一种小松弛率的预应力钢丝及其制造方法技术

本发明专利技术属于钢丝生产工艺领域，涉及一种小松弛率的预应力钢丝及其制造方法及其制造方法，所述预应力钢丝的化学成分为：C：0.80‑0.85％、Si：0.10‑0.30％、Mn：0.60‑0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，包括如下步骤：盘条验收→酸洗、磷化→检验→拉拔→半成品检、试验→稳定化处理→收线→成品检、试验；通过制定合理的半成品尺寸、拉丝工艺及稳定化处理工艺，同时找到恰当的稳定化处理温度，使φ7.50mm预应力钢丝1000小时的松弛值达到最佳，经检验松弛率为0.93％，松弛率≤2.5％的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种小松弛率的预应力钢丝及其制造方法
本专利技术属于预应力钢丝生产工艺领域，涉及一种小松弛率的预应力钢丝及其制造方法。
技术介绍
目前预应力钢丝生产线，一般由放线机台、变形模及润滑系统、矫直轮组、中频炉、冷却装置、张力轮、收线装置等部分组成。在预应力钢丝的制造过程中，钢丝的稳定化处理的效果对于预应力钢丝本身的低松弛性能有着重要的作用。现有生产线所用设备中一般只存在一个张力轮，因此，由于设备本身结构的限制无法自主调整钢丝在中频感应加热过程中所受的张力大小，为使钢丝的稳定化处理效果更佳，获得较好的低松弛性能，只能依靠模拉拔阻力和牵引力之间形成一个预张力，确保钢丝通过中频感应加热时施加一个等效的张拉力。单张力轮设备的张拉力是通过钢丝通过变形模具时所受的阻力产生的。当钢丝匀速运行时拉，拔力等于阻力，阻力在数值上又等同于张拉力。因此，在其稳定化处理过程中对于钢丝所受张拉力的调节，实际是通过调整拉拔工艺中的拉拔阻力来实现的。从以上分析可知，预应力钢丝稳定化处理过程中，半成品钢丝与成品钢丝的直径匹配对于成品钢丝的松弛值具有重要的影响。除此之外，稳定化处理温度也是影响预应力钢丝松弛性能的另一个主要因素，稳定化处理可以使经过冷拉拔后受到破坏的晶格恢复成正常晶格形态，并将钢丝中的大部分残余应力消除，提高其弹性极限，使钢丝在长期保持张力下服役时应力损失较小。因而，在其它工艺条件保持不变的情况下，只有选择恰当的稳定化处理温度，钢丝才能得到最佳的松弛性能和力学性能。综上所述，为获得一种松弛率小且性能稳定的预应力钢丝，本专利技术从原料选择、半成品尺寸设计、稳定化处理工艺参数设计等多方面入手，确定φ7.50mm大规格预应力钢丝综合性能最佳的工艺方案，使φ7.50mm大规格低松弛预应力钢丝性的松弛性能有较大幅度的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有设备技术的不足之处，提供一种预应力松弛率小且性能稳定的φ7.50mm预应力钢丝及其制造方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种预应力小松弛率的预应力钢丝，其特征在于：所述生产预应力钢丝所用盘条的主要元素质量分数为：C：0.80-0.85％、Si：0.10-0.30％、Mn：0.60-0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。本专利技术的另一目的是提供一种预应力小松弛率的预应力钢丝的制造方法：包括如下步骤：盘条验收→酸洗、磷化→检验→拉拔→半成品检验、试验→稳定化处理→收线→成品检、试验。而且，所述盘条验收步骤中，选取直径为φ12.5mm，82B盘条高碳线材；盘条化学成分为：C：0.80-0.85％、Si：0.10-0.30％、Mn：0.60-0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；盘条的抗拉强度为1115-1230MPa，断面收缩率≥30。而且，所述拉拔步骤中，钢丝φ7.5mm，由直径φ12.5mm的盘条经六道次拉拔成型。首先由φ12.50mm盘条经五道次拉拔，生产出半成品φ8.25mm光面钢丝，半成品钢丝的直径偏差为-0.00至+0.03mm；然后再经过最后一道次螺旋模压缩变形生产φ7.50mm成品预应力钢丝。此过程中，半成品钢丝与成品钢丝的直径比值达到1.1时，稳定化处理时的拉拔力最佳，钢丝的稳定化处理效果也最好。而且，所述稳定化处理步骤中，稳定化处理温度在370-390℃之间(允许偏差±3℃)时，钢丝的松弛率可控制在1.5％以下，且在380℃时，φ7.50mm钢丝的1000小时的松弛值达到最佳，为0.93％。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术中，经过多次检测和试验，选取相应化学成分、力学性能和金相组织的盘条作为原料，可满足本次设计中针对φ7.50mm预应力钢丝的制造生产的工艺要求。