根據 1×19W 一28.60mm一1860MPa低松 弛Pc鋼絞線的技術要求 ,在生產工藝的設計過程中必須滿足鋼絞線的抗拉強度、延伸率和松弛性能要求,對結構設計、原料選擇、表面處理、拉拔工藝、捻制和定化處理等關鍵工藝都必須制訂合適的參數且嚴格控制。工藝流程 :原料選擇一 表面處理一鋼絲拉拔一捻制和穩定化處理一分卷一檢驗一包裝入庫。
3.1 結構設計
1×7PC鋼絞線使用時,張拉力通過錨具壓緊外層鋼絲,再由外層鋼絲壓緊中心鋼絲,依靠 2層鋼絲間的摩擦力使整根鋼絞線隨錨具移動而伸長 。
要使張拉過程中外層鋼絲不至于壓不住中心鋼絲而發生中心鋼絲滑動現象,中心鋼 絲必須加粗,加粗范圍為外層鋼絲直徑的3.5% 一5%為宜。將1×19鋼絞線結構設計為 1×19W 的單股繩(1+6+6/6),中心絲 1根,二層絲 6根,外層絲 6根,填充絲 6根,直徑依次減小,結構如圖 1所示,鋼絲之間均為線接觸 。
表面處理的主要目的是清除盤條表面的氧化鐵皮,同時獲得潤滑載體。根據生產 1×7—15.24mm一 1860MPa鋼絞線的經驗,采用鹽酸酸洗、磷化、皂化和烘干的處理方法,將氧化鐵皮清除干凈,并在鋼絲表面生成一定厚度 的均勻致密、附著力強的磷化膜 。工藝流程 :盤條一預酸洗一酸洗一高壓水沖洗一漂洗一中和處理一磷化一漂洗一皂化一烘干。
3.3 拉拔工藝
鋼絲拉拔是控制成品鋼絞線力學性能的關鍵工
3.2 原料選擇與表面處理
生產 1×7—17.8mm一1860MPa鋼絞線的原料采用 82B熱軋控冷盤條,其原始抗拉強度為1120~1200MPa不同規格的鋼絞線可選擇 10~ 13mm的盤條 進行生產。但使用這些規格的盤條生產 1×19W 一28.60mm 一1860MPa低松弛Pc鋼絞線,受盤條原始強度的限制,其抗拉強度不能完全滿足需求。為彌補原料強度不足,可以通過增大原料直徑,增加拉拔總壓縮率來提高其硬化強度,同時保證塑性和韌性指標符合要求,寶鋼生產的16mm線材可以滿足這些條件,其主要理化性能指標見表 2。
序,為了滿足鋼絲 的加工硬化強度和塑性指標 的要求,必須合理設計嚴重影響鋼絲性能的總壓縮率、部分壓縮率、拉拔速度等參數,其他參數(如模具潤滑和冷卻條件等 )根據生產 1×7—17.80mm一1860MPa鋼絞線的參數確定。根據鋼絞線的截面積和結構特點計算各層半成品鋼絲的直徑和確定配絲方式,根據屠林科夫公式
b=KcrB~/Dk/d0 (1)
式(1)中:crb——拉拔后鋼絲強度 MPa
與拉拔條件有關的時效硬化系數 ,
取值 1.1;
or——線材原始強度,MPa;
JDK——線材直徑 ,mm;
— —
拉拔后鋼絲直徑 ,mm。
計算得到拉拔后鋼絲抗拉強度為 1970~2030MPa,一般經過穩 定化處理后鋼絞線的抗 拉強度損失約為 5% ,成品鋼絞線 的抗拉強度為 1870~1930MPa,符合 1x19鋼絞線 l860MPa的強度要求。
拉拔過程既要使鋼絲合理減徑,又要使產品具有良好的綜合性能。根據總壓縮率和平均部分壓縮率公式計算確定各層鋼絲的拉拔道次 n和拉拔路徑。
Q=(1一do2/DK)×100% (2)
q=(1— 1一Q)×100% (3)
式中:p——總壓縮率 ,% ;
g——平均部分壓縮率 ,% ;
n——拉拔道次 。
總壓縮率確定后,平均部分壓縮率是影響鋼絲力學性能的重要因素,降低平均部分壓縮率,有利于改善鋼絲 的塑性。根據經驗將平均部分壓縮率定為18% ~21%,半成品鋼絲具有良好的綜合性能,因此,各層鋼絲選擇9道次拉拔,平均部分壓縮率為18% ~19%
拉拔速度也是影響鋼絲性能的重要因素,速度過快會造成鋼絲表面拉拔阻力增加 ,加大心部與邊部變形程度差別,同時鋼絲發熱量增加,降低鋼絲的韌性和塑性 。選擇鋼絲 的拉拔速度為 5m/s。
3.4 鋼 絞線的捻制和穩定化處理
捻制是鋼絞線生產的主要工序,將19根冷拉半成品鋼絲捻制成外 形如 圖 1所 示 的鋼絞線 。捻制時 ,要求放線裝置在放線過程 中張力恒定,保證過線裝置不卡線傷線分線盤能按照鋼絞線的結構將鋼絲合理分布,壓線瓦能夠提供合適的壓力,矯直器能
夠提供足夠的壓彎深度 J。捻制后,鋼絞線在承受設計要求負荷的張力下,于 360~400℃進行回火處理 ,消除鋼絞線捻制過程
中產生的應力,增加抗蠕變能力,獲得低松弛預應力鋼絞線。研制階段共設計了5種不同的工藝參數,以尋求最佳生產工藝路線及改進方向