[发明专利]高强韧、耐久型桥梁缆索用大直径1960MPa级锌铝合金镀层钢丝

说明书

本发明涉及一种高强韧、耐久型桥梁缆索用大直径1960MPa级锌铝合金镀层钢丝，盘条是经过索氏体化处理(水浴、铅浴和盐浴)的超纯净、过共析钢高碳钢盘条，抗拉强度≥1290MPa、面缩率≥30％、伸长率≥10％；盘条拉拔成Ф4.90mm～Ф6.90mm的光面钢丝，之后进行热镀锌铝合金镀层，工艺流程：铅浴脱脂→热水清洗→盐酸酸洗→热水清洗→弱碱清洗→热水洗→氯化铵氯化锌溶剂助镀→热浸镀锌‑氮气抹试→热镀锌铝合金→氮气抹拭→收线。然后对盘条进行稳定化处理，保证大直径超高强度Zn95Al5合金镀层钢丝的强度、直线性、松弛率以及钢丝轴向均匀性。

技术领域

本发明涉及一种镀层钢丝，尤其涉及一种超高强度和韧性的耐久型桥梁缆索用锌铝合金镀层钢丝的制作方法。

背景技术

缆索是桥梁的生命线，是大跨度桥梁的主要受力构件，一般由几百根到数万根直径为5mm到7mm的钢丝组成。随着桥梁跨径的增大，钢缆索单位跨径的自重将呈非线性加速增长，使得索桥单位跨径总自重也加速增大。其结果一是导致缆索的材料强度用以承担其自身重量的比例增大，用于承担使用荷载的比例相对减小，承载效率降低；二是在当前钢丝强度下，需要更大的缆索截面积，这不但与其自重形成矛盾，还造成各构件材料用量增加、施工难度增大、工期延长，成本增加。因此，提高悬索桥主缆钢丝强度，不仅可以减少钢丝用量，还可以减轻主缆质量和截面积，减少主缆耗材和风阻，同时可以减小主塔、锚碇结构，减少索鞍、索夹的体积和质量，方便土建和架设施工，缩短工期，有着良好的经济效益。

当前我国桥梁缆索用钢丝的主要防腐措施为钢丝表面热镀锌，其抗腐蚀机理包括机械保护及电化学保护两种方式。随着经济的进一步快速发展，跨海跨江桥梁的不断建设，对于桥梁缆索的使用寿命要求进一步提高。尤其是对于跨海地区的桥梁，其空气中的氯离子，能加速溶解镀锌层上的保护膜，因此，需要开发一种耐久性更好的缆索，以满足桥梁的使用寿命要求。

综上所述，需要开发一种桥梁缆索用大直径超高强度、耐腐蚀的Zn95Al5合金镀层钢丝来解决以上问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种桥梁缆索用大直径高强度锌铝合金镀层钢丝的制作方法，成品钢丝直径为5mm～7mm，钢丝的抗拉强度≥1960MPa，屈服强度≥1660MPa，耐疲劳强度：在应力上限为980MPa、应力幅460MPa的条件下，经过应力循环200万次不断裂，抗松弛性能：松弛率在20±2℃时在70％公称抗拉强度下持荷1000h，其松弛率≤7.5％。耐久性能：镀层为锌铝合金镀层，镀层质量≥300g/m²,镀层中铝含量≥4.2％，镀层耐久性为目前热镀锌的2倍以上。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：高强韧、耐久型桥梁缆索用大直径1960MPa级锌铝合金镀层钢丝，其钢丝产品的制备方法包括如下步骤

(1)盘条选型

盘条选用直径为12mm～13mm、经过索氏体化(包括水浴、盐浴和铅浴)的超纯净、过共析钢高碳钢盘条，其化学成分按质量百分比计为C 0.85～0.95％、Si 0.12～1.30％、Mn0.30～0.90％、P≤0.015％、S≤0.005％、Cr0.20～0.60％、Cu≤0.05％。其金相组织满足：脱碳层≤0.07％、晶粒度为7、索氏体≥85％、不得有马氏体和网状渗碳体；其力学性能满足抗拉强度≥1290MPa、面缩率≥30％、伸长率≥10％。