專利名稱：一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼材及其生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高速鐵路無砟軌道板用的 大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
我國鐵路運(yùn)輸正向現(xiàn)代化進(jìn)軍，一方面加速改造原有鐵路，一方面加快建設(shè)城際 高速鐵路客運(yùn)專線，我國高速鐵路客運(yùn)專線建設(shè)如火如荼。根據(jù)最新消息，今后三年全國鐵 路里程要達(dá)11萬Km，其中高速鐵路客運(yùn)專線到達(dá)1. 3萬Km。如此高的列車運(yùn)行速度，首先軌道建設(shè)要創(chuàng)新，以保證高速列車安全運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)有世界建設(shè)高速鐵路的經(jīng)驗(yàn)，高速鐵路軌道一般采用無砟路基和鋪設(shè)路基 用的混凝土軌道板?，F(xiàn)有技術(shù)中，我國通常使用預(yù)應(yīng)力混凝土 CRTS II型軌道板作為無砟路基和鋪設(shè) 路基用的混凝土軌道板，而預(yù)應(yīng)力混凝土 CRTS II型軌道板的受力主筋，通常使用大直徑高 強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。但現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲(鋼筋)無法滿足使用要 求，生產(chǎn)費(fèi)用高，成本大，需要進(jìn)一步改進(jìn)，以適應(yīng)鐵路現(xiàn)代化要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法，其提 高了螺旋肋鋼絲的強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力，增加了預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲與混凝土握裹力。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲，包括基圓鋼 絲，以及4條繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)的成連續(xù)螺旋狀的凸起的螺旋肋；所述4條連續(xù)螺旋肋連續(xù)繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)，所述4條連續(xù)凸起的螺旋肋在所 述基圓鋼絲的橫斷面處互成90度。較優(yōu)地，所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲是以采用SWRH82B鋼坯經(jīng)高速線材 軋機(jī)軋制的Φ 15. Omm的無扭控冷盤條為原料，經(jīng)冷拔變形，再經(jīng)螺旋肋成型模拉拔，然后 經(jīng)穩(wěn)定化處理，制成表面帶有4條連續(xù)凸起的螺旋肋的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，還提供一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲的生產(chǎn)方法，包 括如下步驟步驟Α，將原料進(jìn)行酸洗、磷化、硼化，進(jìn)行表面處理；步驟B，將進(jìn)行表面處理后的原料進(jìn)行連續(xù)拉拔及微應(yīng)變和穩(wěn)定化處理，得到大直 徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。根據(jù)拉撥的總壓縮率以及拉撥速度過程的冷卻潤滑要求，對步驟A得到的原料盤條進(jìn)行拉拔和穩(wěn)定化處理，得到大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法，采 用不同于現(xiàn)有技術(shù)的先進(jìn)的工藝方法，產(chǎn)出外形螺旋肋的鋼絲，不僅增加了預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲與混凝土握裹力，而且機(jī)械性能優(yōu)良，提高了鋼絲為主筋制造的預(yù)應(yīng)力混凝土軌跡板質(zhì)量，從而延長了軌道板的使用壽命，對保證高建鐵路列車快速安全運(yùn)行起到關(guān)鍵作用。


圖1是本發(fā)明大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1.斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲生產(chǎn)方法流程圖。其中1_螺旋肋鋼絲；2-鋼絲表面螺旋肋；3-螺旋肋鋼絲中的基圓鋼絲；
