flgi visar schematiskt en längdvy av ett slätt cirkulärcylinderformad massivtutgångsämne i form av en stång som, passerande mellan två mötande arbetsvalsar i ettplanetvalsverk, förses med omväxlande skaftpartier respektive ankarparter med i förvägbestämda längder utefter stångämnets längd, flgi visar en delvy i förstoring av en genom kallbearbetning i planetvalsverketframställd textur av lokalt fördjupande områden med uppgift att verka som ingreppsorgan igjutmassa i borrhålet; flgí visar i förstoring en metallografisk vy av en längsgående sektion av ettinringat område med slumpartad kornorientering i ett varmvalsat utgångsmaterial; flgl visar i förstoring en metallografisk vy av en längsgående sektion av ettinringat område med föredragen kornorientering i ett kallbearbetat tillstånd och korn som dragits ut i valsriktningen. 5 I fig. 1 visas en bergbult enligt föreliggande uppfinning avsedd för ingjutning i ettborrhål i berg med gjutmassa som kan består av något snabbhärdande konstharts alternativtbetong. Bergbulten innefattar allmänt ett skaft i form av en långsträckt cylindrisk massivstång 1 med ett gängat parti 2 med mutter 3 och bricka 4 i en huvudände. Stången 1innefattar en serie skaftpartier 1s som vart och ett har givits en i förväg bestämd längd Ls.Nämnda skaftpartier 1s åtföljs på ett omväxlande sätt av ankarpartier 1a som vart och ett hargivits en i förväg bestämd längd La. Som framgår av figuren är skaftpartierna 1s respektiveankarparterna 1a omväxlande fördelade utefter stångens 1 totala längd. Varje ankarparti 1aär avsett att förankras lokalt i gjutmassan för att kopplad till berget uppta last som orsakas avbergdeformation medan skaftpartierna 1s är avsedda att glida relativt gjutmassan i borrhåletför att därigenom uppta dynamisk last dvs. lokala dragbelastningar som uppträder mellannämnda lokalt i gjutmassan och därmed i berget lokalt förankrade efter varandra belägnaankarpartier 1a. Varje skaftparti 1s kan uppvisa en längd Ls som är lika med eller längre änankarpartiets 1a längd La, dvs. skaftlängden Ls kan vara längre än ankarlängden La, (Lszla).

Bergbulten som är tillverkad av kolstål är anordnad för effektiv och säker förankring itvå av de mest kritiska punkterna vid bergförstärkning, nämligen längts in i botten 5 avborrhålet och i nära anslutning till borrhålets yttre väggyta 6 i berget. Ankarpartierna 1a ärhärvid så fördelade utefter stången 1 att den resulterande bergbulten dels uppvisar ettankarparti 1a i den del av stången 1 som avslutas mot den med ett gängat parti 2 förseddahuvudänden, dels uppvisar ett ankarparti 1a i den främre ände av stången 1 som är avseddatt befinna sig längst in i borrhålet i riktning mot borrhålets botten 5. Med kolstål avses ettstål vars huvudsakliga beståndsdel i legeringen förutom järn är kol. Utöver kol kan kisel ochmangan finns i legeringen. Kolhalten är vanligen 0,01 % - 0,8 %, halten kisel under 0,3 %och halten mangan under 0,8 %.

I fig. 2 visas bergbulten insatt i ett borrhål i en bergvägg varvid en spricka 8 har ritatsin i figuren för att illustrera den typ av glidning och separation som beroende på aktuellbergmassa kan ske längs sprickplan i berget. Sådana sprickor 8 innebär att induceradebelastningar på bergbulten kommer att ske under uppträdande av mer eller mindredynamiska axiella bultkrafter till följd av relativa rörelser mellan närliggande block. Serier avbergbultar bidrar till att hålla potentiellt instabila block på plats varvid bergbultarna har tilluppgift att tillsammans ”sy ihop” flera block.

