CN108894036A - 一种耐腐蚀高强度钢丝绳及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀高强度钢丝绳，原料按重量份组成：外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯60‑75份，凯拉夫纤维8‑12份，羟甲基纤维素5‑8份，水镁石10‑13份，邻苯二甲酸二异壬酯5‑10份，抗氧化剂1‑4份，玻璃纤维50‑60份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：650‑700，C：25‑35，Si：8‑12，Mn：15‑30，P：4‑6，Ni：100‑120，Cr：160‑180，Nb：15‑20，Mo：2‑5，Al：20‑40，S：5‑8，Ti：30‑40，B：20‑40。外层防腐层，能增加涂层表面的抗腐蚀作用，并且耐摩擦性能和耐高温性能显著提高，增加其使用寿命，该型复合材料具有良好的电气性能和机械性能，防护性能优秀；可以承受更加严苛的酸碱条件，在强腐蚀性环境下依然可以保持较强的稳定性，保护性能优异。

Description

一种耐腐蚀高强度钢丝绳及其制备方法
技术领域
本发明涉及高性能纤维领域，具体是一种耐腐蚀高强度钢丝绳及其制备方法。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，该材料的种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但是性质较脆，耐磨性较差。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料等。其中不饱和聚酯基玻璃纤维复合材料是玻璃纤维复合材料中的一种，这种材料的热加工性能也很突出，因此被广泛应用于生产制造中。
但是这种材料的机械性能较差，耐腐蚀性能也不够好，作为钢丝绳使用时，在面对复杂的受力情况和酸碱腐蚀环境时，材料的稳定性不够高，防护性能较差，所以需要发明一种组合的材料将钢丝绳表面复合有一种耐腐蚀的玻璃纤维，所以发明一种耐腐蚀高强度钢丝绳及其制备方法很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀高强度钢丝绳，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐腐蚀高强度钢丝绳，由如下原料按重量份组成：外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯60-75份，凯拉夫纤维8-12份，羟甲基纤维素5-8份，水镁石10-13份，邻苯二甲酸二异壬酯5-10份，抗氧化剂1-4份，玻璃纤维50-60份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：650-700，C：25-35，Si：8-12，Mn：15-30，P：4-6，Ni：100-120，Cr：160-180，Nb：15-20，Mo：2-5，Al：20-40，S：5-8，Ti：30-40，B：20-40。
所述一种耐腐蚀高强度钢丝绳的制备方法体步骤为：
外层防腐层，包括以下步骤：
按质量份数将酚醛环氧型乙烯基酯树酯、羟甲基纤维素、水镁石、邻苯二甲酸二异壬酯加入到混料机中，在200-220℃的温度下，搅拌20-30min，然后将抗氧化剂加入，继续搅拌25-30min，然后将得到的混合料投入到双螺杆挤出机中，同时将凯拉夫纤维和玻璃纤维混合从侧喂料口加入，双螺杆挤出机的温度为250-260℃，转速为300-400r/min，挤出压力为20-25MPa，进行共混、挤出得到外层防腐层；
内层结构钢丝，其工艺步骤为：钢坯下料-拉拔-锻造-热处理-机械加工-外层涂覆；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：采用三段加热，第一段加热温度为700-750℃，到温后保温10-15min，第二段加热温度为850-880℃，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150℃，到温后保温15-18min；冷却时控制冷却速度为5.5-6℃每秒；
机械加工：通过拉丝和热处理反复三次加工至直径为1-1.5mm；
