一种Φ5.0mm1960MPa超高强度钢丝制造工艺及其拉拔设备，工艺流程为：原料选择→表面处理→拉丝→去应力回火处理；首先选用化学成分和力学性能符合要求的φ16mm、82B专用盘条，通过采用隧道式酸洗方式清除盘条表面的氧化铁皮，然后对清洗后的盘条表面进行磷化和硼化处理，再对专用盘条实施减径拉拔至成品直径规格，钢丝进行去应力回火处理处理；钢丝拉拔在具有工艺智能识别系统及压力水冷模盒的φ1270大型直进式拉丝机上进行，确保产品满足强度和韧性要求，解决了目前不能生产φ5.0mm1960MPa以及更高强度级钢丝的生产技术难题，满足了国家重点工程建设对特高强度钢丝绳的需求。
1.Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺，其特征在于：工艺流程为：原料选择→表面处理→拉丝→去应力回火处理；其工艺步骤为：（1）原料选择
选用化学成分和力学性能符合要求的φ16mm、82B专用盘条；
化学成分为：C：0.80～0.85%，Si：0.12～0.32%，Mn：0.60～0.90%，P：≤0.020%，S：≤0.025%，Cr：≤0.20%，Ni：≤0.10%，Mo：≤0.03%，Cu：≤0.10%，N：≤0.007%，其中Cr+Ni+Cu≤0.30%Cu+Sn≤0.15%；
力学性能：盘条抗拉强度1180～1300MPa，断后伸长率≥11%，断面收缩率≥35%；
显微组织：盘条索氏体含量应大于90%，盘条不得有网状渗碳体、淬火组织及对性能有害的组织；
通过采用隧道式酸洗方式清除盘条表面的氧化铁皮，盘条表面处理时，依次将盘条放入隧道式酸洗生产线中的酸洗槽进行酸洗，然后用高压水冲洗干净，再对清洗后的盘条表面进行磷化和硼化处理；
本发明盘条直径为16mm，钢丝拉拔总压缩率为90.3％，属于超高压缩率，部分压缩率设计采用“第一道次较小，第二道次最大，以后拉拔道次依次降低”的折线型的部分压缩率分配方法，第一道次部分压缩率设计优选为≤14%，第二道次最大部分压缩率设计优选为
拉丝在具有工艺智能识别系统及压力水冷模盒的Φ1270大型直进式拉丝机上进行；
对钢丝进行去应力回火处理，消除钢丝应力，进一步提高钢丝综合性能。
2.如权利要求1所述的Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺，其特征在于：所述的隧道式酸洗生产线中的酸洗槽优选设置为4个。
3.如权利要求2所述的Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺，其特征在于：所述的酸洗槽的浓度控制，优选为：第1酸洗槽：盐酸100～145g/l，氯化亚铁100～140 g/l；
第2酸洗槽：盐酸175～205g/l，氯化亚铁25～55g/l；
第3酸洗槽：盐酸215～245g/l，氯化亚铁10～25g/l；
第4酸洗槽：盐酸20～40g/l，氯化亚铁≤30g/l。
4.用于制造权利要求1所述的拉拔设备，主要由放线装置（1）、工作台（2）、卷筒（5）及其正后方设置的电机（3）、以及与电机（3）相连接的减速装置（4）和收线装置（7）构成，其特征在于：还包括压力水冷模盒（6），所述压力水冷模盒（6）位于卷筒（5）进线的前方。
5.如权利要求4所述的拉拔设备，其特征在于：所述的卷筒（5）的直径≥1270mm。
6.如权利要求4或5所述的拉拔设备，其特征在于：所述的拉拔设备还包括拉拔工艺智能识别系统，所述的拉拔工艺智能识别系统是通过PLC编程设计程序来实现的，并保存在数据块中。
Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺及其拉拔设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺及其拉拔设备，属于金属缆绳加工技术领域。
背景技术
