14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝及其制造方法
技术领域
[0001]
本发明属于高强度铝包钢丝生产工艺领域，涉及14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝及其制造方法。
背景技术：
[0002]
铝包钢线是一种应用广泛的金属制品，除了可用于架空导线、地线、opgw外还可用于防护栏、保护网、接续条、护线条等多个应用领域，高强度铝包钢丝的需求量快速增长。
[0003]
目前随着电力行业的发展以及国外市场的需求而进行高性能开发，目前国家标准要求的铝包钢丝抗拉强度不超过1590mpa，不能满足某些输电线路工程对导线高承载能力的需求。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝及其制造方法。
[0005]
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0006]
14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝，其特征在于：所述铝包钢丝的化学成分的质量分数为：c：0.70-0.74％、si：0.10-0.30％、mn：0.5-0.7％、s≤0.025％、p≤0.020％、cr：≤0.10％、ni：≤0.10％，其余为fe和不可避免的杂质元素；所述铝包钢丝的规格为φ2mm，参数为抗拉强度≥1900mpa，1％伸长应力≥1590mpa，同时其断后伸长率还要大于0.9％，扭转大于20次，铝包钢丝保持高强度的同时还要保持高的塑韧性指标。
[0007]
针对14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝的制造方法，包括如下工序，步骤1：选取火线盘条；步骤2：包覆；步骤3：铝包钢拉丝，其特征在于：还包括步骤4：抹拭，步骤5：返轴。
[0008]
进一步的，所述步骤1中，采用φ5.50mm，钢号为c72a热处理火线盘条，所述火线盘条的化学成分的质量分数为：c：0.70-0.74％、si：0.10-0.30％、mn：0.5-0.7％、s≤0.025％、p≤0.020％、cr：≤0.10％、ni：≤0.10％，其余为fe和不可避免的杂质元素；该热处理火线盘条的抗拉强度为1180-1240mpa，伸长率(标距为100mm)≥7％。
[0009]
进一步的，所述步骤2中，采用挤压包覆机进行包覆，挤压包覆机的模腔内温度为320-370℃，包覆速度≤130m/min，大轮转速为2-3r/min。
[0010]
进一步的，所述步骤2中，所述挤压包覆机内包括导模和定径模，其中导模直径比钢丝直径大0.30-0.60mm，定径模直径比包覆后铝包钢丝大0.04-0.10mm，导模和定径模的轴向间隙为3-8mm。
[0011]
进一步的，所述步骤3中，包覆后的半成品公称直径为5.85-5.90mm，将铝包钢丝半成品进行10道次拉拔成型，平均压缩率为19.43％，总压缩率达到88.47％。
[0012]
进一步的，所述步骤3中，10道次拉拔成型的具体工序为：
[0013]
拉拔第1道次：直径5.31mm，压缩率18.72％，绝对压缩量是0.58mm；
[0014]
拉拔第2道次：直径4.69mm，压缩率21.99％，绝对压缩量是0.62mm；
[0015]
拉拔第3道次：直径4.15mm，压缩率21.70％，绝对压缩量是0.54mm；
[0016]
拉拔第4道次：直径3.69mm，压缩率20.94％，绝对压缩量是0.46mm；
[0017]
拉拔第5道次：直径3.30mm，压缩率20.02％，绝对压缩量是0.39mm；
[0018]
拉拔第6道次：直径2.96mm，压缩率19.54％，绝对压缩量是0.34mm；
[0019]
拉拔第7道次：直径2.66mm，压缩率19.24％，绝对压缩量是0.30mm；
[0020]
拉拔第8道次：直径2.40mm，压缩率18.59％，绝对压缩量是0.26mm；
[0021]
拉拔第9道次：直径2.18mm，压缩率17.49％，绝对压缩量是0.22mm；
[0022]
拉拔第10道次：直径2.00mm，压缩率15.83％，绝对压缩量是0.18mm；
[0023]
铝包钢丝的直径控制在
±
0.03mm。
[0024]