外层涂覆：在200-240℃，将外层防腐层均匀的涂敷在钢丝绳表面，烘干30-50min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：改造后的热处理为关键因素，本发明中热处理采用固溶处理，控制加热稳固与冷却速度，使得锻造出的锻件能够适应在-196℃，同时又有晶间腐蚀的工况条件下使用，同时兼具优异的机械性能；同时，外层防腐层，能增加涂层表面的抗腐蚀作用，并且耐摩擦性能和耐高温性能显著提高，增加其使用寿命，该型复合材料具有良好的电气性能和机械性能，防护性能优秀，并且还具有良好的热加工特性，可以被加工成各种形制的部件，应用范围非常广泛；更重要的是，经过改性后的该型材料，其耐腐蚀性能得到了很大的提高，可以承受更加严苛的酸碱条件，在强腐蚀性环境下依然可以保持较强的稳定性，保护性能优异。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐腐蚀高强度钢丝绳如下，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯60份，凯拉夫纤维8份，羟甲基纤维素5份，水镁石10份，邻苯二甲酸二异壬酯5份，抗氧化剂1份，玻璃纤维50份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：650，C：25，Si：8，Mn：15，P：4，Ni：100，Cr：160，Nb：15，Mo：2，Al：20，S：5，Ti：30，B：20。
所述一种耐腐蚀高强度钢丝绳的制备方法具体步骤为：
外层防腐层，包括以下步骤：
按质量份数将酚醛环氧型乙烯基酯树酯、羟甲基纤维素、水镁石、邻苯二甲酸二异壬酯加入到混料机中，在200℃的温度下，搅拌20min，然后将抗氧化剂加入，继续搅拌25min，然后将得到的混合料投入到双螺杆挤出机中，同时将凯拉夫纤维和玻璃纤维混合从侧喂料口加入，双螺杆挤出机的温度为250℃，转速为300r/min，挤出压力为20MPa，进行共混、挤出得到外层防腐层；
内层结构钢丝，其工艺步骤为：钢坯下料-拉拔-锻造-热处理-机械加工-外层涂覆；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：采用三段加热，第一段加热温度为700℃，到温后保温10min，第二段加热温度为850℃，到温后保温35min，第三段加热温度为1010℃，到温后保温15min；冷却时控制冷却速度为5.5℃每秒；
机械加工：通过拉丝和热处理反复三次加工至直径为1mm；
外层涂覆：在200℃，将外层防腐层均匀的涂敷在钢丝绳表面，烘干30min。
实施例2
一种耐腐蚀高强度钢丝绳如下，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯75份，凯拉夫纤维12份，羟甲基纤维素8份，水镁石13份，邻苯二甲酸二异壬酯10份，抗氧化剂4份，玻璃纤维60份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：700，C：35，Si：12，Mn：30，P：6，Ni：120，Cr：180，Nb：20，Mo：5，Al：40，S：8，Ti：40，B：40。
所述一种耐腐蚀高强度钢丝绳的制备方法具体步骤为：
外层防腐层，包括以下步骤：
按质量份数将酚醛环氧型乙烯基酯树酯、羟甲基纤维素、水镁石、邻苯二甲酸二异壬酯加入到混料机中，在220℃的温度下，搅拌30min，然后将抗氧化剂加入，继续搅拌30min，然后将得到的混合料投入到双螺杆挤出机中，同时将凯拉夫纤维和玻璃纤维混合从侧喂料口加入，双螺杆挤出机的温度为260℃，转速为400r/min，挤出压力为25MPa，进行共混、挤出得到外层防腐层；
内层结构钢丝，其工艺步骤为：钢坯下料-拉拔-锻造-热处理-机械加工-外层涂覆；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：采用三段加热，第一段加热温度为750℃，到温后保温15min，第二段加热温度为880℃，到温后保温40min，第三段加热温度为1150℃，到温后保温18min；冷却时控制冷却速度为6℃每秒；
机械加工：通过拉丝和热处理反复三次加工至直径1.5mm；
外层涂覆：在240℃，将外层防腐层均匀的涂敷在钢丝绳表面，烘干50min。
实施例3
一种耐腐蚀高强度钢丝绳如下，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯70份，凯拉夫纤维10份，羟甲基纤维素7份，水镁石11份，邻苯二甲酸二异壬酯7份，抗氧化剂3份，玻璃纤维55份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：680，C：32，Si：10，Mn：27，P：5，Ni：11，Cr：170，Nb：19，Mo：：4，Al：30，S：6，Ti：35，B：30。
所述一种耐腐蚀高强度钢丝绳的制备方法具体步骤为：
外层防腐层，包括以下步骤：
按质量份数将酚醛环氧型乙烯基酯树酯、羟甲基纤维素、水镁石、邻苯二甲酸二异壬酯加入到混料机中，在210℃的温度下，搅拌25min，然后将抗氧化剂加入，继续搅拌27min，然后将得到的混合料投入到双螺杆挤出机中，同时将凯拉夫纤维和玻璃纤维混合从侧喂料口加入，双螺杆挤出机的温度为255℃，转速为350r/min，挤出压力为22MPa，进行共混、挤出得到外层防腐层；
