一种提高大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的方法

摘要

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。具有操作简便、性能稳定的优点。

说明书

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。

发明内容

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1

Ф7mm1960MPa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2

Ф5mm1860MPa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3

Ф5mm1770MPa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％，Cr 0.19％，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4

Ф7mm1770MPa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％，Cr 0.19％，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。