进一步的，所述步骤4中，在最末道次的拉拔机模盒出口处以及拉丝罐体与导轮之间位置均安装抹拭装置。
[0025]
进一步的，所述步骤5中，在返轴工序内安装有调直装置，用于对铝包钢丝进行调直处理。
[0026]
本发明的优点和积极效果是：
[0027]
本发明中，提供了一种导电率为14ac，公称直径为2.00mm，抗拉强度≥1900mpa，1％伸长应力≥1590mpa的新型高强度规格的铝包钢丝。在保证导电率的前提下，其抗拉强度超出国标1590mpa级别的19％以上，大幅提升了其抗拉强度，可应用于有高承载能力的电力设施及相关领域。
[0028]
本发明中，针对其设计要求和相应参数衍伸出相应的生产工艺，所述工艺由步骤1：选取热处理火线盘条；步骤2：包覆；步骤3：铝包钢拉丝，4：抹拭，步骤5：返轴组成。
[0029]
本发明中，依据技术参数和相应设计要求，通过计算公式选取相应的热处理火线盘条，经计算采用φ5.50mm，钢号为c72a热处理火线盘条可生产出相应参数的铝包钢丝，该热处理火线盘条也可通过热处理工序自行进行制备。
[0030]
本发明中，由于所选取的热处理火线盘条的公称直径大，产品抗拉强度高，因此在包覆工艺中对于对于腔模温度，包覆速度，大轮转速，导模和定径模的间距等工艺参数均进行了相应的设计。其中腔模温度，包覆速度和大轮转速会影响覆膜的效果和平顺程度，即可有效避免断铝的情况发生，又可节省铝材。导模和定径模的尺寸以及间距设置可达到调整“鼻沟”的设计要求，防止钢芯上包覆的铝层厚度超差或出现钢芯被拉断，保证包覆工艺的连续完整。
[0031]
本发明中，相较于常规铝包钢丝的拉拔工艺，由7-8道次，提升为10道次，进而保证铝包钢丝可由φ5.89mm拉拔至φ2.00mm。另外，对于每道次的压缩率也进行了相应的设计。其中，第一和第二道次的设计依据第一道次压缩率低，第二道次压缩率高的传统设计。第三至五道次的压缩率与常规工艺不同，每道次的压缩率虽然也为下降趋势，但变化值均小于5％，第六至九道次压缩率的变化值均小于6％，第十道次的压缩率变化值接近15％。这样的设计使得前9道次的拉拔工艺处于一个基本均衡的状态，直至最后一道次拉拔至要求的公称直径。这样的拉拔工艺在铝包钢丝的抗拉强度和塑韧性方面进行综合考量，使铝包钢丝保持高强度的同时还要达到高的塑韧性指标的设计要求。
[0032]
本发明中，在最末道次的拉拔机模盒出口处以及拉丝罐体与导轮之间位置均安装抹拭装置，可有效去除铝包钢丝表面粘附的拉拔粉，提高铝包钢丝表面光洁度，达到光亮洁
净效果，保证表面质量。由于该铝包钢丝的抗拉强度大，因此在返轴工序内安装调直装置可明显降低铝包钢丝的拉拔内应力。
具体实施方式
[0033]
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0034]
14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝，其特征在于：所述铝包钢丝的化学成分的质量分数为：c：0.70-0.74％、si：0.10-0.30％、mn：0.5-0.7％、s≤0.025％、p≤0.020％、cr：≤0.10％、ni：≤0.10％，其余为fe和不可避免的杂质元素；所述铝包钢丝的规格为φ2mm，抗拉强度≥1900mpa，1％伸长应力≥1590mpa，同时其断后伸长率还要大于0.9％，扭转大于20次。
[0035]
针对14ac-1825mpa级高强度铝包钢丝的制造方法，包括如下工序，
[0036]
步骤1：选取火线盘条；
[0037]
所述步骤1中，采用φ5.50mm，钢号为c72a热处理火线盘条，所述热处理火线盘条的化学成分的质量分数为：c：0.70-0.74％、si：0.10-0.30％、mn：0.5-0.7％、s≤0.025％、p≤0.020％、cr：≤0.10％、ni：≤0.10％，其余为fe和不可避免的杂质元素；该热处理火线盘条的抗拉强度为1180-1240mpa，伸长率(标距为100mm)≥7％。
[0038]
步骤2：包覆；
[0039]
所述步骤2中，采用挤压包覆机进行包覆，挤压包覆机的模腔内温度为320-370℃，包覆速度≤130m/min，大轮转速为2-3r/min。所述挤压包覆机内包括导模和定径模，其中导模直径比钢丝直径大0.30-0.60mm，定径模直径比包覆后铝包钢丝大0.04-0.10mm，导模和定径模的轴向间隙为3-8mm。
[0040]
步骤3：铝包钢拉丝；
