專利名稱：高強度預應力鋼絲加工工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高強度預應力鋼絲加工工藝，特別是一種提高鋼絲強度達到低松馳的方法。
高強度預應力鋼絲是國內外近年來才發(fā)展起來的一種新型建材，由于其具有強度高，松馳低，體積輕，抗拉強，成本低等優(yōu)點，已廣泛應用在水庫大壩，大型水泥橋，高壓輸水管線，水泥、電桿、軌枕、大型屋面板，防護網及礦山、涵洞、油田等工業(yè)領域。
目前生產高強度鋼絲一般采用的工藝流程為酸洗——烘干——放線——涂潤滑劑——第一次粗拔——涂潤滑劑——第二次粗拔—涂潤滑劑——第三次粗拔——收卷——下卷——退火——放線——第一次精拔——涂潤滑劑——第二次精拔——涂潤滑劑——第三次精拔——收卷——下卷——打包——入庫。因其多道次拔制，模具磨損嚴重，鋼材表面宜劃損、廢品率高，盤重小(僅200多公斤盤重)噪聲大、污染重，特別是由于高溫回火處理，破壞了鋼材的機械性能，很難生產出高強度(＞1570Mpa)、低松馳、大規(guī)格、大盤重預應力鋼絲。
本發(fā)明的主要目的，就是提高目前國產冷拔鋼絲的抗拉強度，采用松馳低，盤徑大，無需中間退火、連續(xù)生產出高強度預應力鋼絲的生產工藝。
本發(fā)明取消拔制中高溫退火工藝，充分利用鋼鐵材料的機械性能和物理性能，把化學處理工序引入到冷軋高強鋼絲的生產工藝，使其表面軟化，減輕軋片磨損，利用軋制工藝壓下量大的優(yōu)點，減少軋制道次，一次性生產出合格產品。
本發(fā)明的工藝步驟為采用選料、酸洗、磷化、皂化、冷軋冷拔工藝，1.選用75#—80#高碳鋼筋，在配制10—25％稀硫酸的酸洗池中酸洗，酸洗溫度為55℃—65℃，時間為25分鐘，使三層氧化鐵(FeO、Fe2O4、Fe2O3)一次從鋼筋表面剝離下來；2.在稀磷酸鹽溶液中做磷化處理，酸度為20—50滴左右，溫度為65℃—85℃，時間為5至15分鐘，使鋼絲表面形成網狀磷化膜；3.進行皂化處理，皂化液的濃度為80kg/m3水，溫度為45℃—50℃，時間為5至15分鐘；4.通過至少兩架軋機進行縮經冷軋軋制，然后進行機械應力消除或采用低溫回復退火處理，生產出高強度予應力鋼絲。
本發(fā)明具有工藝先進、生產步驟簡單、生產出的鋼絲強度高等特點。
下面對本發(fā)明的工藝步驟作進一步描述；本發(fā)明選用75#—80#高碳鋼筋為原料，采用計算量的冷壓變形，一次性生產出抗拉強度≥1570Mpa，屈服強度≥1300Mpa，伸長率δ100≥4，應力松馳≤3，彎曲次數≥4的合格高強度預應力鋼絲，其工藝流程為，1.酸洗，由于高強度預應力鋼絲是由高碳素鋼為原料，高碳素鋼在熱軋工藝加工中，由于氧化還原反應，在鋼料表皮產生氧化皮，直接影響潤滑效果，另一方面，由于氧化皮硬度較大，易使鋼材表面造成劃道等表面缺陷，同時也會使拔制力增大，模具磨損加劇，造成拔制困難，碳素鋼的氧化鐵皮，由三層組成，內層主要是氧化亞鐵(FeO)，中間層為磁性的四氧化三鐵(Fe3O4)，外表層是三氧化二鐵(Fe2O3)，鋼料浸入硫酸溶液后，鋼料表面的堿性氧化鐵皮與硫酸發(fā)生化學反應，使三層氧化鐵一次從鋼筋表面剝離下來，硫酸濃度和溫度是決定酸洗速度的主要因素，提高H2SO4濃度可以加速酸洗過程，但當濃度達到30—50％以上，酸洗過程反而減慢，由于當濃度超過30％以后硫酸的純化和氧化隨之加強，在鋼料表面形成不溶解的純化膜，阻止了SO4和金屬鐵的化學反應，如果硫酸溶液的溫度從30℃提高到60℃，酸洗時間則減少了5/6，在實踐中，硫酸溶液的濃度一般為10—25％，溫度為55℃—65℃。磷化及皂化處理，將酸洗后的材料放入磷酸鹽溶液中，進行表面磷化處理，然后與皂液相配合的潤滑工藝，磷化后的材料表面上的磷化膜能牢固地吸附起潤滑作用的肥皂液，保證在拔制過程中，源源不斷地供應潤滑，并在鋅皂本身具有良好的塑性，能隨材料一起產生塑性變形，而且在拔制的變形溫度下能保持化學穩(wěn)定性，起到良好的潤滑作用，摩擦系數為0.08，磷酸鹽溶液酸度低時，磷化速度緩慢，過低時甚至磷化不當，當酸度過高時，盡管加快了磷化過程，但會加速鐵基體的溶解，使溶液鐵離子增加而影響磷化膜的質量，在生產工藝中，磷酸鹽的酸度控制在20—50滴左右，其溫度控制在65℃—85℃之間，材料在上述條件下的溶液中保持5至15分鐘，就可獲得所要求的磷酸薄膜。