För att bergbulten skall motstå dynamisk last är det väsentligt att angränsande blocksom är åtskilda via en spricka är väl förankrade eller närmare bestämt kopplade till skaftets 1ankarparti 1a. En uppträdande spricka 8 i berget, som i vissa fall kan uppvisa en betydandebredd, måste tillåta skaftet att vid uppträdande lastväxlingar förlängas och återgå tillursprunglig längd, dvs. att deformeras elastiskt. Tack vare att skaftpartierna 1s har givits en slät ytkonfiguration som kan glida relativt gjutmassan i berget kan rörelser mellan 6 närliggande block i en spricka upptas med utnyttjande av bergbultens förmåga att ocksåuppta lastväxlingar. Skaftpartierna 1s mellan ankarna 1a kommer härvid att endast att glidarelativt gjutmassan i borrhålet. Denna effekt kan inte uppnås vid bergförstärkning medkonventionella s.k. kamjärnsbultar av den typ som är försedda med tvärgående ribbor utefterhela sin längd och därmed kontinuerligt sitter fast i gjutmassan. Som ett resultat härav bristernämnda kända bergbultar av kamstålstyp också vid relativt liten töjning eller förlängning.Som beskrivits härovan är bergbultens stång kopplad till gjutmassan och därmed berget vianämnda ankarpartier 1a medan stången tillåts töjas fritt relativt gjutmassa och berg medelstde däremellan liggande skaftpartierna 1s.

För att maximera bergbultens lastupptagande egenskaper i synnerhet dynamiskt ärväsentligt att stången 1 utformas på ett sådant sätt att den genom att glida fritt relativtgjutmassan tillåts fjädra elastiskt eller flyta eller deformeras plastiskt utefter skaftpartierna 1soch innan något av ankarpartierna 1a brister. För att klara detta föreslås enligt uppfinningenett nytt förfarande för tillverkning av bergbultens långsträckta cylindriskt stång 1 eller skaftsom gör det möjligt att på ett kostnadseffektivt sätt framställa en dragstång för en sådanbergbult.

Med uttrycket snittyta vid armeringsstång avses en avskuren del vinkelrätt motstångens längdaxel. Det kan nämnas att förekommande textur av kammar och fenor påstångens runtomgående periferi eller utsida medräknas normalt, ej som en del av snittytanvid material av kamstångstyp.

Med hänvisning till fig. 3 visas schematiskt ett slätt cirkulärcylinderformad massivtutgångsämne i form av en stång som, passerande mellan två mötande arbetsvalsar i ettplanetvalsverk, förses med omväxlande skaftpartier 1s respektive ankarparter 1a med iförväg bestämda längd utefter stångämnets längd för att bilda en stång avsedd att ingåri enbergbult. Planetvalsningsteknik för framställning av stålstänger är sedan länge känd ochkommer därför inte att beskrivas i detalj.

Det bör inses att det i figuren visade planetvalsverket bara är schematiskt framställd.Planetvalsverk av den typ som innebär att ämnet bearbetas triangulärt från tre motsatta sidorkan med fördel användas vid föreliggande uppfinning. Ett känt sådant planetvalsverkanvänder tre koniska valsar som är anordnade med en inbördes vinkel av 120°.

Planetvalsverket i fig. 3 drivs som ett kallvalsverk och innefattar ett valsstolpar medett par stödvalsar 10, 11 lagrade i valsstolparet samt grupper av allmänt med 12 betecknadearbetsvalsar, vilka omger de respektive stödvalsarna. Utgångsämnet matas in i endeformationszon där plastisk deformation sker för att omforma ämnet till en stång avsedd attingår i en bergbult enligt uppfinningen. Ämnet matas in i deformationszonen på känt sätt aven inskjutare och i förekommande fall ev. dragare, ej visat. Arbetsvalsarna 12 är jämt fördelade runt periferin av varje stödvals 10, 11 och säkras på platsen medelst hållare, ej visat. Varje arbetsvals 12 har en cirkelbågformig periferikontur och är insatt i en urtagningeller öppning i respektive stödvals 10, 11.

