CN107815614A - 一种抗拉型电缆桥架及其生产工艺 - Google Patents

一种抗拉型电缆桥架及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗拉型电缆桥架，其特征在于：该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.12‑0.18%，Cr：4.25‑5.14%，Al：0.68‑0.75%，Zn：0.22‑0.35%，Cu：0.38‑0.45%，Ti：0.45‑0.49%，Si：0.08‑0.21%，W：0.12‑0.15%，Nb：0.11‑0.15%，Mn：0.14‑0.17%，余量为Fe。本发明提供一种抗拉型电缆桥架及其生产工艺，可以显著提高电缆桥架的抗拉性能，同时有效地提高了电缆桥架的耐腐蚀性能。

Description

一种抗拉型电缆桥架及其生产工艺
技术领域
本发明涉及电缆桥架技术领域，特别是涉及一种抗拉型电缆桥架及其生产工艺。
背景技术
电缆桥架是使电线、电缆、管缆铺设达到标准化、系统化、通用化的电缆铺设装置，其基本类型包括以下几种：槽式电缆桥架，一种全封闭型电缆桥架，它是最适用于铺设计算机电缆、通信电缆、热电偶电缆及其他高灵敏系统的控制电缆的屏蔽干扰和重腐蚀环境中电缆的防护都有较好的效果；托盘式电缆桥架，它具有重量轻、载荷大、造型美观、结构简单、安装方便等优点，它既适用于动力电缆的安装，也适用于控制电缆的铺设；梯级式电缆桥架，适用于一般直径大电缆的铺设，特别适用于高、低动力电缆的敷设。目前现有的电缆桥架一般都满足硬度要求，但是抗拉性能不够强，影响了电缆桥架的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种抗拉型电缆桥架及其生产工艺，可以显著提高电缆桥架的抗拉性能，同时有效地提高了电缆桥架的耐腐蚀性能。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种抗拉型电缆桥架，该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C： 0.12-0.18％，Cr：4.25-5.14％，Al：0.68-0.75％，Zn：0.22-0.35％，Cu：0.38-0.45％， Ti：0.45-0.49％，Si：0.08-0.21％，W：0.12-0.15％，Nb：0.11-0.15％，Mn：0.14-0.17％，余量为Fe。
进一步的，该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.15％， Cr：4.72％，Al：0.71％，Zn：0.29％，Cu：0.42％，Ti：0.47％，Si：0.15％，W： 0.13％，Nb：0.14％，Mn：0.15％，Fe：92.67％。
本发明还提供了一种抗拉型电缆桥架的生产工艺，包括以下步骤：
S1：以型砂为造型材料制成电缆桥架的铸件，在制作铸件之前，先将型砂置于加热炉中加热至250-300℃，进行烘干处理；
S2：将电缆桥架的原料组分放入熔炼炉中，将熔炼炉的温度调至1580-1650℃，熔炼成合金溶液，然后向熔炼炉中加入珍珠岩造渣，进行除渣处理；
S3：将除渣后的合金溶液注入S1得到的铸件中，空冷至室温，得到电缆桥架胚料；
S4：对电缆桥架胚料进行热处理，将胚料放入加热炉中，加热至800-845℃，保温60-100分钟，然后随炉冷却至400-450℃，然后将胚料取出，空冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，缓慢加热至500-550℃，保温45-50分钟，再将胚料加热至600-625℃，然后水冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，加热至200-250 ℃，然后保温60-75分钟，最后空冷水冷结合冷却至室温；
S5：将热处理后的胚料放置于气体氮化炉中并向炉中通入NH3，将炉升温至525 ℃，保持20小时；
S6：将氮化处理后的胚料置于酸液中进行酸洗，酸洗后将胚料放入清水槽中，进行水洗，水洗后再将胚料置于溶剂槽中，在溶剂中浸泡3-5分钟，然后取出，放置在烘干台上进行烘干处理，烘干后将胚料置于融化的高温锌液中，使胚料表面附着一层锌层，然后将胚料取出，用压缩空气进行外吹；
