一种高扭转性能的铝包钢丝的制作方法

1.本发明涉及金属制品技术领域，尤其涉及一种高扭转性能的铝包钢丝。


背景技术：

2.现有铝包钢丝采用高碳钢丝制成，或少量低强度的采用低碳钢制成，碳素钢含硅量一般不超过0.37%，在采用直接包覆冷拔高强度钢丝时，容易出现扭转性能不稳定的表现，具体表现为扭转次数不足、或扭转断口不平整，或断成数节，不能满足大跨度长索应用的要求；而且现有技术包覆高强度冷拔高碳钢丝期间，在包覆机的挤压模腔中钢丝温度会升高到300℃~500℃，从而导致出现一些渗碳体微粒的析出及碳氮原子的扩散，降低扭转的表现。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供一种高扭转性能的铝包钢丝，以解决上述背景技术中描述问题。
4.本发明一种高扭转性能的铝包钢丝的目的与功效，由以下具体技术手段达成：包括铝层和高硅钢丝，所述铝层的内部设置有便于扭转的高硅钢丝。
5.作为本发明进一步的方案：所述高硅钢丝的内部设置有细钢丝，所述细钢丝的外侧面设置有凹条，所述细钢丝的外侧位于凹条之外设置有凸条，所述凹条和凸条呈螺旋状环绕设置在细钢丝外侧。
6.作为本发明进一步的方案：所述凹条的外侧面设置有固定块一，所述凸条的外侧面设置有固定块二，所述固定块一和固定块二均为梯形状，且顶端相互对立错开，所述固定块一和固定块二的腰侧设置有止回齿。
7.作为本发明进一步的方案：所述高硅钢丝中包含碳、硅、锰、铬、钒、磷硫，其中含碳量0.60%
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1.05%、含硅量0.40%
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2.00%、含锰量0.30%
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1.20%、含铬量0.020%
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0.500%、含钒量0.005%
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0.150%、磷硫含量分别不超过0.025%、其余为铁和不可避免的杂质元素。
8.作为本发明进一步的方案：所述高硅钢丝中含有0.005%
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0.035%的轻稀土成分，所述铝层中含有0.05
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5.00%的轻稀土成分，且高硅钢丝和铝层内的轻稀土至少包含以下成分之一：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕。
9.作为本发明进一步的方案：所述高硅钢丝直径为2.00
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9.00mm，所述铝层厚度为最低为0.05mm，最高为高硅钢丝半径的25%。
10.作为本发明进一步的方案：所述铝层加工状态为热挤压软态或热挤压后冷拔状态。
11.作为本发明进一步的方案：所述高硅钢丝加工状态是如下三种状态之一：a：热轧盘条直接冷拔的状态；b：热轧盘条进行索氏体化处理后冷的状态；
c：热轧盘条冷拔后索氏体化处理状态。
12.有益效果：1.本发明通过将碳素钢中的含硅量提高到0.40%
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2.00%范围，从而使得高硅钢丝获得较高的抗拉强度和塑韧性，而且大幅度提高了铝包钢丝的扭转性能和强韧性，还可以改善材料的耐疲劳性能。
13.2.本发明提高了钢丝在挤压包覆铝层的时候对耐受加热影响的能力，减少了渗碳体微粒的析出及碳氮原子的扩散，使扭转不良消除或大幅度减少。
14.3.本发明通过在凹条和凸条内设置固定块一和固定块二，且固定块一和固定块二均为梯形状，且顶端相互对立错开，多个细钢丝在进行扭转的时候，凸条上的固定块二嵌入在凹条上的两个固定块一之间，同时，凹条上的固定块一位于凸条上的两个固定块二之间，并且凸条在移动的过程中带动固定块二上止回齿移动，使得固定块二上止回齿与固定块一上止回齿相互咬合，使得细钢丝在进行扭转的时候，对相邻细钢丝进行限位，避免相邻细钢丝之间由于移动产生中空现象，从而不能满足使用需求。
附图说明
15.图1为本发明整体结构示意图。
16.图2为本发明高硅钢丝局部结构示意图。
17.图3为本发明细钢丝局部结构示意图。
18.图4为本发明细钢丝剖面结构示意图。
19.图5为本发明图4中a处放大结构示意图。
20.图6为本发明固定块一局部结构示意图。
21.图1
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6中，部件名称与附图编号的对应关系为：1
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铝层、2
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高硅钢丝、3
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细钢丝、301
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凹条、302
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凸条、303
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固定块一、304
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固定块二、305
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止回齿。
具体实施方式
22.下根据图1
