CN103541249A - 一种中碳钢丝绳及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中碳钢丝绳及其生产工艺,其特征在于它是采用中碳钢(SWRH32A~52A钢或25#~55#钢)作为钢丝绳生产原料,其钢丝表面覆有磷化膜,经表面处理、拉拔、正火热处理、镀锌、磷化、拉拔、捻股合绳得成品钢丝绳。本发明生产工序少、能耗、模耗、断丝率低、劳动生产率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢丝绳,尤其是涉及一种中碳钢丝绳及其生产工艺。
背景技术
因高碳钢强度高,韧性好,有细小均一的热处理组织,能满足拉拔、捻制和性能均一性的需要,故传统的钢绳制造业均采用它为原料。其加工工艺路线大致为:原料线材去除热轧氧化皮——干式拉拔——(中间热处理)正火——干式拉拔(压缩率为92%左右)——(中间热处理)铅浴等温分解——镀锌——湿式拉拔(压缩率为97%左右)——捻股合绳。但因其加工硬化系数较大(即在加工过程中,压缩率超过85%以后,强度急剧上升,韧性恶化),所以在加工过程中,需要经多次热处理以消除其加工硬化和保证最终性能。这样,不仅造成了资源的浪费,而且阻碍了劳动生产率的提高。
此外,因为高碳钢具有较高的强度和硬度,所以,生产过程中能耗和模耗较高,断丝率较难控制。
CN101979762A公开了一种中碳钢丝绳及其生产工艺,其特征在于它是采用中碳钢(SWRH32A~52A钢或25#~55#钢)作为钢丝绳生产原料,经表面处理、拉拔、正火热处理、镀锌、拉拔、捻股合绳得成品钢丝绳。该生产工序少、能耗、模耗、断丝率低、劳动生产率高。但是该中碳钢丝绳防腐能力较差,不能满足需要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种生产工序少、能耗、模耗、断丝率低、劳动生产率高并且具有优异的防腐能力的中碳钢丝绳及其生产工艺。
本发明的目的是这样实现的:一种中碳钢丝绳,其特征在于:它是采用中碳钢作为钢丝绳生产原料,其钢丝表面覆有磷化膜。
本发明一种中碳钢丝绳,所述的中碳钢是SWRH32A~52A钢或35#~55#钢。
优选地,所述磷化膜的膜重为1~80g/m2,进一步优选为1.5~70g/m2,特别优选为2~50g/m2。
本发明一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于:采用中碳钢作为钢丝绳生产原料,经表面处理、拉拔、正火热处理、镀锌、磷化、拉拔、捻股合绳得成品钢丝绳。
本发明一种中碳钢丝绳的生产工艺,所述的生产工艺具体包括以下工艺步骤:
步骤一、表面处理:将原料线材置于放线架上,经机械除鳞设备去除热轧氧化皮,清洗,然后进入涂硼设备进行涂硼处理,最后进入烘干设备烘干,得预处理线材;
步骤二、拉拔:将步骤一得预处理线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,得半成品线材,收线;
步骤三、正火热处理、镀锌:将步骤二得半成品线材置于放线架上,经过热处理炉加热,加热温度800℃~900℃,冷却,清洗,然后进入助涂剂槽涂覆助涂剂,烘干,最进入锌锅镀锌,锌锅温度为440~460℃,冷却,得半成品线材,收线;
步骤四、磷化:将步骤三得半成品线材进行磷化处理,在钢丝表面形成磷化膜;
步骤五、拉拔:将步骤四得半成品线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,得半成品线材,收线;
步骤六、拉拔:将步骤五得半成品线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,得成品线材,收线;
步骤七、捻股成绳:将步骤六得成品线材置于捻股机上捻股合绳,得成品钢丝绳。
本发明一种中碳钢丝绳的生产工艺,步骤六所述的各道次拉丝模压缩角为12~14°。
本发明一种中碳钢丝绳的生产工艺,步骤六所用的润滑剂浓度为2~5%。
本发明的特点是:
1、选择不同于传统的新型材料,中碳SWRH32A~42A钢或35#~55#钢,作为钢丝绳制造原材料。
