一种瞬时淬火改性制备预应力钢绞线的方法
【专利摘要】本发明公开了一种瞬时淬火改性制备预应力钢绞线的方法，属于预应力钢绞线制备技术领域。本发明取Fe、C、Si等物质混合冶炼成钢，精轧成盘条钢丝，经洗涤、干燥后绞合成钢绳，再经预热、二次保温煅烧、二次铅浴冷却，再于冰水混合物中冷却，乙酸乙酯洗涤、干燥制得预应力钢绞线。本发明的有益效果是：本发明制备步骤简单，所得产品碳元素的原子活性高于其他产品23.2%以上，不易位错；材料性能稳定性好，钢绳中氢含量低于1.23ppm，不易产生裂纹。
【专利说明】
一种瞬时淬火改性制备预应力钢绞线的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种瞬时淬火改性制备预应力钢绞线的方法，属于预应力钢绞线制备技术领域。
【背景技术】
[0002]预应力钢绞线是高强度钢丝构成的绞合钢缆，并经消除应力处理(稳定化处理)，适合预应力混凝土或类似用途。采用高碳钢盘条，经过表面处理后冷拔成钢丝，然后按钢绞线结构将一定数量的钢丝绞合成股，再经过消除应力的稳定化处理过程而成。为延长耐久性，钢丝上可以有金属或非金属的镀层或涂层，如镀锌、涂环氧树脂等。为增加与混凝土的握裹力，表面可以有刻痕等。模拔的预应力钢绞线在绞合后经过一次模具压缩过程，结构更加密实，表层更加适合锚具抓握。制作无粘结预应力钢绞线采用普通的预应力钢绞线，涂防腐油脂或石蜡后包高密度聚乙烯(HDPE)就成。现有技术中，钢材原料成分中碳元素的原子活性较低，各原子形成的气团不能与位错形成强烈的相互作用，外界无需提供较大的应力就能开动位错，从而使性能很不稳定，同时钢棒锻坯中氢含量在2.0ppm以上，钢棒锻坯容易产生裂纹从而诱发氢致裂纹及氢致延迟滞后裂纹。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:针对预应力钢绞线钢材原料成分中碳元素的原子活性较低，各原子形成的气团不能与位错形成强烈的相互作用，外界无需提供较大的应力就能开动位错，性能稳定较差的弊端，提供了一种取Fe、C、Si等物质混合冶炼成钢，精乳成盘条钢丝，经洗涤、干燥后绞合成钢绳，再经预热、二次保温煅烧、二次铅浴冷却，再于冰水混合物中冷却，乙酸乙酯洗涤、干燥制得预应力钢绞线的方法。本发明制备步骤简单，所得产品碳元素的原子活性高，性能稳定性好，不易产生裂纹。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按重量份数计，分别称量86?93份Fe、I?2份C、2?3份S1、I?3份Mn、0.5?1.0份P、
0.5?1.0份S、0.9?1.5份Cr、0.I?0.5份N1、0.9?1.5份Cu和0.1?0.5份V置于冶炼炉中，在1950?2000°C下冶炼成钢，并精乳至直径为5mm盘条钢丝；
(2)取6股上述制备的盘条钢丝用无水乙醇洗涤3?5次，待自然晾干后，再将6股洗涤后的盘条钢丝置于绞线机中，绞合成钢绳，控制绞合力大小为55?60MPa;
(3)待绞合完成后，将钢绳置于电阻炉中，在650?700°C下预热I?2h，随后按8°C/min速率程序升温至950?1000°C，保温煅烧I?2h，再按10°C/min速率程序升温至1200?1300°C，继续保温煅烧2?3h;
(4)待保温煅烧完成后，将其置于1000°C铅浴中，铅浴冷却I?2h，待钢绳降温至1000°C后，将其迅速置于550?600°C铅浴中，继续静置铅浴25?30min，随后将钢绳迅速取出，再将其淬入冰水混合物中，冷却2?3h;
(5)待钢绳温度冷却至室温后，将其取出并自然晾干，随后用乙酸乙酯洗涤3?5次，再在65?80°C烘箱中干燥6?8h，即可制备得一种预应力钢绞线。