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解， 此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明而不是對本發(fā)明的限制。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲，作為一種可實(shí)施 方式，包括基圓鋼絲，以及4條繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)的成連續(xù)螺旋狀的凸起的螺旋肋，所述 4條連續(xù)螺旋肋連續(xù)繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)，所述4條連續(xù)凸起的螺旋肋在所述基圓鋼絲的 橫斷面處互成90度。較佳地，所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲為公稱直徑(NominalDiameter)為 Φ 10. Omm的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。較佳地，所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲是以采用SWRH82B鋼坯經(jīng)高速線材 軋機(jī)軋制的Φ 15. Omm的無扭控冷盤條(簡稱高線盤條)為原料，經(jīng)冷拔變形，再經(jīng)螺旋肋 成型模拉拔，然后經(jīng)穩(wěn)定化處理，制成表面帶有4條連續(xù)凸起的螺旋肋的大直徑高強(qiáng)度預(yù) 應(yīng)力鋼絲。所述螺旋肋鋼絲的外輪廓直徑及偏差10. 60士0. IOmm ；所述基圓鋼絲直徑及偏差為9. 75士0. 05mm ；所述鋼絲螺旋肋高H0. 42-0. 45，肋寬bl. 8-2. Omm,螺旋肋導(dǎo)程L42_51mm ；所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲放在平面上其弦與弧內(nèi)側(cè)的最大自然失高 ^ 3. 00mm/mo如圖3所示，下面詳細(xì)說明本發(fā)明的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲的生產(chǎn)方 法，包括如下步驟步驟S100，將原料進(jìn)行酸洗、磷化、硼化，進(jìn)行表面處理；作為一種可實(shí)施方式，本發(fā)明的螺旋肋鋼絲生產(chǎn)中，采用的原料為WRH82B盤條， 盤條規(guī)格Φ 15. Omm.盤條，抗拉強(qiáng)度1160 1260MPa，斷面收縮率彡30%，伸長率彡10%, 金相組織晶粒度6-8級均勻的索氏體化盤條。將原料進(jìn)行酸洗、磷化、硼化處理，使其具有良好的涂潤滑載體。其目的是保證順 利拉拔。其中，酸洗采用硫酸處理，其百分含量8_18% ；硫酸亞鐵含量< 250g/L ；酸洗溫 度彡500C ο
磷化處理磷化液游點(diǎn)3-10點(diǎn)；總點(diǎn)35-60點(diǎn)；總鋅量> 8g/L ；磷化池亞鐵含量 ^ 8. 5g/L ；磷化溫度 70-85 °C。硼化處理；濃度3-8波美度；硼化溫度彡80°C。控制原料盤條表面處理的酸洗、磷化、硼化時間，使其磷化膜厚度> 10g/m2。步驟S200，將進(jìn)行表面處理后的原料進(jìn)行連續(xù)拉絲及微應(yīng)變和穩(wěn)定化處理，得到 大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。依次將進(jìn)行表面處理后的原料經(jīng)過5道次塑性變形，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)形成表面連續(xù)凸起 的4條螺旋肋，然后對原料經(jīng)過矯直后，利用張力盤施加預(yù)應(yīng)力，在微應(yīng)變下完成應(yīng)力回 火，然后由牽引拖動，經(jīng)剪切機(jī)導(dǎo)向管進(jìn)入圓盤收線。較佳地，生產(chǎn)線速度20-110米/分。根據(jù)拉撥的總壓縮率以及拉撥速度過程的冷卻潤滑要求，對步 驟SlOO得到的原 料盤條進(jìn)行拉拔處理，得到大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。有效的拉制鋼絲的強(qiáng)度，除了盤條原始強(qiáng)度得到保證外，對拉拔的總壓縮率以及 拉拔速度過程的冷卻潤滑均要進(jìn)行拉撥處理，同時要鋼絲在拉絲穩(wěn)定化時，直徑與力學(xué)性 能的變化。然后，利用螺旋變形模具和旋轉(zhuǎn)變形器，生產(chǎn)得到公稱直徑(NominalDiameter) 為Φ 10. Omm的大直徑高強(qiáng)度螺旋肋鋼絲。較佳地，所述鋼絲拉拔工藝為15. 0-13. 90-12. 80-11. 80-10. 95-10. 0 ；穩(wěn)定化是鋼絲取得低松弛的必要手段，即對鋼絲在一定張力條件下進(jìn)行短時加 熱。為了達(dá)到低松弛的目的，就需要對鋼絲方面施加一定張力，同時進(jìn)行加熱，并保持一定 時間后冷卻。本發(fā)明實(shí)施例中，張力控制在破斷載荷的42% —45%，加熱溫度控制在 390 士 20 "C。較佳地，對所述進(jìn)行表面處理后的原料進(jìn)行矯直及溫度跟蹤時，設(shè)置應(yīng)力調(diào)節(jié)，溫 度跟蹤，矯直機(jī)組，自動排線，保證了鋼絲內(nèi)在質(zhì)量及伸直度要求。較佳地，所述張應(yīng)力工藝值為鋼絲破斷拉力的42-45%，去應(yīng)力回火工藝溫度 390士20°C，所述伸直度彡3mm/m。本發(fā)明實(shí)施例的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法，其鋼絲公稱直 徑大，鋼絲外形及尺寸較GB5223-2003標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)，相對而言螺旋肋導(dǎo)程短，螺旋肋高，螺旋 肋傾角小(為33度)因而增加了預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲與混凝土的按觸面積，增加了握裹力， 提高了預(yù)應(yīng)力混凝土軌跡板質(zhì)量，延長了使用壽命。而且具有很高的性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度 Rm彡1570Mpa ；屈服強(qiáng)度RpO. 2彡1420Mpa ；伸長率AlOO彡6%;最大力伸長Agt ^ 3. 5%； 彈性模量 E (205 士 10) Gpa ； IOOOh 松弛率 < 2.0%.最后應(yīng)當(dāng)說明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變 型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要 求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求