内层结构钢丝，其工艺步骤为：钢坯下料-拉拔-锻造-热处理-机械加工-外层涂覆；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：采用三段加热，第一段加热温度为730℃，到温后保温13min，第二段加热温度为860℃，到温后保温38min，第三段加热温度为1050℃，到温后保温17min；冷却时控制冷却速度为5.8℃每秒；
机械加工：通过拉丝和热处理反复三次加工至直径为1.4mm；
外层涂覆：在220℃，将外层防腐层均匀的涂敷在钢丝绳表面，烘干40min。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀高强度钢丝绳，其特征在于，其表面镀有一层防腐涂层，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯60-75份，凯拉夫纤维8-12份，羟甲基纤维素5-8份，水镁石10-13份，邻苯二甲酸二异壬酯5-10份，抗氧化剂1-4份，玻璃纤维50-60份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：650-700，C：25-35，Si：8-12，Mn：15-30，P：4-6，Ni：100-120，Cr：160-180，Nb：15-20，Mo：2-5，Al：20-40，S：5-8，Ti：30-40，B：20-40。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度钢丝绳，其特征在于，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯60份，凯拉夫纤维8份，羟甲基纤维素5份，水镁石10份，邻苯二甲酸二异壬酯5份，抗氧化剂1份，玻璃纤维50份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：650，C：25，Si：8，Mn：15，P：4，Ni：100，Cr：160，Nb：15，Mo：2，Al：20，S：5，Ti：30，B：20。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度钢丝绳，其特征在于，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯75份，凯拉夫纤维12份，羟甲基纤维素8份，水镁石13份，邻苯二甲酸二异壬酯10份，抗氧化剂4份，玻璃纤维60份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：700，C：35，Si：12，Mn：30，P：6，Ni：120，Cr：180，Nb：20，Mo：5，Al：40，S：8，Ti：40，B：40。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度钢丝绳，其特征在于，按重量份数，外层防腐层包括：酚醛环氧型乙烯基酯树酯70份，凯拉夫纤维10份，羟甲基纤维素7份，水镁石11份，邻苯二甲酸二异壬酯7份，抗氧化剂3份，玻璃纤维55份；其内层结构钢丝，按重量份数，选用钢坯的化学成分的重量份数为：Fe：680，C：32，Si：10，Mn：27，P：5，Ni：11，Cr：170，Nb：19，Mo：：4，Al：30，S：6，Ti：35，B：30。
5.一种如权利要求1-4任一所述耐腐蚀高强度钢丝绳的制备方法，其特征在于，外层防腐层，包括以下步骤：
按质量份数将酚醛环氧型乙烯基酯树酯、羟甲基纤维素、水镁石、邻苯二甲酸二异壬酯加入到混料机中，在200-220℃的温度下，搅拌20-30min，然后将抗氧化剂加入，继续搅拌25-30min，然后将得到的混合料投入到双螺杆挤出机中，同时将凯拉夫纤维和玻璃纤维混合从侧喂料口加入，双螺杆挤出机的温度为250-260℃，转速为300-400r/min，挤出压力为20-25MPa，进行共混、挤出得到外层防腐层；
内层结构钢丝，其工艺步骤为：钢坯下料-拉拔-锻造-热处理-机械加工-外层涂覆；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：采用三段加热，第一段加热温度为700-750℃，到温后保温10-15min，第二段加热温度为850-880℃，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150℃，到温后保温15-18min；冷却时控制冷却速度为5.5-6℃每秒；
机械加工：通过拉丝和热处理反复三次加工至直径为1-1.5mm；
外层涂覆：在200-240℃，将外层防腐层均匀的涂敷在钢丝绳表面，烘干30-50min。
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