Vid valsning används härvid två huvudtyper av arbetsvalsar 12, dels släta förvalsning av skaftpartierna 1s samt spårade eller profilerade för valsning av ankarpartierna1a. Beroende på val av form, djup hos anordnade spår och öppningar i de senarearbetsvalsarna ges materialet successivt inte bara önskad areareduktion utan därtill texturvid passage genom gapet mellan de mötande arbetsvalsarna. I fig. 3A visas i detaljförstoringnämnda textur präglad på stålämnet efter passage genom valsverket.

I utföringsexemplet är varje stödvals 10, 11 försedd med fyra utefter omkretsenfördelade arbetsvalsar 12a vilka utformade som arbetsvalssegment med en textur somsträcker sig utefter en cirkelbåge motsvarande den linjära längden av ett framställt ankarparti1a på ämnet. På motsvarande sätt är varje stödvals 10, 11 försedd med släta arbetsvalsar12s i form av arbetsvalssegment vars längd motsvarar den linjära längden av ett framställtskaftparti 1s på ämnet. Genom val av lämpligt antal av arbetsvalsar 12a, 12s(arbetsvalssegment) och för deformation anordnad cirkelbåglängd erhåller den resulterandestången efter passage genom deformationszonen omväxlande skaftpartier 1s respektiveankarparter 1a med de i förväg bestämda längderna Ls respektive La och önskadareareduktion och textur.

Såväl ankarpartierna 1a som skaftpartierna 1s kan valsas till cylindrisk konfigurationmed avsaknad av dimensionsövergångar i radiell riktning ut från stångens 1 huvudaxelmellan nämnda partier varvid ankarpartierna på mantelytan kan uppvisa en textur av tilltvärgående kammar formade partier med uppgift att verka som ingreppsorgan i gjutmassan,medan skaftpartierna uppvisar en textur med slät ytkonfiguration avsedd att glida relativtgjutmassan. Ankarpartierna 1a respektive skaftpartierna 1s kan valsas till olika längd ellersamma längd.

Kallbearbetningen kan ske utan signifikant reduktion av tvärsnittsarean, alternativtkan kallbearbetningen ske med signifikant reduktion av tvärsnittsarean. I ett utförande kanankarpartierna 1a valsas med signifikant tvärsnittsreduktion medan skaftpartierna 1s valsasutan signifikant tvärsnittsreduktion.

Ankarpartierna 1a kan textur med radiellt uppvisa en utgående kraftöverföringskammar områden på ytan medan skaftpartier 1s uppvisar en slätkonfiguration på ytan, varvid nämnda partier med textur av fördjupningar respektive slätytkonfiguration bildas utefter i förväg bestämda längder La; Ls av stången.

Genom val av lokal kallbearbetningsgrad i deformationszonen för att bilda nämndaskaftpartier kan de olika partiernas bearbetningsgrad styras och kontrolleras på ett sådant sätt att den varierar mellan partierna. Exempelvis kan skaftpartiernas deformationsgrad vara 8 lägre eller nära noll, medan ankarpartiernas 1a deformationsgrad är högre så att dessapartier erhåller högre sträckgräns.

