本发明专利技术涉及一种超高强度热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金镀层钢丝及其制备方法和应用，所述合金镀层按质量百分比组成为：Zn 30-97％，Al 5-80％，Mg 0.02-11％，Si 0.01-5.0％；其中，质量百分比之和为百分之百。制备方法包括：原始盘条性能检验；表面处理；拉丝；热浸镀Zn-Al-Mg-Si涂层；稳定化处理。本发明专利技术提供的带有Zn-Al-Mg-Si合金镀层的超高强度桥梁钢丝，其耐蚀性和机械性能优于目前的高强度镀锌钢丝，易于实施，满足了特殊环境，如海洋腐蚀气氛环境下对桥梁钢丝的需要，具有广阔的市场前景。
【技术实现步骤摘要】
[OOOU 本专利技术属于钢丝及其制备领域，特别设及一种超高强度热浸锻Zn-Al-Mg-Si合金 锻层钢丝及其制备方法和应用。
技术介绍
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，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锻锋钢丝。随 着悬索桥跨径的增大，对用作主缆的锻锋钢丝的强度也相应提出了更高要求，W便控制桥 梁主缆的自重和超大型桥梁的建设成本。在保持优秀的力学性能的同时，为适应海洋腐蚀 性气候，对桥梁钢丝的耐蚀性提出了更高的要求，而传统的热锻锋钢丝已经很难适应现阶 段特定环境和未来建设的要求。微合金化是应用更广泛的一种盘条强化方法，主要利用微合金元素的析出强化和 固溶强化，达到细化珠光体片层结构、提高强度与塑性的目的。同时，特定元素的加入，可W 有效提高材料的耐蚀性，进而适应特殊现场环境的需要。高碳钢中常用的微合金元素有V、 A1、化、Si、Ti等。析出强化时，合金元素与钢中的碳氮结合，形成纳米级的碳氮化物，起到 钉扎晶界、细化奥氏体晶粒的作用；固溶强化时，合金元素融入铁素体或渗碳体中，造成晶 格崎变，增大了位错运动的阻力，使滑移难W进行，从而提高钢材强度。提高原始盘条强度是获得超高强度低松弛桥梁钢丝的最佳途径，而具有优秀耐蚀 性的合金锻层则是提高桥梁钢丝耐蚀性的良好方法。为提高盘条强度，生产过程中必须严 格设计拉丝工艺，在此工序中，首先要根据最终产品所需的强度及初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，不能照搬Φ7. 0mm 1770MPa高强度低松弛锻锋钢丝的拉丝工 艺，防止产品强度和初性的损失。 锋锻层是目前桥梁钢丝常用的锻层，虽然具有一定的耐蚀性，但是由于其孔隙率 较高而导致耐蚀性降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种超高强度热浸锻化-Al-Mg-Si合金锻层 钢丝及其制备方法和应用，该合金锻层钢条具有超高强度、低松弛率、防腐性能优的特点。 阳007] 本专利技术的一种超高强度热浸锻化-Al-Mg-Si合金锻层钢丝，所述化-Al-Mg-Si合 金锻层按质量百分比组成为：Zn30-97%，A1 5-80%，Mg 0.02-11%，Si 0.01-5. 0% ;其 中，质量百分比之和为百分之百。 所述合金锻层单位面积上的质量为130-400g/m2。 所述合金锻层单位面积上的质量为220g/m2。 阳010] 所述合金锻层的自腐蚀电位Eewr为-1. 05~-1. 10V，IcDDf为3~8X10 6a·cm2。 所述合金锻层的极化电阻为5000~8000Ω·cm2。 本专利技术的一种超高强度热浸锻化-Al-Mg-Si合金锻层钢丝的制备方法，包括： (1)对原始盘条进行性能检验； 选用上海宝钢研制的Φ13. 5mm、B82Mn化桥梁缆索专用盘条，保证其成分、力学性 能等符合要求。如抗拉强度1210±50MPa、断面收缩> 30%;盘条不得有泽火组织、网状渗 碳体及对性能有害的组织，索氏体含量应大于90%;按GB/T224-1987要求进行，总脱碳层 (全脱碳+过渡层）应不大于0. 07mm;按YB/T5148标准进行晶粒度的检测，晶粒度检测的 合格范围为7-9级； (2)对步骤（1)中检验合格的盘条进行表面处理； (3)表面处理后，采用拉丝总压缩率大于85%，各道次部分压缩率的分配采用"前 高后低"方法进行拉丝；拉丝过程中，在变形开始就给予较大的部分压缩率，随着金属材料 变形及硬化程度的增加，部分压缩率逐道减小，确保超大压缩率下材料的综合性能，保证经 拉拔和后续稳定化处理的钢丝具有超高强度、低松弛和较高的初性与塑性。 