[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

摘要

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。

主权项

1.一种高强韧、耐久型桥梁缆索用大直径1960MPa锌铝合金镀层钢丝，其特征在于：该钢丝的制造方法包括如下步骤(1)盘条制作盘条选用直径为12mm～15mm、经过索氏体化处理的超纯净、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％；(2)钢丝拉拔采用Ф12.00mm～Ф15.00mm盘条经直进式拉丝机连续拉拔至Ф4.90mm～Ф6.90mm的光面钢丝，其总压缩率约为70～85％，采用6道次到9道次拉拔，单道压缩率约为14％～29％；每道拉拔后采用水冷卷筒冷却，拉丝模采用直接水冷；(3)钢丝镀锌铝合金镀覆过程中采用同步收线和同步放线，钢丝经过助镀后浸入温度为450℃～470℃纯镀锌锅，生成纯锌镀层和锌铁合金层，然后经过抹试装备，抹去一部分锌，再进入温度为430℃～460℃锌铝合金热镀锅，该锅温度高于纯锌的熔点417℃，因此钢丝表面的第一阶段的纯锌层会大部分熔解，锌‑铁合金吸收铝转变为柔韧性较好的锌‑铁‑铝镀层，同时钢丝表面生成锌‑铁‑铝合金镀层；具体流程包括：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；具体的工艺步骤如下：铅浴脱脂：将钢丝通过420‑460℃熔融的铅浴，约经过数秒钟使表面残留的磷化膜、油污和润滑剂烧除；热水清洗：清除钢丝表面残留的膜杂质和残留氧化物；盐酸酸洗：通过10‑30wt％的盐酸，清除脱脂后钢丝表面的氧化皮和残留物；热水清洗：清除钢丝表面残酸和残留氧化物；弱碱洗：中和并去除酸洗之后钢丝表面的残酸；助镀：钢丝均匀通过助镀液，助镀液中氯化铵和氯化锌的质量比为2：3，在钢丝表面先生成光亮的锌‑铁合金，活化盘条表面，清洁钢丝表面，防止再次氧化，并能顺利进行铁与锌及锌铝合金间浸润、溶解和扩散；热浸镀锌：将表面处理后的钢丝浸入熔融的锌浴，借铁与锌二种金属界面的热扩散作用形成镀层；氮气抹拭：将从锌锅引出的钢丝通过氮气吹抹去除表层多余的锌层；热浸镀锌铝合金：将镀锌后的钢丝浸入锌‑铝合金熔液，通过锌、铁、铝的扩散作用形成锌铝合金镀层；氮气抹拭：将从锌‑铝锅引出的钢丝通过保护性的氮气吹抹，确保镀层光洁；收线：将在空气中冷却后的镀层钢丝收集成规律整齐的线盘；(4)钢丝稳定化处理为了获得钢丝力学性能、抗松弛以及直线性能的进一步提高，对收卷成盘的钢丝做稳定化处理，包括感应加热和张力处理，将线盘同放同收，设置感应加热温度为300～400℃，加热时间至少保持2～6s，并设置张力轮的张力为25％～50％公称破断力，处理后期对钢丝进行风冷，风冷过程中仍保持对钢丝的张力处理，从而可在不降低其他机械性能的基础上，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。