Det är allmänt känt att stål som varmformas uppvisar en mikrostruktur med kornvars orientering är slumpmässig vilket innebär att kornets kristallstruktur varierar från korn tillkorn. En sådan slumpmässig orientering innebär att stålets mekaniska egenskaper blirisotropa, dvs. lika i alla riktningar. Däremot, vid kallformning av stål orienterar sig de kornsom formförändras permanent på det sätt de deformeras, dvs. de erhåller en på förhandbestämd orientering som bestäms av valsriktningen vilket innebär att det deformerade partierav stålet blir anisotropt med varierande mekaniska egenskaper i olika riktningar. Denna typav bearbetning kallas räckning och innebär att stångämnets tvärsnittsarea reduceras, dvs.ämnet blir smalare och längre. Korn som textureras på detta sätt blir starkare, dvs. uppvisarhögre elasticitetsmodul längs riktningen för den föredragna orienteringen än korn medslumpmässig orientering. Kallvalsning av ett ämne av stålstångsmaterial förmår kornen istålstången att dras ut och omorientera sig med en föredragen orientering som är parallellmed stångmaterialets längdaxel. Materialet erhåller en s.k. ”tåga” som följande stålstångensform resulterar i att stången blir som starkast utefter dess längdaxel, dvs. i stångensdragriktning. Med kallbearbetning avses i det följande en process till vilken materialet underbehandlingen förs utan förvärmning och vid vilken temperaturen hos materialet underarbetsskedet förblir under rekristallisationstemperatur. I det följande avses med uttrycketkallbearbetning plastisk areareduktion eller lokal formning av ett material som sker vidrumstemperatur eller i vart fall under materialets rekristallisationstemperatur som för kolstålär ca 600 °C. Korn som texturerats är starkare i tågans riktning, dvs. uppvisar en högreelasticitetsmodul i längdriktningen än i tvärriktningen. Kalldragen stång av ovan angivet slagkan erhålla sträckgränser på upp till 1300-1600 MPa beroende på deformationsgrad.Förstärkningen av materialet sker på grund av dislokationsförändring i materialetskristallstruktur.

I fig. 3B visas i förstoring en metallografisk vy av en längsgående sektion av ettinringat område med slumpartad kornorientering i ett varmvalsat utgångsmaterial; och i fig.3C en metallografisk vy av en längsgående sektion av ett inringat område med föredragenkornorientering i ett kallbearbetat tillstånd och korn som dragits ut i valsriktningen.

En fördel med kallbearbetade produkter är vidare att ytan har ett bättre ytfinhet änytan hos produkter som framställts genom ett varmbearbetningsförfarande. Bland annatsaknas glödskal vilket som regel finns på varmbearbetade produkter. Mikroskopiskundersökning av kallbearbetade produkter visar en tydlig deformering av kristallerna och enkristallorientering som är parallell med bearbetningsriktningen. Kallbearbetning av ettstålmaterial innebär att materialets austenitfas omvandlas till martensit. Resultatet blir att materialets hållfasthet kan ökas signifikant med bibehållen god duktilitet.

Det är känt att tillsatser av legeringsämnen t ex kol, mangan, nickel kan utökaaustenitområdet i kolstål. Vid tillräckligt stora tillsatser av dessa ämnen i järnlegeringar kanaustenitområdet utökas till rumstemperatur varvid s.k. austenitiska stål erhålls, dvs stål somhar austenitiska egenskaper vid rumstemperatur. Utmärkande för austenitiska stål är derasdeformationshårdnande vid kallbearbetning varvid de erhåller väsentligt ökad hållfasthet,även vid relativt små bearbetningsgrader, exempelvis mellan 1-10 %. Genom legeringinnehållande krom, nickel, molybden och nitrogen erhålls autentiskt rostfritt stål vilket innebäratt bergbulten blir korrosionsbeständig. Rostfria stål som under kalldeformation bildarmartensit anges vara metastabila där hållfasthetsökningen är ett resultat av förändradmikrostruktur.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan beskrivna och det på ritningarna visadeutan kan ändras och modifieras på en rad olika sätt inom ramen för den i efterföljande patentkrav angivna uppfinningstanken.