根据产品强度要求，本专利技术初选原料规格为13. 5mm、强度范围1210±50MPa，拉丝 成品规格为5.0mm系列。 (4)拉丝之后，进行热浸锻化-Al-Mg-Si合金锻层；其中，合金锻层按质量百分比 组成为：Zn30-97%，A1 5-80%，Mg0.02-11%，Si0.01-5. 0%;其中，质量百分比之和为 百分之百；热浸锻的溫度为470°C~720°C;时间为30s~60s。 (5)进行稳定化处理，得到超高强度热浸锻化-Al-Mg-Si合金锻层钢丝；其中，稳 定化处理采用双张紧方式生产，参数包括处理溫度：360°C-420°C，处理张力：25% -45%公 称破断力。 所述步骤（2)中表面处理流程包括：盘条一酸洗一清洗一憐化一热水清洗一棚化 处理一烘干一卸料。 所述清洗包括漂洗和冲洗。 所述表面处理除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。 所述步骤（4)中热浸锻的溫度为560°C，时间为60s。 所述步骤巧）中处理溫度为400。处理张力为45%公称破断力。所述钢丝作为海洋腐蚀气氛环境下的桥梁钢丝进行应用。 为了满足机械强度的需要，重新设计钢丝的拉拔工艺，并且对热浸锻合金锻层的 成分进行合理调节与控制。同时在热浸锻后设计一道稳定化处理工艺W改善热浸锻对钢丝 强度和初性的影响。 通过改进的热浸锻处理工艺（改进了热浸锻合金的成分，在传统的热浸锻锋体系 中融入A1、Mg、Si元素，严格控制烙池合金的成分与比例。同时根据锻层合金的成分，对热 浸锻溫度进行微调，热浸锻溫度为470°C~720°C，优选溫度为560°C，时间控制在30s~ 60s，优选时间为60s。），在钢丝表面得到均匀、致密的化-Al-Mg-Si合金层，其涂层的组织 结构中存在富Al-Mg合金相、富化-A^Si合金相和少化-Al-Mg-Si合金相，富Al-Mg合金相 和富化-A^Si合金相交替存在，协同发挥了化-A^Si合金相的牺牲保护作用和Al-Mg合 金相的纯化保护作用，涂层中的Al-Mg合金相构成网状硬构架，能够起到阻止化-A^Si合 金腐蚀的作用。由于Mg的加入，Mg和A1形成的Al-Mg氨氧化物薄膜除了起到纯化膜的作 用外，腐蚀后也生成相应的具有自封闭能力的腐蚀产物，与化的腐蚀产物一起堵塞涂层中 的缺陷，形成更加致密的腐蚀产物层，加强了涂层的自封闭效果，使得涂层在腐蚀后期的耐 蚀性能大大提局。 在拉丝总压缩率大于85%、部分压缩率采用"前高后低"分配方法的工艺条件下进 行拉丝，充分利用了金属材料变形初期塑性好，变形能力较大的特点，在变形开始就给予较 大的部分压缩率，W后随着金属材料变形及硬化程度的增加，部分压缩率逐道减小，从而确 保了超大压缩率情况下材料的综合性能，并在对盘条逐道减径拉丝及硬化处理的基础上， 经"双张紧"和"限径模"的稳定化工艺处理后，生产出同时具有超高强度、低松弛和较高初 性和塑性的超高强度钢丝，能有效克服现有技术中所存在的不能生产同时兼顾超高强度和 高扭转性能锻锋钢丝的弊端，只要选择烙炼成分和力学性能符合预定要求的原材料，在拉 丝工艺中采用在超大总压缩率下的前高后低分配方法，便可生产出全面符合超强度、高扭 转初性技术指标要求的超高强度桥梁钢丝。 本专利技术通过合理控制盘条的元素组成和拉拔参数，满足了悬索桥发展对桥梁钢丝 超高强度和低松弛的需要。通过热浸锻处理在钢丝表面制备的化-Al-Mg-Si合金锻层平 整、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高强度热浸镀Zn‑Al‑Mg‑Si合金镀层钢丝，其特征在于，所述Zn‑Al‑Mg‑Si合金镀层按质量百分比组成为：Zn 30‑97％，Al 5‑80％，Mg 0.02‑11％，Si 0.01‑5.0％；其中，质量百分比之和为百分之百。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王正茂，肖轶，钟庆东，周代义，孟昭贤，张俊良，赵启亮，
申请(专利权)人：宝钢集团南通线材制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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