[发明专利]一种海洋工程用钛合金丝绳制备工艺

说明书

一种海洋工程用钛合金丝绳制备工艺，包括如下具体步骤：步骤一、按照配方量分别选取海绵Ti、海绵Zr、Al豆、Al‑Mo中间合金和Al‑Nb中间合金，将上述原料混合均匀；步骤二、将步骤一中的混合物料挤压制备成电极，经过熔炼后切除冒口，采用机械加工制备成光锭；步骤三、将步骤二中的光锭进行粗丝热拉拔和室温拉拔两个阶段的丝材制备，得合金细丝；步骤四、将步骤三中国的合金细丝采用点接触形式进行捻股并编绳，最终得钛合金丝绳。本发明通过采用一种钛合金材料，制备出钛合金丝绳，其具有较强耐腐蚀性能，同钢丝绳相比，解决腐蚀问题，保证了设备运行安全性，同时大幅降低维护和更换成本，广泛适用于海洋工程等腐蚀环境。

技术领域

本发明属于耐腐蚀金属丝绳制备技术领域，具体涉及一种海洋工程用钛合金丝绳制备工艺。

背景技术

腐蚀问题是海洋装备面临的突出问题，在我国海洋工程及装备应用中，需要用到大量的钢丝绳，但钢丝绳耐腐蚀性差，目前常用方法是在钢丝绳表面镀锌等处理，同时相关专利也针对腐蚀问题进行了研究，现有方法都是在钢的表面镀耐腐蚀的镀层实现的，但在海洋高湿、高盐等恶劣环境中，依然面临着严重的腐蚀问题，影响到相关设备的稳定可靠性，钛合金具有比强度高、耐蚀性好等优良的综合性能，特别是在海水中的自然腐蚀速率小于0.001mm/a，被称为“海洋金属”，采用钛合金绳索代替钢丝绳，可以实现海洋装备的全寿期免维护，目前很少有采用钛合金制备钛丝绳的相关报道，本发明通过改变材料方式，采用钛合金制备钛合金丝绳，适用于海洋工程等强腐蚀性环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种海洋工程用钛合金丝绳制备工艺。

本发明的技术方案是：一种海洋工程用钛合金丝绳制备工艺，包括如下具体步骤：

步骤一、按照配方量分别选取海绵Ti、海绵Zr、Al豆、Al-Mo中间合金和Al-Nb中间合金，将上述原料混合均匀；

步骤二、将步骤一中的混合物料挤压制备成电极，经过熔炼后切除冒口，采用机械加工制备成光锭；

步骤三、将步骤二中的光锭进行粗丝热拉拔和室温拉拔两个阶段的丝材制备，得合金细丝；

步骤四、将步骤三中国的合金细丝采用点接触形式进行捻股并编绳，最终得钛合金丝绳。

进一步优化，所述步骤一中配方量为重量百分比计的下列组分：5.5-6.5％的Al、2.5-3.5％的Nb、0.6-1.5％的Mo和1.5-2.5％的Zr为主要成分，余量为Ti以及杂质元素Fe、Si、C 、N 、H和O。

进一步优化，步骤二中光锭制备完成后再进行盘条制备，所述盘条制备方法为：将步骤一中的光锭在1100-1200℃温度下开坯、锻造、轧制出直径为Φ8.0mm的盘条。

进一步优化，所述步骤三中粗丝热拉拔的方法为：进炉前通过石墨乳，其中各道次应变量控制在0.25之内，拉拔温度为700 -820℃，拉拔的速度为2.6-12m/min。

进一步优化，所述粗丝热拉拔的细丝直径为Φ1.0-Φ2.0mm。

进一步优化，所述步骤三中细丝室温拉拔的方法为：拉拔各道次应变量控制在0.31之内，拉伸速度为5.0-9.5m/min，其中，道次中间进行必要的热处理，热处理温度400-550℃，保温30min空冷。

进一步优化，所述室温拉拔的细丝直径为Φ0.4-Φ1.0mm。

进一步优化，所述步骤四中编绳方式采用单股或多股中的一种形式。

本发明的有益效果是：

一、采用钛合金为原料，钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度，采用钛丝绳可实现减重40%左右；