桥梁用预应力钢丝及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为：C：0.45～0.65%，Si：1.5～2.3%，Mn：0.4～2.2%，Ni：0.3～0.7%，Cr：0.1～0.8%，Nb：0.07～0.35%，Ti：0.02～0.6%，V:0.05～0.1%，Mo：0.01～0.05%，P、S含量小于0.015%，复合稀土：0.02～0.06%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质。本发明的预应力钢丝生产工艺，包括酸洗、磷化、皂化、冷轧、冷拔以及镀锌工艺；本发明的预应力钢丝应用在桥梁建设中，可节省大量的建桥材料，缩短建设时间，保证工程质量稳定性，由于其具有较高的耐腐蚀性能和较好的耐疲劳性能，可大大提高缆索使用寿命，经济效益和社会效益显著。
【专利说明】桥梁用预应力钢丝及其生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预应力钢丝及其生产工艺，具体的说是一种桥梁用预应力钢丝及其生产工艺，属于金属冶炼工艺【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着空气污染的日益加重，桥梁缆索系统的耐久性问题开始显现，很多缆索桥梁的缆索腐蚀程度和速度大大超出预期，设计30年更换一次的缆索，往往用了 10多年后就因各种腐蚀出现缆索断裂等严重的现象。甚至为了保证桥梁的安全性，提前更换缆索。缆索的更换需要大量的人力物力，造成了巨大的经济损失，因此对桥梁缆索系统的腐蚀进行研宄已经迫在眉睫。国家的产业政策和潜力巨大的市场需求，都呼唤一种高强度高韧性高疲劳性能和高耐腐蚀的新型桥梁缆索用预应力钢丝的出现。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种桥梁用预应力钢丝及其生产工艺，通过调整化学成分，改进工艺参数，以利于达到提高缆索抗腐蚀性能、提高抗弯曲耐疲劳性能和耐腐蚀性能，延长使用寿命的目的。
[0004]为了解决以上技术问题，本发明提供一种桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为:0.45 ?0.65%，31:1.5 ?2.3%，胞:0.4 ?2.2%，附:0.3 ?0.7%，0:
0.1 ?0.8%，恥:0.07 ?0.35%，X1:0.02 ?0.6%，^:0.05 ?0.1%，10:0.01 ?0.05%，？、8含量小于0.015%，复合稀土:0.02?0.06%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质。
[0005]本发明的进一步限定技术方案，前述的桥梁用预应力钢丝，所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:(?:12?16%，义:15?33%，:11?16%，:15?23%，余量为
。
[0006]前述的桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为4:0.45%，81:
1.5%，II1:0.4%，附:0.3%，0:0.1%，他:0.07%，X1:0.02%，^:0.05%，1。:0.01%，？:0.01%、8:
0.008%，复合稀土:0.02%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质；所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:00:12%，80:15%，6(1:11%，:15%，余量为匕
[0007]前述的桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为4:0.55%，81:
1.9%，II1:1.4%，附:0.5%，0:0.6%，他:0.21%，X1:0.3%，^:0.74%，1。:0.03%，？:0.012%、8:0.009%，复合稀土:0.04%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质；
所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:(?:14%，3。:19^,6(1:15%，？1~:20%，余量为1^0
[0008]前述的桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为:(::0.65%，81:
2.3%，II1:2.2%，附:0.7%，0:0.8%，他:0.35%，X1:0.6%，V:0.1%，1。:0.05%，？:0.014%、8:0.015%，复合稀土:0.06%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质；
所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:(?:16%，3。:33^,6(1:16%，？1~:23%，余量为 1,8 0