2、本专利技术中，采用六道次拉拔工艺，并对半成品钢丝的直径进行了设计和调整，在保证带线流畅，断丝频率可接受的基础上，提升了现有技术中半成品至成品的压缩变形量，进而提升了拉拔力，优化了张拉效果；另外，拉拔工序中，调整了半成品钢丝的直径偏差，使过程控制的散差和精度进一步提高，减小尺寸偏差对工艺执行效果的影响。3、本专利技术中，调整稳定化处理的温度，通过对比实验，来检验确定符合工艺要求的温度区间，并在符合工艺要求的温度区间内，确定稳定化处理的最优处理温度。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种预应力松弛值小性能稳定的φ7.50mm预应力钢丝，本专利技术的创新在于，所述生产预应力钢丝所用盘条的主要元素质量分数为：C：0.80-0.85％、Si：0.10-0.30％、Mn：0.60-0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。按照GB/T5223-2014标准要求，预应力钢丝的技术指标见表1。表1φ7.50mm1570MPa级预应力钢丝的性能要求以满足表1的技术指标且松弛性能最佳，作为本专利技术的设计要求。本专利技术提供一种预应力松弛率小且性能稳定的φ7.50mm预应力钢丝的制造方法：包括如下步骤：盘条验收→酸洗、磷化→检验→拉拔→半成品检验、试验→稳定化处理→收线→成品检、试验。针对以上原料成分及力学性能要求的情况，结合以往预应力钢丝生产整体强化系数情况，并结合原料来料检信息，综合考虑，82B/φ12.5mm盘条生产φ7.50mm预应力钢丝，盘条化学成分、力学性能、金相组织检验结果见表2表3。表2所选择的原料的化学成分检验结果表3所选择原料的力学及金相检验结果本实施例中，根据表2和表3的相应检验结果，相应批次的盘条符合本专利技术中原料的效应要求。所述盘条验收步骤中，选取直径为φ12.5mm，82B盘条高碳线材；盘条中主要元素的质量分数为：C：0.80-0.85％、Si：0.10-0.30％、Mn：0.60-0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；盘条的抗拉强度为1115-1230MPa，断面收缩率≥30％。本实施例中，所述拉拔步骤中，钢丝φ7.5mm，由直径φ12.5mm的盘条经六道次拉拔成型，制造φ7.50mm预应力钢丝所使用的半成品钢丝的尺寸为φ8.25mm，半成品钢丝的直径偏差为-0.00至+0.03mm；新的拉拔工艺设计，将半成品的钢丝直径与成品钢丝直径比提高到1.1，同时减小半成品钢丝的直径偏差，增加过程控制精度，减小尺寸偏差对工艺执行效果的影响。本实施例中，所述稳定化处理对比方案如表4所示，稳定化处理温度在370-400℃之间，允许偏差±3℃，矫直辊下压量为10mm。表4钢丝稳定化处理工艺参数在对于成品的检、试验，确定φ7.50mm预应力钢丝产品在370℃、380℃、390℃和400℃四个温度点对应的力学性能、松弛性能等相关指标完成情况，如表5和表6所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小松弛率的预应力钢丝，其特征在于：所述预应力钢丝的重量百分比的化学成分为：C：0.80‑0.85％、Si：0.10‑0.30％、Mn：0.60‑0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种小松弛率的预应力钢丝，其特征在于：所述预应力钢丝的重量百分比的化学成分为：C：0.80-0.85％、Si：0.10-0.30％、Mn：0.60-0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Ni：≤0.10％、Cr：≤0.35％、Cu：≤0.2％、V：≤0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的一种小松弛率的预应力钢丝的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：盘条验收→酸洗、磷化→检验→拉拔→半成品检、试验→稳定化处理→收线→成品检、试验。3.根据权利要求2所述的一种小松弛率的预应力钢丝的制造方法，其特征在于：所述盘条验收步骤中，选取直径为φ12.5mm，82B盘条高碳线材；盘条化学成分为：C：0.80-0.85％、Si：0.10-0.30％、Mn：0.60-0.90％、P：≤0.025％、S：≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志强，蔺秀艳，李博，韩文铎，王鸿利，王正康，陈海祥，
申请(专利权)人：天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12