[发明专利]预应力铝包钢丝

说明书

技术领域

本发明涉及双金属复合材料，尤其是一种预应力用铝包钢丝。

背景技术

预应力用铝包钢丝属于双金属复合材料，主要用于桥梁缆索制造。现有桥梁缆索制造主要是使用预应力光面钢丝钢绞线、预应力镀锌钢丝或钢绞线，预应力光面钢丝钢绞线、预应力镀锌钢丝及钢绞线都存在容易腐蚀、使用寿命短的问题，由它们制造的桥梁缆索同样存在这些问题，这些问题大大降低了桥梁的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高强度、低松弛、高耐腐蚀性能的桥梁缆索用预应力用铝包钢丝。

本发明的预应力用铝包钢丝制作工艺是：将预应力钢丝用盘条，用常规方法的酸洗、硼化、干燥作表面处理，再通过拉丝机拉拔成所需规格钢丝，使钢丝强度达到1570-2100MPa，钢丝清洗后，经中频炉加热至350-480℃，作稳定化处理，使钢丝具有低松弛性能，之后进入连续挤压包覆机；与此同时，将经清洗、干燥、矫直后的电工铝杆或铝合金杆从包覆机的另一端同时进入连续挤压包覆机，连续挤压包覆机的模腔内模腔内温度为450-600℃、压力60-80MPa，包覆速度为80-200米/分钟，连续挤压包覆机挤压出的铝包裹在钢丝表面，经冷却干燥后收线，形成预应力用铝包钢丝。

本发明的预应力用铝包钢丝制作工艺中，铝包钢丝在连续挤压包覆机内经过了三个阶段：(1)压紧阶段：该阶段铝逐渐进入模腔并环压在钢线周围，随着铝的不断进入，模腔中的压力达到了铝的变形抗力，已经与钢丝发生接触的铝开始发生塑性变形，铝被压入钢丝的表面凸凹之中，二者发生紧密而充分地接触；另一方面，铝与钢丝由于运动速度的差异产生剧烈的摩擦，这种摩擦以及铝的塑性变形使铝对钢丝表面进行了一定程度的“润湿”，为铝与钢的进一步相互作用做好了准备。(2)复合阶段：铝在与钢发生紧密接触后，铝与钢丝表面氧化膜发生了铝热反应，清洗了钢丝表面又引发并促进了异扩散，形成了一定厚度的扩散层。(3)定径阶段：在出线模口处，伴随扩散作用的同时，由于铝受到出线模定径带极大的径向压力，复合在一起的铝层与钢丝被进一步压合，结合强度获得提高，并得到复合铝层的良好变形组织。

本发明通过连续挤压包覆机在钢丝表面复合了一层高纯铝，形成预应力用铝包钢丝，该预应力用铝包钢丝不但具有预应力钢丝和镀锌钢丝高强度、低松弛的特点，同时由于表面复合了一层耐腐蚀的高纯度铝，大大提高了钢丝的抗腐蚀性能，延长了产品的使用寿命；经检测，预应力用铝包钢丝具有高强度、低松弛、耐腐蚀的特点。

具体实施方式

一种预应力用铝包钢丝，其制作工艺是：将预应力钢丝用盘条，用常规方法的酸洗、硼化、干燥作表面处理，再通过拉丝机拉拔成所需规格的钢丝，使钢丝强度达到1800-1900MPa，钢丝清洗后，经中频炉加热至400-450℃，作稳定化处理，之后进入连续挤压包覆机；与此同时，将经清洗、干燥、矫直后的电工铝杆或铝合金杆从包覆机的另一端同时进入连续挤压包覆机，连续挤压包覆机的模腔内模腔内温度为450-500℃、压力60-65MPa，包覆速度为120-130米/分钟，连续挤压包覆机挤压出的铝包裹在钢丝表面，经冷却干燥后收线，形成预应力用铝包钢丝。