[0009]—种桥梁用预应力钢丝生产工艺，包括酸洗、磷化、皂化、冷轧、冷拔以及镀锌工乙，
⑴将根据权利要求1生产的钢丝通过15%-30%的稀硫酸中进行酸洗，酸洗温度为60-651，酸洗时间 20-250111 ；
⑵在磷酸盐溶液中进行磷化处理，酸度值为5.5-6.5，磷化时间8-20111111，磷化温度75-90。。；
⑶进行皂化处理，皂化液的浓度为75^/1113水，温度为55±5 X:，皂化时间为10-20111111 ；
⑷将处理后的钢丝经冷轧和冷拔工序生产出所需规格的钢丝，再经低温回火处理；
(5)将钢丝送入镀锌设备中进行镀锌操作，锌温为480-5201，浸锌时间为40-508，电镀电流为253-265八。
[0010]前述的桥梁用预应力钢丝生产工艺，所述步骤⑷中的回火工序，先在230-2501的温度下保温4-60111，然后将温度保持在180-2001，维持15-20-11,最后空冷至室温。
[0011]进一步的，前述的桥梁用预应力钢丝生产工艺，所述步骤(5)的镀锌操作前先对钢丝表面进行清洁，除去表面氧化铁和杂质。
[0012]本发明的有益效果:本发明的预应力钢丝应用在桥梁建设中，可节省大量的建桥材料，缩短建设时间，保证工程质量稳定性，由于其具有较高的耐腐蚀性能和较好的耐疲劳性能，可大大提高缆索使用寿命，经济效益和社会效益显著。该热镀锌预应力钢丝由于其特有的防腐性能和较高的耐疲劳性能，预计可提高缆索的使用寿命一倍以上，具有很强的市场竞争力。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
本实施例提供的一种桥梁用预应力钢丝，钢丝重量百分比的化学成份为4:0.45%，81:1.5%，胞:0.4%，附:0.3%，0:0.1%，他:0.07%，丁 1:0.029(^:0.05%，1。:0.01%，？:0.01%、8:0.008%，复合稀土:0.02%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质；所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:00:12%，80:15%，6(1:11%，:15%，余量为匕
[0014]本实施例的预应力钢丝生产工艺，包括酸洗、磷化、皂化、冷轧、冷拔以及镀锌工乙，
⑴将根据上述组分生产的钢丝通过15%的稀硫酸中进行酸洗，酸洗温度为651，酸洗时间 25111111 ；
⑵在磷酸盐溶液中进行磷化处理，酸度值为5.5，磷化时间8-11，磷化温度75。〇；
⑶进行皂化处理，皂化液的浓度为751?^3水，温度为501，皂化时间为20-11 ；
⑷将处理后的钢丝经冷轧和冷拔工序生产出所需规格的钢丝，再经低温回火处理，回火工序包括，先在2301:的温度下保温6111111，然后将温度保持在1801，维持20-11,最后空冷至室温；
(5)对钢丝表面进行清洁，除去表面氧化铁和杂质，再将钢丝送入镀锌设备中进行镀锌操作，锌温为4801，浸锌时间为508，电镀电流为265八。
[0015]实施例2
本实施例提供的一种桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为0.55%，81:1.9%，胞:1.4%，附:0.5%，0:0.6%，他:0.21%，X1:0.3%，^:0.74%，1。:0.03%，？:0.012%、8:0.009%，复合稀土:0.04%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质；
所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:(?:14%，3。:19^,6(1:15%，？1~:20%，余量为1^0
[0016]本实施例的预应力钢丝生产工艺，包括酸洗、磷化、皂化、冷轧、冷拔以及镀锌工乙，
⑴将根据上述组分生产的钢丝通过20%的稀硫酸中进行酸洗，酸洗温度为621:，酸洗时间 22111111 ；
⑵在磷酸盐溶液中进行磷化处理，酸度值为6.0，磷化时间15-11，磷化温度80 X:； ⑶进行皂化处理，皂化液的浓度为751?^3水，温度为551，皂化时间为15-11 ；
⑷将处理后的钢丝经冷轧和冷拔工序生产出所需规格的钢丝，再经低温回火处理；回火工序包括，先在2451:的温度下保温50111，然后将温度保持在1901，维持18-11,最后空冷至室温；
(5)先对钢丝表面进行清洁，除去表面氧化铁和杂质，将钢丝送入镀锌设备中进行镀锌操作，锌温为4951，浸锌时间为458，电镀电流为260八。
[0017]实施例3
本实施例提供的一种桥梁用预应力钢丝，所述钢丝重量百分比的化学成份为0.65%，81:2.3%，胞:2.2%，附:0.7%，0:0.8%，他:0.35%，X1:0.6%，V:0.1%，1。:0.05%，？:0.014%、8:0.015%，复合稀土:0.06%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质；
所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:(?:16%，3。:33^,6(1:16%，？1~:23%，余量为1^0