一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲，其特征在于，包括基圓鋼絲，以及4條繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)的成連續(xù)螺旋狀的凸起的螺旋肋；所述4條連續(xù)螺旋肋連續(xù)繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)，所述4條連續(xù)凸起的螺旋肋在所述基圓鋼絲的橫斷面處互成90度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋肋鋼絲，其特征在于，所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋 鋼絲為公稱直徑為Φ 10. Omm的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋肋鋼絲，其特征在于，所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋 鋼絲是以采用SWRH82B鋼坯經(jīng)高速線材軋機(jī)軋制的Φ 15. Omm的無扭控冷盤條為原料，經(jīng)冷 拔變形，再經(jīng)螺旋肋成型模拉拔，然后經(jīng)穩(wěn)定化處理，制成表面帶有4條連續(xù)凸起的螺旋肋 的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋肋鋼絲，其特征在于，所述螺旋肋鋼絲的外輪廓直徑及 偏差 10. 60 士 0. IOmm ；所述基圓鋼絲及直徑偏差為9. 75士0. 05mm ；所述鋼絲螺旋肋高H0. 42-0. 45，肋寬bl. 8-2. Omm,螺旋肋導(dǎo)程L42_51mm ；所述大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲放在平面上其弦與弧內(nèi)側(cè)的最大自然失高 ^ 3. 00mm/mo
5.一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲的生產(chǎn)方法，包括如下步驟步驟A，將原料進(jìn)行酸洗、磷化、硼化，進(jìn)行表面處理；步驟B，將進(jìn)行表面處理后的原料進(jìn)行連續(xù)拉拔及微應(yīng)變和穩(wěn)定化處理，得到大直徑高 強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲的生產(chǎn)方法，其特征在于， 所述原料為WRH82B盤條，盤條規(guī)格Φ 15. 0mm.盤條，抗拉強(qiáng)度1160 1260MPa，斷面收縮率 ^ 30%，伸長率彡10%，金相組織晶粒度68級均勻的索氏體化盤條。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲的生產(chǎn)方法，其特征在于所述酸洗采用硫酸處理，其百分含量8-18% ；硫酸亞鐵含量< 250g/L ；酸洗溫度≤50 0C ；所述磷化處理磷化液游點(diǎn)3-10點(diǎn)；總點(diǎn)35-60點(diǎn)；總鋅量> 8g/L ；磷化池亞鐵含量≤ 8. 5g/L ；磷化溫度 70-85 0C ；所述硼化處理濃度3-8波美度；硼化溫度> 80°C ；控制原料盤條表面處理的酸洗、磷化、硼化時間，使其磷化膜厚度> 10g/mm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲的生產(chǎn)方法，其特征在于， 所述步驟B包括下列步驟依次將進(jìn)行表面處理后的原料經(jīng)過5道次塑性變形，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)形成表面連續(xù)凸起的4 條螺旋肋，然后對原料經(jīng)過矯直后，利用張力軌施加預(yù)應(yīng)力，在微應(yīng)變下完成應(yīng)力回火，然 后由牽引拖動，經(jīng)剪切機(jī)導(dǎo)向管進(jìn)入圓盤收線。
全文摘要
本發(fā)明公開一種大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲及其生產(chǎn)方法。該大直徑高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲，包括基圓鋼絲，以及4條繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)的成連續(xù)螺旋狀的凸起的螺旋肋；所述4條連續(xù)螺旋肋連續(xù)繞所述基圓鋼絲旋轉(zhuǎn)，所述4條連續(xù)凸起的螺旋肋在所述基圓鋼絲的橫斷面處互成90度。其提高了螺旋肋鋼絲的強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力，增加了預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲與混凝土握裹力。
文檔編號E04C5/08GK101818545SQ201010159720
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者余景岐, 謝志元, 謝志安, 謝志峰, 謝鐵根, 閆崇健 申請人:天津市銀龍預(yù)應(yīng)力鋼材集團(tuán)有限公司