[0005]本发明制得的预应力钢绞线破断载荷267?275kN，l%伸长载荷246?253kN，延伸率为5.0?6.1%，弹性模量为1.99?2.07 X 15MPa，100h松弛率为0.86?1.26%，抗拉强度为1880?196010^，断面收缩率>25.6%。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(I)本发明制备步骤简单，所得产品碳元素的原子活性高于其他产品23.2%以上，不易位错；
⑵材料性能稳定性好，钢绳中氢含量低于1.23ppm，不易产生裂纹。
【具体实施方式】
[0007]首先按重量份数计，分别称量86?93份Fe、I?2份C、2?3份S1、I?3份Μη、0.5?I.0份Ρ、0.5?1.0份S、0.9?1.5份 Cr、0.I ?0.5份N1、0.9?1.5份Cu 和0.1 ?0.5 份V置于冶炼炉中，在1950?2000°C下冶炼成钢，并精乳至直径为5mm盘条钢丝;然后取6股上述制备的盘条钢丝用无水乙醇洗涤3?5次，待自然晾干后，再将6股洗涤后的盘条钢丝置于绞线机中，绞合成钢绳，控制绞合力大小为55?60MPa;待绞合完成后，将钢绳置于电阻炉中，在650?700°C下预热I?2h，随后按8°C/min速率程序升温至950?1000°C，保温煅烧I?2h，再按10°C/min速率程序升温至1200?1300°C，继续保温煅烧2?3h;再待保温煅烧完成后，将其置于1000°C铅浴中，铅浴冷却I?2h，待钢绳降温至1000°C后，将其迅速置于550?600 °(:铅浴中，继续静置铅浴25?30min，随后将钢绳迅速取出，再将其淬入冰水混合物中，冷却2?3h;最后待钢绳温度冷却至室温后，将其取出并自然晾干，随后用乙酸乙酯洗涤3?5次，再在65?80°C烘箱中干燥6?8h，即可制备得一种预应力钢绞线。
[0008]实例I
首先按重量份数计，分别称量86份Fe、2份C、3份S1、3份Mn、1.0份P、1.0份S、1.5份Cr、0.5份N1、1.5份Cu和0.5份V置于冶炼炉中，在1950 °C下冶炼成钢，并精乳至直径为5mm盘条钢丝;然后取6股上述制备的盘条钢丝用无水乙醇洗涤3次，待自然晾干后，再将6股洗涤后的盘条钢丝置于绞线机中，绞合成钢绳，控制绞合力大小为55MPa;待绞合完成后，将钢绳置于电阻炉中，在650°C下预热lh，随后按8°C/min速率程序升温至950°C，保温煅烧lh，再按10°C/min速率程序升温至1200°C，继续保温煅烧2h;再待保温煅烧完成后，将其置于KKKTC铅浴中，铅浴冷却lh，待钢绳降温至1000Γ后，将其迅速置于550°C铅浴中，继续静置铅浴25min，随后将钢绳迅速取出，再将其淬入冰水混合物中，冷却2h;待钢绳温度冷却至室温后，将其取出并自然晾干，随后用乙酸乙酯洗涤3次，再在65°C烘箱中干燥6h，即可制备得一种预应力钢绞线。本发明制备步骤简单，所得产品碳元素的原子活性高于其他产品23.5%，不易位错;材料性能稳定性好，钢绳中氢含量为1.21ppm，不易产生裂纹;制得的预应力钢绞线破断载荷2671^，1%伸长载荷2461^，延伸率为5.0%，弹性模量为1.99\105]\0^，100011松弛率为0.86%，抗拉强度为1880MPa，断面收缩率为25.9%。
[0009]实例2
首先按重量份数计，分别称量90份Fe、1.5份C、2份S1、2份Mn、0.8份P、0.7份S、1.2份Cr、0.3份N1、1.2份Cu和0.3份V置于冶炼炉中，在1975 °C下冶炼成钢，并精乳至直径为5mm盘条钢丝;然后取6股上述制备的盘条钢丝用无水乙醇洗涤4次，待自然晾干后，再将6股洗涤后的盘条钢丝置于绞线机中，绞合成钢绳，控制绞合力大小为58MPa;待绞合完成后，将钢绳置于电阻炉中，在675°C下预热2h，随后按8°C/min速率程序升温至975°C，保温煅烧2h，再按10°C/min速率程序升温至1250°C，继续保温煅烧3h;再待保温煅烧完成后，将其置于KKKTC铅浴中，铅浴冷却2h，待钢绳降温至1000Γ后，将其迅速置于575°C铅浴中，继续静置铅浴28min，随后将钢绳迅速取出，再将其淬入冰水混合物中，冷却3h;待钢绳温度冷却至室温后，将其取出并自然晾干，随后用乙酸乙酯洗涤4次，再在72°C烘箱中干燥7h，即可制备得一种预应力钢绞线。