將磷化后的材料，經清洗后直接放入皂池中5—15分鐘，皂化后，材料表面出現一層光滑的薄膜，皂化液的配制量，在1米3水中加入工業(yè)、民用肥皂(脂肪酸60％以上，游離堿1％以下)80kg，配制時在池中加一定量的水，再力加入肥皂直接用蒸汽加熱，肥皂池先加入所配溶液體積一半的水，加熱到55℃—60℃，再放入配好的肥皂液，然后再將水加到規(guī)定高度，攪拌均勻即可停止加熱，當溫度降到45℃—50℃時即可使用。材料經過上述軟化處理后，表面硬度明顯降低，但內在質量的機械性能和物理性能沒有發(fā)生變化，抗拉強度保持原值931Mpa，將料放在轉盤式放線架上，隨拉拔機的牽引力而轉動，初軋機的牽引力由55KV電機作動力，速度為2.4米/秒，將M8鋼材縮徑到M7，抗拉強度增加到1091Mpa，園度±0.15，二軋機也由55KV電機作動力，鋼材由M7縮減到M6，抗拉強度達到13.50±0.10，精軋機由28KV電機作牽引動力，鋼材由M6縮減到φ5.3—5.4，圓度公差尺寸±0.05，抗拉強度超過1500Mpa，拉拔機由28KV電機作動力，鋼材通過φ5.0陶瓷拔絲模，由φ5.3縮減到φ5.0，圓度公差0.02，并由機械消除應力裝置消除應力，也可采用低溫回復退火處理來消除應力，以增加延伸率，收線機由17KV調速電機作動力，帶動收線輪收線，收包打捆。
實施例1.第一步選用直接φ8的國產75#高碳鋼筋作原料，在酸洗池中配制15％的稀硫酸，通過鍋爐蒸汽加溫至60℃，保持25分鐘，這時三層氧化鐵一次從鋼筋表面剝離下來，第二步，在磷酸鹽池中配制稀磷酸鹽溶液，酸度為30滴，加溫至70℃，保持該溫度10分鐘，使鋼絲表面形成網狀磷化膜，第三步，在皂化池中配制皂化液，濃度為每立方米水80kg，加溫至50℃，時間為10分鐘，第四步，通過55KV電機作動力的初軋機進行初軋，將M8鋼材縮徑到M7，這時抗拉強度增加到1091Mpa，圓度±0.15，然后再通過55KV電機作動力的二軋機進行軋制，鋼材由M7縮減到M6，抗拉強度達到1350±0.10，再用精軋機將鋼材由M6縮減到φ5.3—5.4，圓度公差尺寸±0.05，抗拉強度超過1500Mpa，最后通過φ5.0的陶瓷拔絲模，由φ5.3縮減到φ5.0，圓度公差0.02，經收線機收線后收包打捆。
權利要求
1.高強度預應力鋼絲加工工藝，采用選料、酸洗、磷化、皂化、冷軋冷拔工藝，其特征在于工藝步驟為1.選用75#—80#高碳鋼筋，在配制10—25％稀硫酸的酸洗池中酸洗，酸洗溫度為55℃—65℃，時間為25分鐘，使三層氧化鐵(FeO、Fe2O4、Fe2O3)一次從鋼筋表面剝離下來；2.在稀磷酸鹽溶液中做磷化處理，酸度為20—50滴左右，溫度為65℃—85℃，時間為5至15分鐘，使鋼絲表面形成網狀磷化膜；3.進行皂化處理，皂化液的濃度為80kg/m3水，溫度為45℃—50℃，時間為5至15分鐘；4.通過至少兩架軋機進行縮經冷軋軋制，然后進行機械應力消除或采用低溫回復退火處理，生產出高強度予應力鋼絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及高強度預應力鋼絲加工工藝，選用75#-80#高碳鋼筋，在濃度為10-25％，溫度為55℃-65℃的稀硫酸酸洗池中酸洗，時間為25分鐘，使三層氧化鐵從鋼筋表面剝離，然后用酸度為20-50滴，溫度為65℃-85℃的稀磷酸鹽酸洗，時間為5至15分鐘，使鋼絲表面形成網狀磷化膜，再在濃度為80kg/m
文檔編號B21F19/00GK1123722SQ9511192
公開日1996年6月5日 申請日期1995年8月14日 優(yōu)先權日1995年8月14日
發(fā)明者徐飛, 張世義, 于龍云 申請人:徐飛