Φ5.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝及其拉拔設備的制作方法
【專利摘要】一種Φ5.0mm1960MPa超高強度鋼絲制造工藝及其拉拔設備，工藝流程為：原料選擇→表面處理→拉絲→去應力回火處理；首先選用化學成分和力學性能符合要求的φ16mm、82B專用盤條，通過采用隧道式酸洗方式清除盤條表面的氧化鐵皮，然后對清洗后的盤條表面進行磷化和硼化處理，再對專用盤條實施減徑拉拔至成品直徑規(guī)格，鋼絲進行去應力回火處理處理；鋼絲拉拔在具有工藝智能識別系統(tǒng)及壓力水冷模盒的φ1270大型直進式拉絲機上進行，確保產品滿足強度和韌性要求，解決了目前不能生產φ5.0mm1960MPa以及更高強度級鋼絲的生產技術難題，滿足了國家重點工程建設對特高強度鋼絲繩的需求。
【專利說明】(65.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝及其拉拔設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝及其拉拔設備，屬于金屬纜繩加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]我國海洋資源豐富，隨著國家對海洋資源開采力度的加大，海洋工程用鋼絲繩需求增大，要求鋼絲繩具有特粗、特長和特殊結構，并具有特高強度、特高韌性、耐腐蝕等特殊性能，海洋工程用鋼絲繩的研制生產成為當前十分緊迫的問題。目前，需要的海洋工程用鋼絲繩最大直徑達210mm，所需鋼絲直徑達5.0mm，抗拉強度達1960MPa，根據相關文獻資料報道，目前能生產鋼絲直徑達5.0mm，其抗拉強度最高為1870 MPa，現有的熱處理、拉拔等設備及生產工藝技術都不能實現05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲的生產制造，特別是要滿足該強度級鋼絲的高韌塑性能要求，彎曲> 8次，扭轉》12次，延伸率> 4.0%，更無可能，這也成為制約我國海洋工程建設的瓶頸問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種(65.0mm 1960MPa超聞強度鋼絲制造工藝及其拉拔設備，實現大直徑超高強度高韌塑性鋼絲(鋼絲直徑大于05.0mm、 抗拉強度高于1960MPa彎曲≥8次、扭轉≥12次、延伸率≥4.0%)的生產制造，滿足海洋工程等國家大型工程建設用鋼絲繩對大直徑超高強度鋼絲的需求。
[0004]本發(fā)明的05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝的工藝流程為:原料選擇一表面處理一拉絲一去應力回火處理。
[0005]本發(fā)明的工藝步驟為:選用化學成分和力學性能符合要求的(M6mm、82B專用盤條，通過采用隧道式酸洗方式清除盤條表面的氧化鐵皮，然后對清洗后的盤條表面進行磷化和硼化處理，再按大于90%的超高總壓縮率和采用“第一道次較小，第二道次最大，以后拔道次依次降低”的部分壓縮率分配方法，對專用盤條實施減徑拉拔至成品直徑規(guī)格，再對鋼絲進行去應力回火處理處理，消除鋼絲應力，進一步提高鋼絲綜合性能，最后進行成品檢驗。
[0006]本發(fā)明由于總壓縮率大于90%，屬于超高壓縮率，部分壓縮率設計采用“第一道次較小，第二道次最大，以后拉拔道次依次降低”的折線型的部分壓縮率分配方法，設計第一道次部分壓縮率較小的原因是為了確保盤條的規(guī)圓，因原料廠家提供的盤條通常存在橢圓度、直徑偏差及表面缺陷，若采用較大部分壓縮率拉拔，容易刮傷鋼絲，通過采用第一道次較小部分壓縮率的拉拔，克服了這一技術問題，拉拔中不會導致鋼絲拉傷，確保了鋼絲直徑的規(guī)圓，有利于鋼絲的后續(xù)拉拔，提高鋼絲的強韌性及表面質量。
[0007]本發(fā)明的拉絲是在具有工藝智能識別系統(tǒng)及壓力水冷模盒的01270大型智能直進式拉絲機上進行，確保滿足產品抗拉強度和韌性要求，有效克服了現有技術工藝的不足之處，解決了目前不能生產05.0mm 1960MPa以及更大直徑更高強度鋼絲的生產技術難題，實現了大規(guī)格超高強度鋼絲生產，滿足了國家重點工程建設對特高強度鋼絲繩的需求。
