CN115726206B - 一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，包括绳芯、内层股、内层填充股、外层股和外层填充股，内层股为横截面为六边形的钢丝，内层股以绳芯为中心包捻在绳芯的外侧，外层股包捻在内层股的外侧，内层填充股填充在内层股和外层股之间，外层填充股包括第一填充股和第二填充股，第一填充股间隔填充在外层股之间，第二填充股填充在第一填充股的外侧。绳芯外侧表面具有鳞片层。还提供了该钢丝绳的制备方法；本发明的钢丝绳具有良好的耐腐蚀和耐磨性能，使用寿命长，该绳芯的设计，能够负载更多的油脂，消除内层股间的摩擦力和应力，提高钢丝绳的抗疲劳性能，绳芯具有较强的韧性，提高钢丝绳的抗拉强度。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝绳制备技术领域，尤其涉及一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳及其制备方法。
背景技术
耐腐蚀和耐磨钢丝绳具有较为广阔的应用，例如：矿井提升用钢丝绳，是矿井中载人载物料矿石的受力部件，也是所有矿山都高度重视的关键部件。对钢丝绳抗疲劳、耐腐蚀、耐磨损具有较高的要求。
航空钢丝绳，主要用作飞机上的航索和操舵索。因规格较细,且要承受大气介质的侵蚀作用，所以要求有较高的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
而目前，提高钢丝绳的耐腐蚀性和耐磨性的方法，主要是在制备钢丝绳的材料上进行突破，但因为生产钢丝绳的棒材批次往往不是同一批次，即使是同一批次的棒材，其合金成分及含量也会不同，导致生产出的钢丝绳耐腐蚀性和耐磨性能不一致，从而影响钢丝绳的寿命，严重的还会导致钢丝绳断丝。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，包括绳芯、内层股、内层填充股、外层股和外层填充股，所述内层股为横截面为六边形的钢丝，所述内层股以所述绳芯为中心包捻在所述绳芯的外侧，所述外层股包捻在所述内层股的外侧，所述内层填充股填充在所述内层股和所述外层股之间，所述外层填充股包括第一填充股和第二填充股，所述第一填充股间隔填充在所述外层股之间，所述第二填充股填充在所述第一填充股的外侧。
优选地，所述外层股为钢丝绳股，所述外层股包括绳芯股和外边股，所述绳芯股由六根钢丝绕中心单股钢丝包捻构成，所述外边股的横截面为六边形的钢丝，所述外边股包捻在所述绳芯股的外侧。
优选地，所述绳芯为纤维芯，所述绳芯的外侧表面具有鳞片层，所述鳞片层由若干鳞片围绕绳芯的外表面间错排列构成。
优选地，所述第二填充股由四根钢丝捻制构成，并锻打压扁呈扁平状。
优选地，每根钢丝的外侧具有第一磷化层，第一磷化层外侧具有镀锌层，所述镀锌层的外侧具有第二磷化层。
优选地，所述外层股的外侧包覆有聚氨酯层。
一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：钢丝制备：原料线材经表面预处理后，将处理完成的原料线材放入磷化液中进行磷化处理后，拉拔机牵引经拉拔模具多道次拉拔缩径制备内层股、内层填充股、外层股以及外层填充股用钢丝；
S2：镀锌处理：将S1制备的钢丝的外表面进行电镀锌；
S3：二次磷化处理：将镀锌处理后的钢丝绳置于磷化液中进行磷化处理，使钢丝表面得到一层不溶于水的磷酸盐薄膜；
S4：制备外层股：将六根钢丝以一根钢丝为中心旋捻成股制成绳芯股，将外边股的钢丝以所述绳芯股为中心包捻制得外层股；
S5：制备绳芯：将聚酯纤维纺丝并旋捻制得连续纤维，将连续纤维引出后，浸没在热固性树脂、固化剂以及脱模剂混合的胶液中，浸渍完成后刮去连续纤维表面多余胶液，置于模具中成型固化后，牵引拉出后，在固化炉中加热固化成型，制得绳芯；
S6：制备外层填充股：外层填充股包括第一填充股和第二填充股，所述第一填充股为单股钢丝，所述第二填充股是将四根钢丝旋捻成绳后，通过锻打或加压制成扁平型绳股；
S7：合绳：将制得的绳芯、内层股、内层填充股、外层股以及外层填充股置于捻股机上捻股合绳，合绳之前合拢口处淋油处理，通过预变形器消除应力，制得初始钢丝绳；
S8：涂覆保护层：初始钢丝绳的外侧涂覆聚氨酯构成保护层，固化后制得钢丝绳；
S9：卷线入库：使用卷线装置将钢丝绳卷线后入库。