[0018]本实施例的预应力钢丝生产工艺，包括酸洗、磷化、皂化、冷轧、冷拔以及镀锌工乙，
⑴将根据上述组分生产的钢丝通过30%的稀硫酸中进行酸洗，酸洗温度为601:，酸洗时间 20111111 ；
⑵在磷酸盐溶液中进行磷化处理，酸度值为6.5，磷化时间20-11，磷化温度90 X:； ⑶进行皂化处理，皂化液的浓度为751?^3水，温度为601，皂化时间为10-11 ；
⑷将处理后的钢丝经冷轧和冷拔工序生产出所需规格的钢丝，再经低温回火处理；回火工序包括，先在2501:的温度下保温細丨!!，然后将温度保持在2001，维持15-11,最后空冷至室温；
(5)先对钢丝表面进行清洁，除去表面氧化铁和杂质，将钢丝送入镀锌设备中进行镀锌操作，锌温为5201，浸锌时间为408，电镀电流为253八。
[0019]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【权利要求】
1.桥梁用预应力钢丝，其特征在于所述钢丝重量百分比的化学成份为:c:0.45?0.65%，S1:1.5 ?2.3%，Mn:0.4 ?2.2%，N1:0.3 ?0.7%，Cr:0.1 ?0.8%，Nb:0.07 ?0.35%，Ti:0.02 ?0.6%, V: 0.05 ?0.1%，Mo:0.01 ?0.05%，P、S 含量小于 0.015%，复合稀土:0.02?0.06%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质。
2.根据权利要求1所述的桥梁用预应力钢丝，其特征在于:所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:Ce:12?16%，Sc: 15?33%，Gd: 11?16%，Pr: 15?23%，余量为La。
3.根据权利要求1所述的桥梁用预应力钢丝，其特征在于:所述钢丝重量百分比的化学成份为:c:0.45%，Si:1.5%, Mn:0.4%，Ni:0.3%，Cr:0.1%，Nb:0.07%，Ti:0.02%, V: 0.05%，Mo:0.01%，P:0.01%、S:0.008%，复合稀土:0.02%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质； 所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:Ce:12%, Sc:15%, Gd:ll%，Pr:15%，余量为La。
4.根据权利要求1所述的桥梁用预应力钢丝，其特征在于:所述钢丝重量百分比的化学成份为:c:0.55%，Si:1.9%，Mn:1.4%，Ni:0.5%，Cr:0.6%，Nb:0.21%，Ti:0.3%，V:0.74%，Mo:0.03%，P:0.012%、S:0.009%，复合稀土:0.04%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质； 所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:Ce:14%, Sc:19%, Gd:15%，Pr:20%，余量为La。
5.根据权利要求1所述的桥梁用预应力钢丝，其特征在于:所述钢丝重量百分比的化学成份为:c:0.65%，Si:2.3%，Mn:2.2%，Ni:0.7%，Cr:0.8%，Nb:0.35%，Ti:0.6%，V:0.1%，Mo:0.05%，P:0.014%、S:0.015%，复合稀土:0.06%，余量为铁和不可避免的其他微量杂质； 所述复合稀土中，按重量百分比包含以下组分:Ce:16%, Sc:33%, Gd:16%，Pr:23%，余量为La。
6.—种桥梁用预应力钢丝生产工艺，包括酸洗、磷化、皂化、冷轧、冷拔以及镀锌工艺，其特征在于: ⑴将根据权利要求1生产的钢丝通过15%-30%的稀硫酸中进行酸洗，酸洗温度为60-65°C，酸洗时间 20-25min ； ⑵在磷酸盐溶液中进行磷化处理，酸度PH值为5.5-6.5，磷化时间8-20min，磷化温度75-90 0C ； ⑶进行皂化处理，皂化液的浓度为75Kg/m3水，温度为55±5 °C，皂化时间为10_20min ； ⑷将处理后的钢丝经冷轧和冷拔工序生产出所需规格的钢丝，再经低温回火处理； (5)将钢丝送入镀锌设备中进行镀锌操作，锌温为480-520°C，浸锌时间为40-50s，电镀电流为253-265A。
7.根据权利要求6所述的桥梁用预应力钢丝生产工艺，其特征在于:所述步骤⑷中的回火工序，先在230-250°C的温度下保温4-6min，然后将温度保持在180-200°C，维持15_20min，最后空冷至室温。
8.根据权利要求7所述的桥梁用预应力钢丝生产工艺，其特征在于:所述步骤(5)的镀锌操作前先对钢丝表面进行清洁，除去表面氧化铁和杂质。
【文档编号】C22C38/58GK104451441SQ201410622565
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月8日 优先权日:2014年11月8日
【发明者】姚圣法, 吴海洋 申请人:江苏天舜金属材料集团有限公司