[0008]實現本發(fā)明的拉拔設備為01270大型智能直進式拉絲機，該設備主要由放線裝置、工作臺、電機、減速裝置、卷筒和收線裝置構成，關鍵的是該設備在每個卷筒的進線的前方還設置有壓力水冷模盒，該壓力水冷模盒具有強制水流冷卻功能，對鋼絲拉拔產生的熱量能及時冷卻，冷卻效果比現有拉拔設備顯著提高，冷卻效果較好，通常拉拔后鋼絲溫度低于 100。。。
[0009]本發(fā)明的拉拔設備還帶有拉拔工藝智能識別系統(tǒng)，所述的拉拔工藝智能識別系統(tǒng)是通過PLC編程設計程序來實現的，并保存在數據模塊中。鋼絲在拉拔過程中，若因拉絲模的磨損或卷筒的滑動等原因，造成的速度不匹配，通過拉拔工藝智能識別系統(tǒng)，來自動調節(jié)各拉拔卷筒的速度匹配，確保了鋼絲直線式的順利拉拔，拉拔的鋼絲不產生扭轉，確保了鋼絲的韌塑性能。
[0010]本發(fā)明的01270大型智能直進式拉絲機，因拉絲機具有強制水冷壓力水冷模盒及拉拔工藝智能識別系統(tǒng)，其拉拔鋼絲質量顯著優(yōu)于現有拉絲機，使拉拔成品鋼絲的抗拉強度及韌塑性等綜合性能指標得到保證，完全滿足拉拔大直徑超高強度鋼絲(鋼絲直徑大于0 5.0mm、抗拉強度高于1960MPa)的需求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明拉拔設備結構示意圖，
圖2為本發(fā)明拉拔設備的俯視圖。
[0012]圖中:1 一放線裝置、2—工作臺、3 —電機、4一減速裝置、5—卷筒、6—壓力水冷模盒、7—收線裝置。
【具體實施方式】
[0013]以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明:
本發(fā)明的05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝的工藝流程為:原料選擇一表面處理一拉絲一去應力回火處理。
[0014]本發(fā)明的工藝步驟為:
1、原料選擇
選用化學成分和力學性能符合要求的0 16mm、82B專用盤條。
[0015]化學成分為:C:0.80 ~0.85%, S1:0.12 ~0.32%, Mn:0.60 ~0.90%, P:≤ 0.020%, S:≤ 0.025%, Cr:^ 0.20%, N1:≤ 0.10%, Mo:^ 0.03%, Cu:^ 0.10%, K 0.007%，其中 Cr+Ni+Cu ( 0.30%
Cu+Sn ≤ 0.15%。
[0016]力學性能:盤條抗拉強度1180~1300MPa，斷后伸長率≤11%，斷面收縮率≤35%。
[0017]顯微組織:盤條索氏體含量應大于90%，盤條不得有網狀滲碳體、淬火組織及對性能有害的組織。
[0018]2、表面處理
通過采用隧道式酸洗方式清除盤條表面的氧化鐵皮，盤條表面處理時，依次將盤條放入隧道式酸洗生產線中的酸洗槽進行酸洗，然后用高壓水沖洗干凈，再對清洗后的盤條表面進行磷化和硼化處理。
[0019]隧道式酸洗生產線中的酸洗槽優(yōu)選設置為4個。
[0020]酸洗槽的濃度控制，優(yōu)選為:第I酸洗槽:鹽酸100~145g/l，氯化亞鐵100~140 g/1 ;
第2酸洗槽:鹽酸175~205g/l，氯化亞鐵25~55g/l ；
第3酸洗槽:鹽酸215~245g/l，氯化亞鐵10~25g/l ；
第4酸洗槽:鹽酸20~40g/l，氯化亞鐵< 30g/l。
[0021]3、拉絲
拉絲是盤條實施減徑拉拔至成品直徑規(guī)格，本發(fā)明盤條直徑為16mm，鋼絲拉拔總壓縮率為90.3 %，屬于超高壓縮率，部分壓縮率設計采用“第一道次較小，第二道次最大，以后拉拔道次依次降低”的折線型的部分壓縮率分配方法，第一道次部分壓縮率設計優(yōu)選為 (14%，第二道次最大部分壓縮率設計優(yōu)選為25%，其余道次部分壓縮率依次降低。
[0022]4、去應力回火處理
對鋼絲進行去應力回火處理，消除鋼絲應力，進一步提高鋼絲綜合性能。
[0023]用于制造05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲的拉拔設備，主要由放線裝置1、工作臺