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6的内容，举例说明上述技术方案，如下：实施例1一种高扭转性能的铝包钢丝，包括铝层1和高硅钢丝2，铝层1的内部设置有便于扭转的高硅钢丝2，高硅钢丝2中包含碳、硅、锰、铬、钒、磷硫，其中含碳量0.60%
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1.05%、含硅量0.40%
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2.00%、含锰量0.30%
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1.20%、含铬量0.020%
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0.500%、含钒量0.005%
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0.150%、磷硫含量分别不超过0.025%、其余为铁和不可避免的杂质元素，高硅钢丝2中含有0.005%
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0.035%的轻稀土成分，铝层1中含有0.05
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5.00%的轻稀土成分，且高硅钢丝2和铝层1内的轻稀土至少包含以下成分之一：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕，高硅钢丝2直径为2.00
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9.00mm，铝层厚度为最低为0.05mm，最高为高硅钢丝半径的25%，铝层1加工状态为热挤压软态或热挤压后冷拔状态，高硅钢丝2加工状态是如下三种状态之一：a：热轧盘条直接冷拔的状态；b：热轧盘条进行索氏体化处理后冷的状态；c：热轧盘条冷拔后索氏体化处理状态。
23.高硅钢丝2的内部设置有细钢丝3，细钢丝3的外侧面设置有凹条301，细钢丝3的外侧位于凹条301之外设置有凸条302，凹条301和凸条302呈螺旋状环绕设置在细钢丝3外侧。
24.其中：在对高硅钢丝2进行加工的时候，通过将多个细钢丝3进行错开相嵌，使得一个细钢丝3的凸条302嵌入另一个细钢丝3的凹条301内，并且在扭转的过程中，一个细钢丝3的凸条302沿着另一个细钢丝3的凹条301内移动，使得细钢丝3在连接的时候更加紧密。
25.凹条301的外侧面设置有固定块一303，凸条302的外侧面设置有固定块二304，固定块一303和固定块二304均为梯形状，且顶端相互对立错开，固定块一303和固定块二304的腰侧设置有止回齿305。
26.其中：多个细钢丝3在进行扭转的时候，凸条302上的固定块二304嵌入在凹条301上的两个固定块一303之间，同时，凹条301上的固定块一303位于凸条302上的两个固定块二304之间，并且凸条302在移动的过程中带动固定块二304上止回齿305移动，使得固定块二304上止回齿305与固定块一303上止回齿305相互咬合，使得细钢丝3在进行扭转的时候，对相邻细钢丝3进行限位，避免相邻细钢丝3之间由于移动产生中空现象，从而不能满足使用需求。
27.实施例2本实施例相较于实施例1的区别在于：14mm盘条需要采用的成分配比为如下：含碳量0.98%，含锰量0.40%，含硅量1%，含铬量0.30%，含铈、镧轻稀土0.02%；经过索氏体化热处理提高强度至1500mpa
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1600mpa；经酸洗磷化处理后冷拔成6.7mm
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6.9mm左右的高强度钢丝；经过铝包钢包覆机挤压包覆，增加一层纯铝之后，获得直径为7.00mm左右的铝包钢丝，其抗拉强度达到2080mpa等级，断面收缩率为38%。
28.实施例3本实施例相较于实施例2的区别在于：12.5mm盘条需要采用的成分配比为如下：含碳量0.88%，含锰量0.40%，含硅量0.9%，含铬量0.30%，含铈、镧轻稀土0.02%；经过索氏体化热处理提高强度至1400mpa
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1550mpa；经酸洗磷化后冷拔成5mm左右的高强度钢丝；经过铝包钢包覆机挤压包覆，增加一层纯铝之后，获得直径为5.20mm左右的铝包钢丝，其抗拉强度达到2090mpa等级，断面收缩率为39%。
29.实施例4本实施例相较于实施例3的区别在于：采用常规钢配比做铝包钢芯时，12.5mm盘条需要采用的成分配比为如下：含锰量0.80%，含硅量0.22%，含铬量0.01%；经过索氏体化热处理提高强度至1200mpa
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1300mpa；经酸洗磷化后冷拔成5mm左右的高强度钢丝；经过铝包钢包覆机挤压包覆，增加一层纯铝之后，获得直径为5.20mm左右的铝包钢丝，其抗拉强度达到1790mpa等级，断面收缩率为32%。
30.实施例5根据实施例2、实施例3和实施例4的铝包钢扭转性能要高于对比例，且扭转断口平齐无裂纹，其断面收缩率要优于对比例，抗拉强度也要高于对比例，说明采用本发明的高硅
钢丝2制成的铝包钢性能要优于普通钢丝制成的铝包钢；而且如果铝包钢材料将用于桥索、建筑或类似的结构，高硅钢丝2可再采用预应力钢丝的标准稳定化工艺进行处理，即张拉的同时用感应加热升温到350℃
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400℃，保持5
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30秒后迅速水冷和干燥，可获得优良的应力松弛特性。