优选地，合绳时外层股围绕内层股进行同向捻制成绳。
优选地，所述内层股和所述外边股的拉拔模具的横截面为六边形。
优选地，所述绳芯合绳前浸油处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）本发明通过磷化液对钢丝绳使用的钢丝进行二次磷化处理和镀锌处理，使得钢丝绳具有良好的抗腐蚀性能，并且镀锌层能够有效防止钢丝与空气接触生锈或发生表面氧化作用，延长钢丝绳的使用寿命，磷化层还具有良好的耐磨性能，提高钢丝绳的耐磨性能，另外磷化层与润滑油脂的复合使用，使得钢丝的耐磨性能进一步提高。（2）本发明通过在钢丝绳外面包涂聚氨酯层进行保护，使得钢丝绳的耐磨性能更高，聚氨酯层还能避免钢丝的润滑油脂减损，造成的润滑不良的现象，延长了钢丝绳的使用寿命，并且在大气、矿井或还水等具有腐蚀性介质的环境中使用时，能够有效阻碍钢丝与腐蚀性介质接触，进一步的提高了钢丝绳的防腐蚀性能。（3）本发明的绳芯的外侧表面具有鳞片层，保证绳芯在浸油后，绳芯上能够存储大量的油脂，绳芯的油脂不易挥发或滴落，使得合绳后油脂够被压出润滑内层股，消除内层股间的摩擦力和应力，提高钢丝绳的抗疲劳性能，另外鳞片层也能防止绳芯与内层股之间脱落，提高了钢丝绳的抗拉性能。（4）外层股围绕内层股进行同向捻制成绳。同向捻制钢丝绳，由于钢丝捻向一致，捻制成绳后钢丝总弯扭变形小，使用时，绳内钢丝受力均匀，有助于提高钢丝绳的寿命，并且同向捻制的钢丝绳，钢丝绳在使用时结构上能够提供较好的被覆表面，使用时支撑表面大，因此耐磨性好，满足钢丝耐磨的需求。
附图说明
图1为本发明一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的结构示意图；
图2为本发明一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的钢丝的结构示意图；
图3为本发明一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的绳芯的结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，包括绳芯100、内层股200、内层填充股300、外层股400和外层填充股500，所述内层股200为横截面为六边形的钢丝，所述内层股200以所述绳芯100为中心包捻在所述绳芯100的外侧，所述外层股400包捻在所述内层股200的外侧，所述内层填充股300填充在所述内层股200和所述外层股400之间，所述外层填充股500包括第一填充股510和第二填充股520，所述第一填充股510间隔填充在所述外层股400之间，所述第二填充股520填充在所述第一填充股510的外侧。通过六边形的内层股200包捻在绳芯100外侧捻制成股后，内层股200与绳芯100之间为面接触，低的绳芯100与内层股200之间捻合牢固，不易分层，内层股200外包捻内层填充股300和外层股400，钢丝绳结构紧凑，并且内层填充股300的填充，避免钢丝绳的内层股200和外层股400之间分层，延长了钢丝绳的使用时间，同时内层填充股300填充在内层股200的相邻两个钢丝的间隙中，提高了本发明钢丝绳的横向受压能力。
优选地，所述外层股400为钢丝绳股，所述外层股400包括绳芯股410和外边股420，所述绳芯股410由六根钢丝绕中心单股钢丝包捻构成，所述外边股420的横截面为六边形的钢丝，所述外边股420包捻在所述绳芯股410的外侧。通过六边形钢丝包捻在绳芯股410外构成的外层股400的外表面，使得内层股200和外层股300之间的摩内层股200和外层股400之间的接触面积大，提高了钢丝的抗拉强度，避免钢丝断层松散，同时内层填充股300填充在内层股200和外层股300之间，使钢丝绳更加紧密，耐磨。
优选地，所述绳芯100为纤维芯，所述绳芯100的外侧表面具有鳞片层，所述鳞片层由若干鳞片110围绕绳芯100的外表面间错排列构成。保证绳芯100在浸油后，绳芯100上能够存储大量的油脂，绳芯100的油脂不易挥发或滴落，使得合绳后油脂够被压出润滑内层股200，消除内层股200间的摩擦力和应力，提高钢丝绳的抗疲劳性能，另外鳞片层也能防止绳芯100与内层股200之间脱落，提高了钢丝绳的抗拉性能。
