[发明专利]一种制造φ5.0mm 1860MPa超高强度热镀锌钢丝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及特种钢丝制造技术领域，特别是一种可直接用于超大跨径悬索桥主缆的Φ5.0mm 1860MPa超高强度热镀锌钢丝的制造方法。

背景技术

随着桥梁建设技术的飞速发展，桥梁建筑设计跨径在不断地增大，特别是悬索桥的跨径已从开始时的几百米发展到现在的近二千米，用作悬索桥的主要承载构件“主缆”也相应地经历了从最初的使用铁链进展到了采用高强度镀锌钢丝，且镀锌钢丝的强度也经历了从最初的不足1000MPa提高到了目前的1770MPa的历程。随着悬索桥跨径的增大，对用作主缆的镀锌钢丝的强度也相应提出了更高要求，以便控制桥梁主缆的自重和超大型桥梁的建设成本。

悬索桥主缆所用的镀锌钢丝是一个“综合性能要求较高的产品”。目前我国在跨径低于2000米的悬索桥建设中已开始采用Φ7.0mm 1770MPa高强度低松弛镀锌钢丝，但这种规格的镀锌钢丝如果要用于2000米以上跨径的悬索桥上时势必会面临因负荷的增加而要求进一步提高钢丝强度、增加钢丝用量和提高提高工程造价的现实问题。目前，国际上已开始使用φ5.0mm系列、强度级别为1770MPa的镀锌钢丝，在法国NF A35-035标准资料中还出现了φ5.0mm系列、1860MPa的镀锌钢丝，但这种φ5.0mm系列、1860MPa的镀锌钢丝至今未见相应产品面市和应用于桥梁实践中的相关报道。此外，在法国NF A35-035标准中，对φ5.0mm系列、1860MPa镀锌钢丝的韧性指标“扭转”的技术要求没有加以明确，这在一定程度上降低了这种镀锌钢丝的技术指标和生产工艺的复杂度。然而，在实践中发现，镀锌钢丝的韧性指标“扭转”是一项不可忽视的技术指标，我国在“桥梁缆索用热镀锌钢丝”GB/T17101-2008技术标准中对5.0mm系列的镀锌钢丝除增加了1860MPa强度级别产品外，还对韧性指标“扭转”提出了不小于8次的要求。然而，正是由于“扭转”不小于8次的韧性指标要求，给5.0mm系列1860MPa强度级别镀锌钢丝的制造工艺带来了难度。

在镀锌钢丝的生产过程中，拉丝是一道对钢丝盘条进行逐道减径的基础工序，它不仅是产品生产全过程中的主要工序，而且也是决定产品性能的关键工艺。在此工序中，首先要根据最终产品所需的强度及韧性要求提出对原料规格及力学性能要求，确定总压缩率，其次是对各道次部分压缩率进行合理分配，再根据设备状况确定合适的拉丝速度。对于5.0mm系列1860MPa强度级别的镀锌钢丝，由于产品强度要求较高，且还有“扭转”不小于8次的韧性要求，再加上生产过程中会发生强度及韧性损失的因素，导致对原材料要求比较苛刻，生产工艺也相对比较复杂。目前在生产Φ7.0mm 1770MPa高强度低松弛镀锌钢丝的方法中所使用的以含碳量较高的“高碳钢”为原材料，采用极限为80％的总压缩率和“两头低中间高”的各道次部分压缩率分配方法的拉丝工艺，由于中间高的部分压缩率容易使金属内部已变形的“片状渗碳体”组织出现破碎，致使材料韧性遭受破坏，从而导致引发产品强度及韧性损失的不良后果而不适宜用于制造兼具有超高强度和特殊韧性要求的5.0mm系列1860MPa超高强度热镀锌钢丝。

发明内容

本发明的目的是要解决现有的传统工艺不适宜用于制造符合国标要求的5.0mm系列1860MPa超高强度热镀锌钢丝的不足之处，提供一种既能满足产品强度要求，又能满足产品韧性要求和部分压缩率分配科学合理的制造φ5.0mm 1860MPa超高强度热镀锌钢丝的方法。

本发明的制造φ5.0mm 1860MPa超高强度热镀锌钢丝的方法的工艺流程如下：盘条复验→表面准备→拉丝→热镀锌→稳定化处理→检验。

首先选用熔炼成分和力学性能符合预定要求、由上海宝钢研制的φ13.5mm、强度范围为1210±50MPa的B82MnQL桥梁缆索专用盘条，并通过酸洗方式清除盘条表面的氧化铁皮；然后对洗清后的盘条表面进行磷化和硼化处理及烘干，使盘条表面具有良好润滑条件和能产生良好的润滑载体作用；按大于85％的超高总压缩率和采用“前高后低”分配部分压缩率的方法对专用盘条实施减径拉丝至成品直径规格；对钢丝表面作热镀锌处理，使之具有良好的表面质量；在“双张紧”工艺设备的生产线上增加设置一个仅对钢丝表面起擦拭和光滑作用及限制钢丝直径的作用、对钢丝的整体不产生变形作用的“限径模”对钢丝作稳定化处理，在对钢丝施加张力的同时对钢丝进行低温回火及表面光滑化处理，使钢丝在获取低松弛的同时还拥有一个光滑的表面，同时也不影响产品最终的韧性和塑性。

其中：所述的稳定化处理的张力为25％-45％公称破断力。稳定化处理的温度为350-400℃。