2、确定其合适的加工工艺:
①中间热处理仅采用一次正火,且奥氏体化加热温度可略有降低,如35#钢则由高碳钢热处理温度920~960℃下降至800~900℃。和传统工艺相比,省去了既大量耗能、会造成明显环境污染,又对工人身体健康有不良影响的铅浴等温分解热处理,从而明显降低了生产成本,减少了辅料消耗和能耗,同时改善了工人的作业环境。
②加大工序拉拔压缩率(压缩率可达99%以上),简化了生产工序,提高了生产效率。
③拉丝模压缩角由高碳钢的11-13°更改为12-14°,润滑剂浓度由拉拔高碳钢时的5%下降至2-3%左右。
3、和高碳钢相比,在同样强度的前提下,中碳钢具有更高的韧性。因此,与高碳钢相比,具有以下特点:
①可增大拉拔总压缩率,总压缩率可由原来的92%提高至99%以上;
②可降低钢丝拉拔时的锌层损失率,例如¢0.30mm以下制绳钢丝锌层损失由原来的30%降为不足10%;
③可降低拉拔力和拉拔时的能耗,如湿拉时电耗可降低约16%,每吨钢丝可节约电能约32元;
④可降低拉丝模损耗,按拉丝模日常保养要求,湿拉时拉丝模由原来的20只/吨下降为约5只/吨;
⑤可明显降低拉丝时的断丝率,断丝率由原先的每吨16.7次下降为每吨7.7次。这不仅提高了生产时的成材率,而且提高了劳动生产率。
⑥利用其强度和韧性的良好匹配,可明显提高成品钢丝绳的疲劳寿命(疲劳试验方法参照GB/T12347标准),疲劳寿命提高到原来的192%。
4、通过对制绳钢丝进行表面涂层,增加对钢丝绳润滑脂的储存量,从而改善钢丝绳内部钢丝之间的润滑条件,减缓钢丝间因相互摩擦而引起的的磨损,并提高钢丝的防腐蚀能力,从而延长钢丝绳使用寿命。
具体实施方式
本发明涉及一种中碳钢丝绳及其生产工艺,采用中碳SWRH32A~52A钢或国产35#~55#钢,作为钢丝绳生产原料,经过适当加工和处理,同样能获得均一的组织和性能,完全达到各种制绳钢丝标准要求。
实施例1
步骤一、表面处理:将¢5.5mm原料线材置于放线架上,经机械除鳞设备去除热轧氧化皮,然后进清洗槽清洗,酸洗槽进行酸洗,再进入清洗槽进行冷热水冲洗,然后进入涂硼设备进行涂硼处理,最后进入烘干设备烘干,得预处理线材;
步骤二、拉拔:将步骤一得预处理线材置于拉拔机上进行多道次拉拔,得半成品线材,工字轮收线;
步骤三、正火热处理、镀锌:将步骤二得半成品线材置于放线架上,经过四段式热处理炉加热,加热温度:800℃、820℃、850℃、880℃,然后进行空气冷却,进入水槽进行水冷,进入酸洗槽进行酸洗,再进入水槽进行冷热水冲洗,进入助涂剂槽涂覆助涂剂,烘干,最后进入锌锅镀锌,锌锅温度为440~460℃,空气冷却,得半成品线材,工字轮收线;
步骤四、磷化:将步骤三得半成品线材进行磷化处理,在钢丝表面形成磷化膜,控制磷化膜的膜重为80g/m2;
步骤五、拉拔:将步骤四得半成品线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,得半成品线材,工字轮收线;
步骤六、湿式拉拔:将步骤五得半成品线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,各道次拉丝模压缩角为12~14°,润滑剂采用拉拔专用润滑剂,浓度为3%,得成品线材,工字轮收线;
步骤七、捻股成绳:将步骤六得成品线材置于捻股机上捻股合绳,得成品钢丝绳。
将其在天然海水中进行为期3个月的腐蚀测试,其腐蚀速率为0.02mm/a。
实施例2
步骤一、表面处理:将¢5.5mm原料线材置于放线架上,经机械除鳞设备去除热轧氧化皮,然后进清洗槽清洗,酸洗槽进行酸洗,再进入清洗槽进行冷热水冲洗,然后进入涂硼设备进行涂硼处理,最后进入烘干设备烘干,得预处理线材;
步骤二、拉拔:将步骤一得预处理线材置于拉拔机上进行多道次拉拔,得半成品线材,工字轮收线;
步骤三、正火热处理、镀锌:将步骤二得半成品线材置于放线架上,经过四段式热处理炉加热,加热温度:840℃、860℃、880℃、900℃,然后进行空气冷却,进入水槽进行水冷,进入酸洗槽进行酸洗,再进入水槽进行冷热水冲洗,进入助涂剂槽涂覆助涂剂,烘干,最后进入锌锅镀锌,锌锅温度为440~460℃,空气冷却,得半成品线材,工字轮收线;
