一种提高大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的方法与流程

文档序号:13253569阅读:581来源:国知局
技术领域本发明涉及一种提高大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的方法,属于金属制品领域。

背景技术:
高强度镀锌钢丝因其具有优异的力学性能与良好的防腐能力,被广泛应用于桥梁缆索、悬索等重要场合。高强度镀锌钢丝是以高碳珠光体钢盘条为原料,先经过多道次连续冷拉拔形变获得超高强度钢丝,然后再进行热浸镀锌处理,在钢丝表面获得连续、结合良好的热镀锌层,从而获得良好的耐腐蚀性能。由于高强度珠光体钢丝经大形变量塑性变形,其内部存在较高的形变储存能(主要以残余应力、高密度位错等形式存在),对加热过程极其敏感。在钢丝的热镀锌过程中(镀锌温度一般在440℃~460℃,时间为20秒~40秒),高强度钢丝的残余应力、位错等将会发生一系列变化。由于钢丝表面直接接触450℃左右液态锌,而内部需要经过热传递才能达到同样的温度,由于镀锌时间短,常常导致钢丝表面和内部经历的加热过程不一致,导致原本较均匀的残余应力会变得分布不均,宏观表现为钢丝扭转性能急剧降低。目前,采用国产高碳钢盘条生产的大桥缆索用高强度镀锌钢丝,不能满足标准要求的指标主要是热镀锌钢丝(标准样品,长度为100d,d-钢丝直径)的扭转圈数低于14圈(一般在3~11圈),而高强度钢丝镀锌前的扭转圈数一般都能达到25圈以上。大桥缆索用高强度镀锌钢丝的扭转指标成为限制国产高碳钢盘条大规模应用的关键因素。