S7：对S6得到的胚料进行喷丸清理和机械加工，再进行检查，剔除有缺陷的，检验合格后得到电缆桥架成品。
进一步的，所述S6中酸液为盐酸水溶液。
进一步的，所述盐酸水溶液中盐酸的含量为18-20％。
进一步的，所述S6中酸洗的时间为5-15分钟。
进一步的，所述溶剂为氯化锌、氯化铵的混合水溶液。
进一步的，所述S6中锌液的温度为440-460℃。
进一步的，所述S6中胚料浸入锌液中的时间为30-60秒。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的一种抗拉型电缆桥架，在原料中加入W和C，在熔炼时形成碳化钨，可以有效地提高电缆桥架的硬度和耐磨性；加入硅作为还原剂和抗氧剂，可以显著提高电缆桥架材料的弹性极限，提高抗拉性能；原料中加入Al和Zn，在熔炼时Zn会固溶在Al基固溶体中，造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度和硬度都显著增加，从而提高了电缆桥架的抗拉强度；还加入Ti、Nb等细化晶块元素，在冶炼时可以材料的韧性和强度，从而进一步提高了电缆桥架的抗拉强度；
(2)本发明中，对电缆桥架胚料进行退货-淬火-回火的热处理操作，在提高电缆桥架硬度强度的同时还可以提高韧性，淬火时采用水冷的方式快速降温，并配合回火处理，不仅能消除淬火时产生的应力，还可以得到一定数量的马氏体，保证了电缆桥架的抗拉强度；
(3)本发明中，对电缆桥架进行氮化处理，使原料中的某些金属元素在渗氮温度中与氮原子接触，形成稳定的氮化物，从而提高了电缆桥架具有优异的耐磨性、耐疲劳性及耐腐蚀性能；
(4)本发明中，在氮化处理后的电缆桥架进行热镀锌处理，电缆桥架在浸入熔融的锌液中时，先在界面上形成锌与α铁固熔体，当锌在固熔体中达到饱和后，铁锌两种元素原子互相扩散，扩散到铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移，逐渐与铁形成合金，当电缆桥架从锌液中移出时表面形成纯锌层，使电缆桥架具有优异的耐腐蚀性能。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式，对本发明作出进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种抗拉型电缆桥架，该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.12％，Cr：4.25％，Al：0.68％，Zn：0.22％，Cu：0.38％，Ti：0.45％， Si：0.08％，W：0.12％，Nb：0.11％，Mn：0.14％，Fe：93.45％。
该抗拉型电缆桥架的生产工艺，包括以下步骤：
S1：以型砂为造型材料制成电缆桥架的铸件，在制作铸件之前，先将型砂置于加热炉中加热至250℃，进行烘干处理；
S2：将电缆桥架的原料组分放入熔炼炉中，将熔炼炉的温度调至1580℃，熔炼成合金溶液，然后向熔炼炉中加入珍珠岩造渣，进行除渣处理；
S3：将除渣后的合金溶液注入S1得到的铸件中，空冷至室温，得到电缆桥架胚料；
S4：对电缆桥架胚料进行热处理，将胚料放入加热炉中，加热至800℃，保温60 分钟，然后随炉冷却至400℃，然后将胚料取出，空冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，缓慢加热至500℃，保温45分钟，再将胚料加热至600℃，然后水冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，加热至200℃，然后保温60分钟，最后空冷水冷结合冷却至室温；
S5：将热处理后的胚料放置于气体氮化炉中并向炉中通入NH3，将炉升温至525 ℃，保持20小时；
S6：将氮化处理后的胚料置于酸液中进行酸洗，酸洗的酸液为盐酸水溶液，其中盐酸水溶液中盐酸的含量为18％，酸洗的时间为5分钟，酸洗的过程中经常振动胚料，防止酸洗不充分，酸洗后将胚料放入清水槽中，进行水洗，水洗时胚料起落三到四次，水洗后再将胚料置于溶剂槽中，溶剂为氯化锌、氯化铵的混合水溶液，溶剂为常温，在溶剂中浸泡3分钟，然后取出，放置在烘干台上进行烘干处理，烘干后将胚料置于融化的高温锌液中，锌液的温度为440℃，胚料浸入锌液中的时间为300秒，使胚料表面附着一层锌层，然后将胚料取出，用压缩空气进行外吹；
S7：对S6得到的胚料进行喷丸清理和机械加工，再进行检查，剔除有缺陷的，检验合格后得到电缆桥架成品。