步骤四、磷化:将步骤三得半成品线材进行磷化处理,在钢丝表面形成磷化膜,控制磷化膜的膜重为1g/m2;
步骤五、拉拔:将步骤四得半成品线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,得半成品线材,工字轮收线;
步骤六、湿式拉拔:将步骤五得半成品线材置于拉拔机上,进行多道次拉拔,各道次拉丝模压缩角为12~14°,润滑剂采用拉拔专用润滑剂,浓度为3%,得成品线材,工字轮收线;
步骤七、捻股成绳:将步骤六得成品线材置于捻股机上捻股合绳,得成品钢丝绳。
将其在天然海水中进行为期3个月的腐蚀测试,其腐蚀速率为0.05mm/a。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种中碳钢丝绳,其特征在于:它是采用中碳钢作为钢丝绳生产原料,其钢丝表面覆有磷化膜。
2.根据权利要求1所述的一种中碳钢丝绳,其特征在于:所述的中碳钢采用SWRH32A~52A钢或25#~55#钢。
3.根据权利要求1或2所述的一种中碳钢丝绳,其特征在于:所述磷化膜的膜重为1~80g/m2,进一步优选为1.5~70g/m2,特别优选为2~50g/m2。
4.一种权利要求1-3任一项所述中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于采用中碳钢作为钢丝绳生产原料,经表面处理、拉拔、正火热处理、镀锌、磷化、拉拔、捻股合绳得成品钢丝绳。
5.根据权利要求4所述的一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于所述的生产工艺具体包括以下工艺步骤:
步骤一、表面处理:将原料线材置于放线架上,经机械除鳞设备去除热轧氧化皮,清洗,然后进入涂硼设备进行涂硼处理,最后进入烘干设备烘干,得预处理线材;
步骤二、拉拔:将步骤一得预处理线材置于拉拔机上进行多道次拉拔,得半成品线材,收线;
步骤三、正火热处理、镀锌:将步骤二得半成品线材置于放线架上,经过热处理炉加热,加热温度800℃~900℃,冷却,清洗,进入助涂剂槽涂覆助涂剂,烘干,进入锌锅镀锌,锌锅温度为440~460℃,冷却,得半成品线材,收线;
步骤四、磷化:将步骤三得半成品线材进行磷化处理,在钢丝表面形成磷化膜;
步骤五、拉拔:将步骤四得半成品线材置于拉拔机上进行多道次拉拔,得半成品线材,收线;
步骤六、拉拔:将步骤五得半成品线材置于拉拔机上进行多道次拉拔,得成品线材,收线;
步骤七、捻股成绳:将步骤六得成品线材置于捻股机上捻股合绳,得成品钢丝绳。
6.根据权利要求5所述的一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于步骤三所述热处理炉加热为四段式,各段加热温度为800℃、820℃、860℃、900℃。
7.根据权利要求5所述的一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于步骤六所述的各道次拉拔的拉丝模压缩角为12~14°。
8.根据权利要求5所述的一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于步骤六所用的润滑剂浓度为2~5%。
9.根据权利要求5所述的一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于步骤二所述的多道次拉拔的道次为:5.5-4.85-3.75-3.3-2.90-2.60-2.30或5.5-4.85-3.75-3.3-2.90-2.60-2.30-2.00。
10.根据权利要求5所述的一种中碳钢丝绳的生产工艺,其特征在于步骤五所述的多道次拉拔的道次为:2.3-2.00-1.75-1.55-1.35-1.2或2.00-1.75-1.55-1.35-1.2-1.1-1.0。
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