技术实现要素:
本发明针对高强度镀锌钢丝扭转圈数低的问题,提供了一种提高大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的方法,具有操作简便、性能稳定的优点。本发明公开了一种提高大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的方法,选用高碳珠光体盘条,依次进行酸洗、磷化、冷拉拔、镀锌、稳定化处理得到成品镀锌钢丝,;拉拔后钢丝强度在1850MPa~2050MPa,扭转断裂圈数≥20圈;冷拉拔后对钢丝进行低温回火处理后再镀锌,低温回火处理温度为200℃~260℃,时间为24h~48h。所述的高碳钢珠光体盘条无表面缺陷,金相组织索氏体率90%以上,盘条强度在1200MPa~1350MPa之间。所述的低温回火处理时采用热风或高压蒸汽加热。镀锌温度为440℃~460℃,镀锌时间为20s~40s。稳定化处理,采用中频加热,温度选择为380℃,时间为20s~30s。所述的成品镀锌钢丝Ф5~Ф7mm的1770MPa~1960MPa级的大桥缆索用镀锌钢丝,扭转圈数≥14。有益效果:1)该工艺适用于Ф5~Ф7mm的1770MPa~1960MPa级的大桥缆索用镀锌钢丝生产。原始盘条可选用国产优质高碳钢盘条;与现有工艺相比,工艺改动小。2)扭转性能稳定:只要冷拉拔钢丝镀锌前扭转圈数≥20圈,采用本发明技术过高强度钢丝镀锌前进行低温回火处理后,可保证高强度镀锌钢丝的扭转圈数≥14圈。3)热处理工艺易实现:热风或高压蒸汽加热,加热要求低,能耗低。具体实施方式:不同尺寸、性能要求的大桥缆索用镀锌钢丝的生产,具体实施实例如下:一种提高大桥缆索用高强度镀锌钢丝扭转指标的方法,具体工艺流程为:高碳珠光体盘条→表面处理→多道次冷拉拔→残余应力均匀化热处理→热浸镀锌→稳定化热处理→收卷、打包。一种提高大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的方法,具体技术方案如下:1)选择成分、组织、力学性能复合要求的高碳珠光体盘条,盘条无表面缺陷,金相组织索氏体率90%以上,盘条强度在1200MPa~1350MPa之间。2)对盘条进行酸洗等除去表面的氧化皮后,再进行表面磷化处理。3)进行多道次连续拉拔,根据最后成品钢丝的尺寸、强度要求进行合适的道次设计。拉拔后钢丝强度在1850MPa~2050MPa,扭转断裂圈数为20圈以上。4)对钢丝进行低温回火处理,温度为200℃~260℃,热处理时间为24h~48h,可采用热风或高压蒸汽加热。5)对钢丝进行热浸镀锌;镀锌温度为440℃~460℃,镀锌时间为20s~40s。6)稳定化处理,采用中频加热,温度选择为380℃,时间为20s~30s。7)收卷打包。实施例1Ф7mm1960MPa级大桥缆索用锌镀钢丝的生产1)直径14mm国产高碳钢盘条成分(C0.93%,Si0.88%,Mn0.20%,余量Fe),索氏体率90%,盘条强度为1320MPa。2)对盘条进行酸洗等除去表面的氧化皮后,再进行表面磷化处理。3)进行9道次连续拉拔,生产出直径为Ф7mm的钢丝,强度为2040MPa,扭转圈数为22圈。4)采用热风对钢丝进行低温回火处理,温度为260℃,热处理时间为48h。5)对钢丝进行热浸镀锌;镀锌温度为450℃,镀锌时间为40s。6)稳定化处理,采用中频加热,温度选择为380℃,时间为25s。7)制成的镀锌钢丝强度为1965MPa,扭转圈数14圈。满足1960MPa级大桥缆索用镀锌钢丝的要求。实施例2Ф5mm1860MPa级大桥缆索用锌镀钢丝的生产:1)直径13mm国产高碳钢盘条成分(C0.84%,Si0.39%,Mn0.60%,余量为Fe),索氏体率90%,盘条强度为1260MPa。2)对盘条进行酸洗等除去表面的氧化皮后,再进行表面磷化处理。3)进行9道次连续拉拔,生产出直径为Ф5mm的钢丝,强度为1940MPa,扭转圈数为24圈。4)采用热风对钢丝进行低温回火处理,温度为200℃,热处理时间为36h。5)对钢丝进行热浸镀锌;镀锌温度为440℃,镀锌时间为30s。6)稳定化处理,采用中频加热,温度选择为380℃,时间为20s。7)制成的镀锌钢丝强度为1875MPa,扭转圈数15圈。满足1860MPa级大桥缆索用镀锌钢丝的要求。实施例3Ф5mm1770MPa级大桥缆索用锌镀钢丝的生产:1)直径12.5mm国产高碳钢盘条成分(C0.82%,Si0.30%,Mn0.60%,Cr0.19%,余量为Fe),索氏体率90%,盘条强度为1220MPa。2)对盘条进行酸洗等除去表面的氧化皮后,再进行表面磷化处理。3)进行9道次连续拉拔,生产出直径为Ф5mm的钢丝,强度为1850MPa,扭转圈数为25圈。4)采用热风对钢丝进行低温回火处理,温度为200℃,热处理时间为24h。5)对钢丝进行热浸镀锌;镀锌温度为460℃,镀锌时间为20s。6)稳定化处理,采用中频加热,温度选择为380℃,时间为30s。7)制成的镀锌钢丝强度为1785MPa,扭转圈数18圈。满足1770MPa级大桥缆索用镀锌钢丝的要求。实施例4Ф7mm1770MPa级大桥缆索用锌镀钢丝的生产:1)直径13.5mm国产高碳钢盘条成分(C0.83%,Si0.35%,Mn0.62%,Cr0.19%,余量为Fe),索氏体率90%,盘条强度为1250MPa。2)对盘条进行酸洗等除去表面的氧化皮后,再进行表面磷化处理。3)进行9道次连续拉拔,生产出直径为Ф7mm的钢丝,强度为1870MPa,扭转圈数为22圈。4)用高压蒸汽对钢丝进行低温回火处理,温度为200℃,热处理时间为24h。5)对钢丝进行热浸镀锌;镀锌温度为440℃,镀锌时间为40s。6)稳定化处理,采用中频加热,温度选择为380℃,时间为30s。7)制成的镀锌钢丝强度为1790MPa,扭转圈数15圈。满足1770MPa级大桥缆索用镀锌钢丝的要求。
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