实施例2
本实施例提供了一种抗拉型电缆桥架，该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.18％，Cr：5.14％，Al：0.75％，Zn：0.35％，Cu：0.45％，Ti：0.49％， Si：0.21％，W：0.15％，Nb：0.15％，Mn：0.17％，Fe：91.96％。
该抗拉型电缆桥架的生产工艺，包括以下步骤：
S1：以型砂为造型材料制成电缆桥架的铸件，在制作铸件之前，先将型砂置于加热炉中加热至300℃，进行烘干处理；
S2：将电缆桥架的原料组分放入熔炼炉中，将熔炼炉的温度调至1650℃，熔炼成合金溶液，然后向熔炼炉中加入珍珠岩造渣，进行除渣处理；
S3：将除渣后的合金溶液注入S1得到的铸件中，空冷至室温，得到电缆桥架胚料；
S4：对电缆桥架胚料进行热处理，将胚料放入加热炉中，加热至845℃，保温100 分钟，然后随炉冷却至450℃，然后将胚料取出，空冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，缓慢加热至550℃，保温50分钟，再将胚料加热至625℃，然后水冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，加热至250℃，然后保温75分钟，最后空冷水冷结合冷却至室温；
S5：将热处理后的胚料放置于气体氮化炉中并向炉中通入NH3，将炉升温至525 ℃，保持20小时；
S6：将氮化处理后的胚料置于酸液中进行酸洗，酸洗的酸液为盐酸水溶液，其中盐酸水溶液中盐酸的含量为20％，酸洗的时间为15分钟，酸洗的过程中经常振动胚料，防止酸洗不充分，酸洗后将胚料放入清水槽中，进行水洗，水洗时胚料起落三到四次，水洗后再将胚料置于溶剂槽中，溶剂为氯化锌、氯化铵的混合水溶液，溶剂为常温，在溶剂中浸泡5分钟，然后取出，放置在烘干台上进行烘干处理，烘干后将胚料置于融化的高温锌液中，锌液的温度为460℃，胚料浸入锌液中的时间为60秒，使胚料表面附着一层锌层，然后将胚料取出，用压缩空气进行外吹；
S7：对S6得到的胚料进行喷丸清理和机械加工，再进行检查，剔除有缺陷的，检验合格后得到电缆桥架成品。
实施例3
本实施例提供了一种抗拉型电缆桥架，该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.15％，Cr：4.72％，Al：0.71％，Zn：0.29％，Cu：0.42％，Ti：0.47％， Si：0.15％，W：0.13％，Nb：0.14％，Mn：0.15％，Fe：92.67％。
该抗拉型电缆桥架的生产工艺，包括以下步骤：
S1：以型砂为造型材料制成电缆桥架的铸件，在制作铸件之前，先将型砂置于加热炉中加热至275℃，进行烘干处理；
S2：将电缆桥架的原料组分放入熔炼炉中，将熔炼炉的温度调至1610℃，熔炼成合金溶液，然后向熔炼炉中加入珍珠岩造渣，进行除渣处理；
S3：将除渣后的合金溶液注入S1得到的铸件中，空冷至室温，得到电缆桥架胚料；
S4：对电缆桥架胚料进行热处理，将胚料放入加热炉中，加热至820℃，保温80 分钟，然后随炉冷却至425℃，然后将胚料取出，空冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，缓慢加热至525℃，保温47分钟，再将胚料加热至615℃，然后水冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，加热至225℃，然后保温68分钟，最后空冷水冷结合冷却至室温；
S5：将热处理后的胚料放置于气体氮化炉中并向炉中通入NH3，将炉升温至525 ℃，保持20小时；
S6：将氮化处理后的胚料置于酸液中进行酸洗，酸洗的酸液为盐酸水溶液，其中盐酸水溶液中盐酸的含量为19％，酸洗的时间为10分钟，酸洗的过程中经常振动胚料，防止酸洗不充分，酸洗后将胚料放入清水槽中，进行水洗，水洗时胚料起落三到四次，水洗后再将胚料置于溶剂槽中，溶剂为氯化锌、氯化铵的混合水溶液，溶剂为常温，在溶剂中浸泡4分钟，然后取出，放置在烘干台上进行烘干处理，烘干后将胚料置于融化的高温锌液中，锌液的温度为450℃，胚料浸入锌液中的时间为45秒，使胚料表面附着一层锌层，然后将胚料取出，用压缩空气进行外吹；
S7：对S6得到的胚料进行喷丸清理和机械加工，再进行检查，剔除有缺陷的，检验合格后得到电缆桥架成品。
