一种高强度钢丝绳及其制备方法与流程

本发明涉及钢丝绳，具体为一种高强度钢丝绳及其制备方法。

背景技术：

1、钢丝绳起到承受载荷的作用，其性能主要由钢丝决定，钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材，具有很高的强度和韧性，并根据使用环境条件不同对钢丝进行表面处理，钢丝绳按绳芯分为纤维芯和金属绳芯两类，纤维芯钢丝绳柔软，弯曲性能好，钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，由钢丝、绳芯及润滑脂组成，钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠，在日常生活中具有广泛的应用，由于钢丝绳的独特性能，迄今为止钢丝绳在冶金、矿上、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域都是必不可少的材料或部件，因此，钢丝绳的质量也被多个行业所关注。

2、现有钢丝绳在安装、运输和使用过程中，钢丝绳的表面容易被磨损，磨损的钢丝绳会增加断裂的风险，其韧性以及延展性差，从而在使用的电缆使用的过程中造成了电缆的浪费，耐扭曲程度较差，使得钢丝绳容易损坏，降低了其使用寿命，在较差环境下的承受能力较差。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度钢丝绳及其制备方法，解决了现有钢丝绳强度较差，使用寿命较短的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高强度钢丝绳，包括保护层、外股层和内股层，所述内股层设置在保护层的中部，所述保护层的内壁且位于外股层的表面包裹有阻燃层，所述阻燃层的内部且位于外股层与内股层的外部设置有填充层。

3、优选的，所述外股层包括钢丝，所述钢丝的表面包覆有绝缘层，所述外股层的数量设置有七个。

4、优选的，所述内股层包括三根纤维丝，所述纤维丝采用螺旋交捻方式构成所述内股层。

5、优选的，所述内股层与所述外股层之间紧密包捻，为面接触方式，各所述外股层之间也为面接触。

6、本发明还公开了一种高强度钢丝绳的制备方法，具体包括以下步骤：

7、s1、纤维丝的制备：将芳纶纤维通过机器纺成芳纶纤维纱，再将芳纶纤维纱纺成芳纶纤维丝，将超高分子量聚乙烯纤维通过机器纺成超高分子量聚乙烯纤维纱，再将所述超高分子量聚乙烯纤维纱纺成超高分子量聚乙烯纤维丝，采用螺旋交捻方式构成所述内股层；

8、s2、钢丝的制备：将铜板作为原材料，放置在熔炼炉中进行熔炼，待铜板完全熔化后，将熔融状态下的铜水注入轧制机中自然冷却2-3小时后进行轧制，轧制时间控制在10-15分钟，轧制完成后将材料转移至拉丝机内，利用拉丝机通过一道或者数道拉伸磨具的模孔，将金属导体在高温下拉成金属丝，在35℃-45℃的条件下，将金属丝表面打磨光滑，然后在200℃-300℃的温度下进行初步退火处理，且初步退火时间为30-50秒，完成后，使其截面减小、长度增加、强度提高形成铜单丝，由超细软铜单丝绞合，绞合后的铜单丝外编织铜丝形成编织钢丝，将钢丝用适量的去离子水对其表面进行清洗，然后将清洗后的钢丝放置于烘干箱中进行烘干，烘干温度控制在60℃-80℃，烘干的时间为20-40分钟，使其表面的水分完全烘干，然后将烘干完成的钢丝取出，放置于室温；

9、s3、绝缘层原料的制备：将玻璃纤维增强聚丙烯复合废料通过粉碎机粉碎为0.8mm的玻璃纤维增强聚丙烯颗粒，然后选取适量的酚醛树脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和丙酮，将其倒进装有玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的搅拌机中，启动搅拌机，将搅拌机内部的温度设置为190℃-220℃，搅拌的时间为1-2小时，使其原料充分混合均匀，然后加入适量的聚乙烯、抗氧化剂和抗老剂，继续进行搅拌混合，然后将混合料加入到开炼机中，混炼均匀后转移至双螺杆挤出机中挤出，用真空平板硫化机加热物料至155℃，即可得到绝缘层原料，在s2外采用挤出涂覆或喷涂方式形成外股层；

10、s4、保护层的制备：将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、纳米sio2、al2o3颗粒、固化剂、促进剂、分散剂按比例投入容器中，加热搅拌至混合均匀，在阻燃层外采用挤出涂覆或喷涂方式形成钢丝绳的外层保护层，在阻燃层的内壁填充进填充材料，形成填充层，烘干30分钟获得所述耐腐蚀耐磨的钢丝绳。

11、优选的，所述促进剂为二正丁基二硫化氨基甲酸锌、乙撑硫脲、二硫化四甲基秋兰姆的一种或多种。

12、有益效果

13、本发明提供了一种高强度钢丝绳及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该高强度钢丝绳及其制备方法，通过原料的加入使得钢丝绳具有很强的延展性能，在弯折时可以很好的保护电缆芯不被损坏，多层缠绕钢丝绳的制备方法，减少了钢丝拉拔时的残余拉拔应力，消除了捻股时的股的捻制应力，保证了钢丝绳拥有良好的力学性能，破断拉力也相应的得到了提高，同时充分保证钢丝绳各股变形的均匀性，提高钢丝绳的不松散性能，保证各层股均匀紧密地包捻，防止产生内、外层分离，使得抗挤压性能以及阻旋转性能也相应提高，同时钢丝绳也具有良好的耐磨以及耐腐蚀等性能。因而提高了钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在使用过程中体现出优良的性能。

技术特征：

1.一种高强度钢丝绳，包括保护层(1)、外股层(2)和内股层(3)，其特征在于：所述内股层(3)设置在保护层(1)的中部，所述保护层(1)的内壁且位于外股层(2)的表面包裹有阻燃层(4)，所述阻燃层(4)的内部且位于外股层(2)与内股层(3)的外部设置有填充层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种高强度钢丝绳，其特征在于：所述外股层(2)包括钢丝(21)，所述钢丝(21)的表面包覆有绝缘层(22)，所述外股层(2)的数量设置有七个。

3.根据权利要求1所述的一种高强度钢丝绳，其特征在于：所述内股层(3)包括三根纤维丝(31)，所述纤维丝(31)采用螺旋交捻方式构成所述内股层(3)。

4.根据权利要求1所述的一种高强度钢丝绳，其特征在于：所述内股层(3)与所述外股层(2)之间紧密包捻，为面接触方式，各所述外股层(2)之间也为面接触。

5.根据权利要求1-4所述的任意一种高强度钢丝绳，其制备方法具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种高强度钢丝绳的制备方法，其特征在于：所述促进剂为二正丁基二硫化氨基甲酸锌、乙撑硫脲、二硫化四甲基秋兰姆的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种高强度钢丝绳，包括保护层、外股层和内股层，所述内股层设置在保护层的中部，所述保护层的内壁且位于外股层的表面包裹有阻燃层，所述阻燃层的内部且位于外股层与内股层的外部设置有填充层，本发明涉及钢丝绳技术领域。该高强度钢丝绳及其制备方法，通过原料的加入使得钢丝绳具有很强的延展性能，在弯折时可以很好的保护电缆芯不被损坏，多层缠绕钢丝绳的制备方法，减少了钢丝拉拔时的残余拉拔应力，消除了捻股时的股的捻制应力，保证了钢丝绳拥有良好的力学性能，破断拉力也相应的得到了提高，同时充分保证钢丝绳各股变形的均匀性，提高钢丝绳的不松散性能，保证各层股均匀紧密地包捻。

技术研发人员：崔泽濠,钱蕙
受保护的技术使用者：江苏盛屹金属科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15