优选地，所述第二填充股520由四根钢丝捻制构成，并锻打压扁呈扁平状。通过扁平状的第二填充股520填充外层股400的空隙，使外层股400之间接触更加紧密，提高了外层股400的耐磨性能，并且使制得的钢丝绳的截面基本为圆形，符合钢丝绳需求，同时通过第一填充股510和第二填充股520，使钢丝绳的横向承压能力更强，避免钢丝绳横向受压变形。
优选地，每根钢丝的外侧具有第一磷化层610，第一磷化层610外侧具有镀锌层620，所述镀锌层620的外侧具有第二磷化层630。通过两层磷化层的设置，使得本发明的钢丝绳具有良好的抗腐蚀性能，并且镀锌层620能够有效防止钢丝与空气接触生锈或发生表面氧化作用，延长钢丝绳的使用寿命，两层磷化层还具有良好的耐磨性能，提高钢丝绳的耐磨性能。
优选地，所述外层股400的外侧包覆有聚氨酯层700。通过外面包涂聚氨酯层700进行保护，使得钢丝绳的耐磨性能更高，聚氨酯层700还能避免钢丝的润滑油脂减损，造成的润滑不良的现象，延长了钢丝绳的使用寿命，并且在大气、矿井或还水等具有腐蚀性介质的环境中使用时，能够有效阻碍钢丝与腐蚀性介质接触，进一步的提高了钢丝绳的防腐蚀性能。
一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：钢丝制备：原料线材经表面预处理后，将处理完成的原料线材放入磷化液中进行磷化处理后，拉拔机牵引经拉拔模具多道次拉拔缩径制备内层股200、内层填充股300、外层股400以及外层填充股500用钢丝；
S2：镀锌处理：将S1制备的钢丝的外表面进行电镀锌；通过电镀锌，使得锌层沉积在钢丝表面更加均匀，保证钢丝表面光滑，减小钢丝绳钢丝间的摩擦力，从而保证多股钢丝间的摩擦系数符合标准，避免钢丝在钢丝绳中摩擦系数大，导致钢丝微动磨损速率加快，通过电镀锌层，使得外表面光滑，减少内部钢丝磨损，延长钢丝绳的使用寿命。
S3：二次磷化处理：将镀锌处理后的钢丝绳置于磷化液中进行磷化处理，使钢丝表面得到一层不溶于水的磷酸盐薄膜；磷化液为锰系、锌锰系磷化液。磷化液磷化处理生成的磷化层本身具有极高的耐磨性能，另外磷化膜不导电，可以阻止微电池的形成防止电化学腐蚀，因而具有良好的防腐蚀能力。通过二次磷化处理，保证本发明的钢丝绳具有高耐腐蚀和耐磨性能。
S4：制备外层股：将六根钢丝以一根钢丝为中心旋捻成股制成绳芯股410，将外边股420的钢丝以所述绳芯股为中心包捻制得外层股400；
S5：制备绳芯：将聚酯纤维纺丝并旋捻制得连续纤维，将连续纤维引出后，浸没在热固性树脂、固化剂以及脱模剂混合的胶液中，浸渍完成后刮去连续纤维表面多余胶液，置于模具中成型固化后，牵引拉出后，在固化炉中加热固化成型，制得绳芯；通过先将聚酯纤维捻制成连续前卫，使得制得的绳芯具有良好的韧性的强度，不易断裂，使得钢丝绳具有良好的抗拉强度，通过模具成型制得的外部的鳞片，使得本发明的绳芯具有良好的油脂负载性能，从而能够润滑钢丝，减小在工作时钢丝之间的摩擦力，提高钢丝的抗疲劳性能，使钢丝绳使用时，内部钢丝微动，减小钢丝间的磨损，使钢丝受力均匀，延长钢丝的使用寿命。
S6：制备外层填充股：外层填充股包括第一填充股510和第二填充股520，所述第一填充股510为单股钢丝，所述第二填充股520是将四根钢丝旋捻成绳后，通过锻打或加压制成扁平型绳股；
S7：合绳：将制得的绳芯100、内层股200、内层填充股300、外层股400以及外层填充股500置于捻股机上捻股合绳，合绳时顺着鳞片的方向包捻绳芯100，保证合绳后鳞片会贴合在绳芯上，将润滑油脂挤压出，润滑钢丝；合绳之前合拢口处淋油处理，通过预变形器消除应力，制得初始钢丝绳；通过淋油处理，使得钢丝绳的各股之间具有润滑油脂，提高钢丝的抗疲劳性能，同时通过润滑油脂与钢丝外层的第二磷化层的复合作用，进一步提高钢丝的耐磨性。
S8：涂覆保护层：初始钢丝绳的外侧涂覆聚氨酯构成保护层，固化后制得钢丝绳；
S9：卷线入库：使用卷线装置将钢丝绳卷线后入库。
优选地，合绳时外层股围绕内层股进行同向捻制成绳。同向捻制钢丝绳，由于钢丝捻向一致，捻制成绳后钢丝总弯扭变形小，使用时，绳内钢丝受力均匀，有助于提高钢丝绳的寿命，并且同向捻制的钢丝绳，钢丝绳在使用时结构上能够提供较好的被覆表面，使用时支撑表面大，因此耐磨性好，满足钢丝耐磨的需求。
优选地，所述内层股200和所述外边股420的拉拔模具的横截面为六边形，六边形的一个侧边可以为微弧型。保证拉拔后制得的钢丝的横截面为六边形，合绳后六边形的内层股和所述外边股的微弧型侧边相接触，缩小两者间的接触面积，从而减小股间的摩擦力，提高外层股与内层股之间的抗磨性能，延长钢丝绳的使用时间。