对比例：市售扬州市奥赛得电气科技有限公司生产的XQJ系列电缆桥架。
将实施例1～实施例3与对比例进行性能对比试验，各项性能按国标进行测定，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，与对比例相比，本发明制备的电缆桥架，不管是硬度、抗拉强度还是耐腐蚀性能，均更为优越，同时，在环境温度变化时，产生的热胀冷缩现象也更小。本发明制备的电缆桥架，显著提高了抗拉强度和耐腐蚀性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种抗拉型电缆桥架，其特征在于：该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.12-0.18%，Cr：4.25-5.14%，Al：0.68-0.75%，Zn：0.22-0.35%，Cu：0.38-0.45%，Ti：0.45-0.49%，Si：0.08-0.21%，W：0.12-0.15%，Nb：0.11-0.15%，Mn：0.14-0.17%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：该抗拉型电缆桥架按质量百分比计包括以下组分：C：0.15%，Cr：4.72%，Al：0.71%，Zn：0.29%，Cu：0.42%，Ti：0.47%，Si：0.15%，W：0.13%，Nb：0.14%，Mn：0.15%，Fe：92.67%。
3.一种如权利要求1所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：以型砂为造型材料制成电缆桥架的铸件，在制作铸件之前，先将型砂置于加热炉中加热至250-300℃，进行烘干处理；
S2：将电缆桥架的原料组分放入熔炼炉中，将熔炼炉的温度调至1580-1650℃，熔炼成合金溶液，然后向熔炼炉中加入珍珠岩造渣，进行除渣处理；
S3：将除渣后的合金溶液注入S1得到的铸件中，空冷至室温，得到电缆桥架胚料；
S4：对电缆桥架胚料进行热处理，将胚料放入加热炉中，加热至800-845℃，保温60-100分钟，然后随炉冷却至400-450℃，然后将胚料取出，空冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，缓慢加热至500-550℃，保温45-50分钟，再将胚料加热至600-625℃，然后水冷至室温，然后再将胚料放入加热炉中，加热至200-250℃，然后保温60-75分钟，最后空冷水冷结合冷却至室温；
S5：将热处理后的胚料放置于气体氮化炉中并向炉中通入NH3，将炉升温至525℃，保持20小时；
S6：将氮化处理后的胚料置于酸液中进行酸洗，酸洗后将胚料放入清水槽中，进行水洗，水洗后再将胚料置于溶剂槽中，在溶剂中浸泡3-5分钟，然后取出，放置在烘干台上进行烘干处理，烘干后将胚料置于融化的高温锌液中，使胚料表面附着一层锌层，然后将胚料取出，用压缩空气进行外吹；
S7：对S6得到的胚料进行喷丸清理和机械加工，再进行检查，剔除有缺陷的，检验合格后得到电缆桥架成品。
4.根据权利要求3所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S6中酸液为盐酸水溶液。
5.根据权利要求4所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述盐酸水溶液中盐酸的含量为18-20%。
6.根据权利要求3所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S6中酸洗的时间为5-15分钟。
7.根据权利要求3所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述溶剂为氯化锌、氯化铵的混合水溶液。
8.根据权利要求3所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S6中锌液的温度为440-460℃。
9.根据权利要求3所述的抗拉型电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S6中胚料浸入锌液中的时间为30-60秒。
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