Claims (1)

1. Förfarande för tillverkning av en stång av kolstål avsedd att bilda del i en bergbult föringjutning i ett borrhål i berg med gjutmassa, k ä n n e t e c k n a t av att genomräckning i ett valsverk kallbearbetas plastiskt ett massivt stångformigt ämne med enbearbetningsgrad som varieras lokalt i längdriktningen så att ämnet, med avseendepå centrumaxeln uppvisar en tvärsnittsprofil som utefter längden omväxlande bildaren serie av, - ankarpartier (1a) med en textur avsedd att vidhäfta i gjutmassan, respektive- skaftpartier (1s) med en ytkonfiguration sem---fëriaättra+r----partietsmfërafri-ågawatt glidaavsedd att medge qlidnind relativt gjutmassan, och - att nämnda lokalt bearbetade partier (1a, 1s) bildas utefter i förväg bestämdadellängder (La, Ls) av ämnet, varvid ankarpartiernas (1a) bearbetningsgrad och skaftpartiernas (1s) bearbetningsgrad är så valda att ankarpartierna (1s) erhåller en högre sträckgräns än skaftpartierna (1s). Förfarande enligt kravet 1, varvid ankarpartierna (1a) formas till en textur somuppvisar radiellt från ämnets yta eller periferi utgående kraftöverföringskammar somsträcker sig i ämnets tvärriktning och vilka kan omfatta något av följande, ribbor, flänsar eller utsprång. Förfarande enligt något av kraven 1 - 2, varvid skaftpartierna (1s) formas till en slät konfiguration på ytan. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, varvid ämnet smids till konstanttvärsnittsprofil i längdriktningen där varje sektion av de efter varandra följande ankar- och skaftpartierna (1a, 1s) uppvisar cirkelrund profilform. Förfarande enligt något av kraven 1 - 4, varvid ämnets ankarpartier (1a) tillordnas en areareduktion på mellan 5 till 30 % av ämnets ursprungliga tvärsnittsarea. Förfarande enligt något av kravet 1 - 5, varvid som utgångsämne väljs ett austenitiskt stål. Förfarande enligt något av kraven 1 - 6, varvid valsverket utgörs av ett planetvalsverk där längden (Ls) av ett skaftparti (1s) utefter ämnet styrs av den i förväg valda 10. 11. 12. 11 cirkelbåglängden mellan två mötande arbetsvalsar (12a) hos respektive stödvals (10, 11) i verket med uppgift att mellan sig bilda nämnda textur. Bergbult för ingjutning i ett borrhål i berg med gjutmassa, innefattande en långsträcktmassiv stång (1) med ett gängat parti (2) med en mutter (3) i en huvudände, varvidstången innefattar skaftpartier (1s) med en i förväg bestämd längd (Ls) åtföljda avankarpartier (1a) med en i förväg bestämd längd (La) varvid nämnda skaftpartierrespektive ankarparter är omväxlande fördelade utefter skaftets ingjutna längd,k ä n n e t e c k n a d av att stången innefattar genom valsning kallbearbetat stål därankarpartierna (1a) och skaftpartierna (1s) uppvisar olika hållfasthetsegenskaper ivarvid dragriktningen och olika ankarpartierna uppvisar en ytkonfiguration §y§§g§ att vidhäfta i gjutmassan, medan skaftpartierna uppvisar en ytkonfiguration som förbindningsegenskaper med gjutmassan, fëafbàttrar--parti-ets-»fërmåga-»a-tt-»g-iitzialavsedd att medge qlidninq relativt gjutmassan, varvid ankarpartierna (1a) uppvisar en högre sträckgräns än skaftpartierna (1s). Bergbult enligt kravet 8, varvid ankarpartierna (1a) uppvisar en textur av radiellt frånämnets yta eller periferi utgående kraftöverföringskammar som sträcker sig i stångens (1) tvärriktning. Bergbult enligt något av kraven 8 - 9, varvid varje skaftparti (1s) har en längd,skaftlängd (Ls) som är lika med eller överstiger ankarpartiets (1a) längd, ankarlängd(La). Bergbult enligt något av kraven 8 - 10, varvid såväl ankarpartierna (1a) som skaftpartierna (1s) uppvisar i huvudsak cirkulärt tvärsnitt. Bergbult enligt något av kraven 8 - 11, varvid det gängande partiet (2) är härdat och uppvisar en hållfasthet överstigande stången i övrigt.