本发明制备步骤简单，所得产品碳元素的原子活性高于其他产品23.9%，不易位错;材料性能稳定性好，钢绳中氢含量为1.15ppm，不易产生裂纹;制得的预应力钢绞线破断载荷2711^，1%伸长载荷2491^，延伸率为5.6%，弹性模量为2.04\105]\0^，100011松弛率为1.06%，抗拉强度为1920MPa，断面收缩率为26.3%。
[0010]实例3
首先按重量份数计，分别称量93份Fe、I份C、2份S1、I份Μη、0.5份P、0.5份S、0.9份Cr、
0.1份N1、0.9份Cu和0.1份V置于冶炼炉中，在2000°C下冶炼成钢，并精乳至直径为5mm盘条钢丝;然后取6股上述制备的盘条钢丝用无水乙醇洗涤5次，待自然晾干后，再将6股洗涤后的盘条钢丝置于绞线机中，绞合成钢绳，控制绞合力大小为60MPa;待绞合完成后，将钢绳置于电阻炉中，在700°C下预热2h，随后按8°C/min速率程序升温至1000°C，保温煅烧2h，再按10°C/min速率程序升温至1300°C，继续保温煅烧3h;待保温煅烧完成后，将其置于1000°C铅浴中，铅浴冷却2h，待钢绳降温至1000Γ后，将其迅速置于600°C铅浴中，继续静置铅浴30min，随后将钢绳迅速取出，再将其淬入冰水混合物中，冷却3h;待钢绳温度冷却至室温后，将其取出并自然晾干，随后用乙酸乙酯洗涤5次，再在80°C烘箱中干燥8h，即可制备得一种预应力钢绞线。本发明制备步骤简单，所得产品碳元素的原子活性高于其他产品24.7%，不易位错;材料性能稳定性好，钢绳中氢含量1.09ppm，不易产生裂纹;制得的预应力钢绞线破断载荷275kN，1%伸长载荷253kN，延伸率为6.1%，弹性模量为2.07 X 15MPa, 100h松弛率为1.26%，抗拉强度为1960MPa，断面收缩率为26.9%。
【主权项】
1.一种瞬时淬火改性制备预应力钢绞线的方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)按重量份数计，分别称量86?93份Fe、I?2份C、2?3份S1、I?3份Mn、0.5?1.0份P、.0.5?1.0份S、0.9?1.5份Cr、0.I?0.5份N1、0.9?1.5份Cu和0.1?0.5份V置于冶炼炉中，在1950?2000°C下冶炼成钢，并精乳至直径为5mm盘条钢丝； (2)取6股上述制备的盘条钢丝用无水乙醇洗涤3?5次，待自然晾干后，再将6股洗涤后的盘条钢丝置于绞线机中，绞合成钢绳，控制绞合力大小为55?60MPa; (3)待绞合完成后，将钢绳置于电阻炉中，在650?700°C下预热I?2h，随后按8°C/min速率程序升温至950?1000°C，保温煅烧I?2h，再按10°C/min速率程序升温至1200?1300°C，继续保温煅烧2?3h; (4)待保温煅烧完成后，将其置于1000°C铅浴中，铅浴冷却I?2h，待钢绳降温至1000°C后，将其迅速置于550?600°C铅浴中，继续静置铅浴25?30min，随后将钢绳迅速取出，再将其淬入冰水混合物中，冷却2?3h; (5)待钢绳温度冷却至室温后，将其取出并自然晾干，随后用乙酸乙酯洗涤3?5次，再在65?80°C烘箱中干燥6?8h，即可制备得一种预应力钢绞线。
【文档编号】C22C38/12GK105839434SQ201610267278
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】袁春华, 盛海丰, 高玉刚
【申请人】袁春华