2、電機3、減速裝置4、卷筒5、收線裝置7和壓力水冷模盒6構成，電機3設置于卷筒5的正后方，減速裝置4與電機5相連接，壓力水冷模盒6位于卷筒5進線的前方。
所述的卷筒5的直徑≥1270_。
[0024]本發(fā)明的拉拔設備還包括拉拔工藝智能識別系統(tǒng)，所述的拉拔工藝智能識別系統(tǒng)是通過PLC編程設計程序來實現的，并保存在數據塊中。
[0025]本發(fā)明制造的05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲經檢測，技術指標為:抗拉強度≥1960MPa，彎曲≥8次，扭轉≥12次，延伸率≥4.0%，達到設計要求，滿足海洋工程等國家大型工程建設用鋼絲繩對大直徑超高強度鋼絲的需求。
【權利要求】
1.0 5.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝，其特征在于:工藝流程為:原料選擇一表面處理一拉絲一去應力回火處理；其工藝步驟為:≤1)原料選擇選用化學成分和力學性能符合要求的0 16mm、82B專用盤條；化學成分為:C:0.80 ~0.85%, S1:0.12 ~0.32%, Mn:0.60 ~0.90%, P: ≤ 0.020%, S:≤ 0.025%, Cr: ≤ 0.20%, N1:≤ 0.10%, Mo: ≤ 0.03%, Cu: ≤ 0.10%, K 0.007%，其中 Cr+Ni+Cu ≤ 0.30%Cu+Sn ≤ 0.15% ；力學性能:盤條抗拉強度1180~1300MPa，斷后伸長率≤11%，斷面收縮率≤35% ；顯微組織:盤條索氏體含量應大于90%，盤條不得有網狀滲碳體、淬火組織及對性能有害的組織；≤2)表面處理通過采用隧道式酸洗方式清除盤條表面的氧化鐵皮，盤條表面處理時，依次將盤條放入隧道式酸洗生產線中的酸洗槽進行酸洗，然后用高壓水沖洗干凈，再對清洗后的盤條表面進行磷化和硼化處理；≤3)拉絲本發(fā)明盤條直徑為16mm，鋼絲拉拔總壓縮率為90.3%，屬于超高壓縮率，部分壓縮率設計采用“第一道次較小，第二道次最大，以后拉拔道次依次降低”的折線型的部分壓縮率分配方法，第一道次部分壓縮率設計優(yōu)選為< 14%，第二道次最大部分壓縮率設計優(yōu)選為 25%，其余道次部分壓縮率依次降低；拉絲在具有工藝智能識別系統(tǒng)及壓力水冷模盒的01270大型直進式拉絲機上進行；≤4)去應力回火處理對鋼絲進行去應力回火處理，消除鋼絲應力，進一步提高鋼絲綜合性能。
2.如權利要求1所述的05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝，其特征在于:所述的隧道式酸洗生產線中的酸洗槽優(yōu)選設置為4個。
3.如權利要求2所述的05.0mm 1960MPa超高強度鋼絲制造工藝，其特征在于:所述的酸洗槽的濃度控制，優(yōu)選為:第I酸洗槽:鹽酸100~145g/l，氯化亞鐵100~140 g/1 ；第2酸洗槽:鹽酸175~205g/l，氯化亞鐵25~55g/l ；第3酸洗槽:鹽酸215~245g/l，氯化亞鐵10~25g/l ；第4酸洗槽:鹽酸20~40g/l，氯化亞鐵≤30g/l。
4.用于制造權利要求1所述的拉拔設備，主要由放線裝置≤I)、工作臺≤2)、卷筒≤5)及其正后方設置的電機≤3)、以及與電機≤3)相連接的減速裝置≤4)和收線裝置≤7)構成，其特征在于:還包括壓力水冷模盒≤6)，所述壓力水冷模盒≤6)位于卷筒≤5)進線的前方。
5.如權利要求4所述的拉拔設備，其特征在于:所述的卷筒≤5)的直徑>1270mm。
6.如權利要求4或5所述的拉拔設備，其特征在于:所述的拉拔設備還包括拉拔工藝智能識別系統(tǒng)，所述的拉拔工藝智能識別系統(tǒng)是通過PLC編程設計程序來實現的，并保存在數據塊中。
【文檔編號】B21C1/12GK103495613SQ201310480612
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】李倫友, 李偉, 何光成 申請人:貴州鋼繩股份有限公司