[0041]
包覆后的铝包钢丝半成品公称直径为5.89mm，将铝包钢丝半成品进行10道次拉拔成型，平均压缩率为19.43％，总压缩率达到88.47％。
[0042]
进一步的，所述步骤3中，10道次拉拔成型的具体工序为：
[0043]
拉拔第1道次：直径5.31mm，压缩率18.72％，绝对压缩量是0.58mm；
[0044]
拉拔第2道次：直径4.69mm，压缩率21.99％，绝对压缩量是0.62mm；
[0045]
拉拔第3道次：直径4.15mm，压缩率21.70％，绝对压缩量是0.54mm；
[0046]
拉拔第4道次：直径3.69mm，压缩率20.94％，绝对压缩量是0.46mm；
[0047]
拉拔第5道次：直径3.30mm，压缩率20.02％，绝对压缩量是0.39mm；
[0048]
拉拔第6道次：直径2.96mm，压缩率19.54％，绝对压缩量是0.34mm；
[0049]
拉拔第7道次：直径2.66mm，压缩率19.24％，绝对压缩量是0.30mm；
[0050]
拉拔第8道次：直径2.40mm，压缩率18.59％，绝对压缩量是0.26mm；
[0051]
拉拔第9道次：直径2.18mm，压缩率17.49％，绝对压缩量是0.22mm；
[0052]
拉拔第10道次：直径2.00mm，压缩率15.83％，绝对压缩量是0.18mm；
[0053]
铝包钢丝的直径控制在
±
0.03mm。
[0054]
步骤4：抹拭；
[0055]
在最末道次的拉拔机模盒出口处以及拉丝鼓与导轮之间位置均安装抹拭装置。所
述抹拭装置可采用木板制孔，孔内嵌装擦洗布料的结构，也可采用其他可对铝包钢丝外部紧密接触进行擦拭的装置。该抹拭工序也可采用其他专用装置，如申请号为201922071932.6，专利名称为一种用于清洁铝包钢丝表面的专用装置的结构。
[0056]
步骤5：返轴。
[0057]
在返轴工序内安装有调直装置，用于对铝包钢丝进行调直处理。对于该调直处理可采用如专利号为2015207750403专利所述的调直机构或其他具有相关功能的装置。
[0058]
本发明中，提供了一种导电率为14ac，公称直径为2.00mm，抗拉强度≥1900mpa，1％伸长应力≥1590mpa的新型高强度规格的铝包钢丝。在保证导电率的前提下，其抗拉强度超出国标1590mpa级别的19％以上，大幅提升了其抗拉强度，可应用于有高承载能力的电力设施及相关领域。
[0059]
本发明中，针对其设计要求和相应参数衍伸出相应的生产工艺，所述工艺由步骤1：选取热处理火线盘条；步骤2：包覆；步骤3：铝包钢拉丝，4：抹拭，步骤5：返轴组成。
[0060]
本发明中，依据技术参数和相应设计要求，通过计算公式选取相应的热处理火线盘条，经计算采用φ5.50mm，钢号为c72a热处理火线盘条可生产出相应参数的铝包钢丝，该热处理火线盘条也可通过热处理工序自行进行制备。
[0061]
本发明中，由于所选取的热处理火线盘条的公称直径大，产品抗拉强度高，因此在包覆工艺中对于对于腔模温度，包覆速度，大轮转速，导模和定径模的间距等工艺参数均进行了相应的设计。其中腔模温度，包覆速度和大轮转速会影响覆膜的效果和平顺程度，即可有效避免断铝的情况发生，又可节省铝材。导模和定径模的尺寸以及间距设置可达到调整“鼻沟”的设计要求，防止钢芯上包覆的铝层厚度超差或出现钢芯被拉断，保证包覆工艺的连续完整。
[0062]
本发明中，相较于常规铝包钢丝的拉拔工艺，由7-8道次，提升为10道次，进而保证铝包钢丝可由φ5.89mm拉拔至φ2.00mm。另外，对于每道次的压缩率也进行了相应的设计。其中，第一和第二道次的设计依据第一道次压缩率低，第二道次压缩率高的传统设计。第三至五道次的压缩率与常规工艺不同，每道次的压缩率虽然也为下降趋势，但变化值均小于5％，第六至九道次压缩率的变化值均小于6％，第十道次的压缩率变化值接近15％。这样的设计使得前9道次的拉拔工艺处于一个基本均衡的状态，直至最后一道次拉拔至要求的公称直径。这样的拉拔工艺在铝包钢丝的抗拉强度和塑韧性方面进行综合考量，使铝包钢丝保持高强度的同时还要达到高的塑韧性指标的设计要求。
[0063]
本发明中，在最末道次的拉拔机模盒出口处以及拉丝罐体与导轮之间位置均安装抹拭装置，可有效去除铝包钢丝表面粘附的拉拔粉，提高铝包钢丝表面光洁度，达到光亮洁净效果，保证表面质量。由于该铝包钢丝的抗拉强度大，因此在返轴工序内安装调直装置可明显降低铝包钢丝的拉拔内应力。