优选地，所述绳芯合绳前浸油处理。保证绳芯上负载充足的润滑油脂，从而在长期使用时能够起到抗疲劳和耐磨性能，降低钢丝之间的磨损，延长钢丝绳的使用寿命。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，其特征在于：包括绳芯、内层股、内层填充股、外层股和外层填充股，所述内层股为横截面为六边形的钢丝，所述内层股以所述绳芯为中心包捻在所述绳芯的外侧，所述外层股包捻在所述内层股的外侧，所述内层填充股填充在所述内层股和所述外层股之间，所述外层填充股包括第一填充股和第二填充股，所述第一填充股间隔填充在所述外层股之间，所述第二填充股填充在所述第一填充股的外侧；所述绳芯为纤维芯，所述绳芯的外侧表面具有鳞片层，所述鳞片层由若干鳞片围绕绳芯的外表面间错排列构成。
2.如权利要求1所述的一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，其特征在于：所述外层股为钢丝绳股，所述外层股包括绳芯股和外边股，所述绳芯股由六根钢丝绕中心单股钢丝包捻构成，所述外边股的横截面为六边形的钢丝，所述外边股包捻在所述绳芯股的外侧。
3.如权利要求2所述的一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，其特征在于：所述第二填充股由四根钢丝捻制构成，并锻打压扁呈扁平状。
4.如权利要求3所述的一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，其特征在于：每根钢丝的外侧具有第一磷化层，第一磷化层外侧具有镀锌层，所述镀锌层的外侧具有第二磷化层。
5.如权利要求1所述的一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳，其特征在于：所述外层股的外侧包覆有聚氨酯层。
6.一种高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：钢丝制备：原料线材经表面预处理后，将处理完成的原料线材放入磷化液中进行磷化处理后，拉拔机牵引经拉拔模具多道次拉拔缩径制备内层股、内层填充股、外层股以及外层填充股用钢丝；
S2：镀锌处理：将S1制备的钢丝的外表面进行电镀锌；
S3：二次磷化处理：将镀锌处理后的钢丝绳置于磷化液中进行磷化处理，使钢丝表面得到一层不溶于水的磷酸盐薄膜；
S4：制备外层股：将六根钢丝以一根钢丝为中心旋捻成股制成绳芯股，将外边股的钢丝以所述绳芯股为中心包捻制得外层股；
S5：制备绳芯：将聚酯纤维纺丝并旋捻制得连续纤维，将连续纤维引出后，浸没在热固性树脂、固化剂以及脱模剂混合的胶液中，浸渍完成后刮去连续纤维表面多余胶液，置于模具中成型制得的外部的鳞片，固化后，牵引拉出后，在固化炉中加热固化成型，制得绳芯；
S6：制备外层填充股：外层填充股包括第一填充股和第二填充股，所述第一填充股为单股钢丝，所述第二填充股是将四根钢丝旋捻成绳后，通过锻打或加压制成扁平型绳股；
S7：合绳：将制得的绳芯、内层股、内层填充股、外层股以及外层填充股置于捻股机上捻股合绳，合绳之前合拢口处淋油处理，通过预变形器消除应力，制得初始钢丝绳；
S8：涂覆保护层：初始钢丝绳的外侧涂覆聚氨酯构成保护层，固化后制得钢丝绳；
S9：卷线入库：使用卷线装置将钢丝绳卷线后入库。
7.如权利要求6所述的高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的制备方法，其特征在于：合绳时外层股围绕内层股进行同向捻制成绳。
8.如权利要求6所述的高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的制备方法，其特征在于：所述内层股和所述外边股的拉拔模具的横截面为六边形。
9.如权利要求6所述的高耐腐蚀性和耐磨性钢丝绳的制备方法，其特征在于：所述绳芯合绳前浸油处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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