[0002] 我国海洋资源丰富，随着国家对海洋资源开采力度的加大，海洋工程用钢丝绳需求增大，要求钢丝绳具有特粗、特长和特殊结构，并具有特高强度、特高韧性、耐腐蚀等特殊性能，海洋工程用钢丝绳的研制生产成为当前十分紧迫的问题。目前，需要的海洋工程用钢丝绳最大直径达210mm，所需钢丝直径达5.0mm，抗拉强度达1960MPa，根据相关文献资料报道，目前能生产钢丝直径达5.0mm，其抗拉强度最高为1870 MPa，现有的热处理、拉拔等设备及生产工艺技术都不能实现Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝的生产制造，特别是要满足该强度级钢丝的高韧塑性能要求，弯曲≥8次，扭转≥12次，延伸率≥4.0%，更无可能，这也成为制约我国海洋工程建设的瓶颈问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺及其拉拔设备，实现大直径超高强度高韧塑性钢丝（钢丝直径大于Φ5.0mm 、抗拉强度高于1960MPa弯曲≥8次、扭转≥12次、延伸率≥4.0%）的生产制造，满足海洋工程等国家大型工程建设用钢丝绳对大直径超高强度钢丝的需求。
[0004] 本发明的Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺的工艺流程为：原料选择→表面处理→拉丝→去应力回火处理。
[0005] 本发明的工艺步骤为：选用化学成分和力学性能符合要求的φ16mm、82B专用盘条，通过采用隧道式酸洗方式清除盘条表面的氧化铁皮，然后对清洗后的盘条表面进行磷化和硼化处理，再按大于90％的超高总压缩率和采用“第一道次较小，第二道次最大，以后拔道次依次降低”的部分压缩率分配方法，对专用盘条实施减径拉拔至成品直径规格，再对钢丝进行去应力回火处理处理，消除钢丝应力，进一步提高钢丝综合性能，最后进行成品检验。
[0006] 本发明由于总压缩率大于90％，属于超高压缩率，部分压缩率设计采用“第一道次较小，第二道次最大，以后拉拔道次依次降低”的折线型的部分压缩率分配方法，设计第一道次部分压缩率较小的原因是为了确保盘条的规圆，因原料厂家提供的盘条通常存在椭圆度、直径偏差及表面缺陷，若采用较大部分压缩率拉拔，容易刮伤钢丝，通过采用第一道次较小部分压缩率的拉拔，克服了这一技术问题，拉拔中不会导致钢丝拉伤，确保了钢丝直径的规圆，有利于钢丝的后续拉拔，提高钢丝的强韧性及表面质量。
[0007] 本发明的拉丝是在具有工艺智能识别系统及压力水冷模盒的Φ1270大型智能直进式拉丝机上进行，确保满足产品抗拉强度和韧性要求，有效克服了现有技术工艺的不足之处，解决了目前不能生产Φ5.0mm 1960MPa以及更大直径更高强度钢丝的生产技术难题，实现了大规格超高强度钢丝生产，满足了国家重点工程建设对特高强度钢丝绳的需求。
[0008] 实现本发明的拉拔设备为Φ1270大型智能直进式拉丝机，该设备主要由放线装置、工作台、电机、减速装置、卷筒和收线装置构成，关键的是该设备在每个卷筒的进线的前方还设置有压力水冷模盒，该压力水冷模盒具有强制水流冷却功能，对钢丝拉拔产生的热量能及时冷却，冷却效果比现有拉拔设备显著提高，冷却效果较好，通常拉拔后钢丝温度低于100℃。
[0009] 本发明的拉拔设备还带有拉拔工艺智能识别系统，所述的拉拔工艺智能识别系统是通过PLC编程设计程序来实现的，并保存在数据模块中。钢丝在拉拔过程中，若因拉丝模的磨损或卷筒的滑动等原因，造成的速度不匹配，通过拉拔工艺智能识别系统，来自动调节各拉拔卷筒的速度匹配，确保了钢丝直线式的顺利拉拔，拉拔的钢丝不产生扭转，确保了钢丝的韧塑性能。
[0010] 本发明的Φ1270大型智能直进式拉丝机，因拉丝机具有强制水冷压力水冷模盒及拉拔工艺智能识别系统，其拉拔钢丝质量显著优于现有拉丝机，使拉拔成品钢丝的抗拉强度及韧塑性等综合性能指标得到保证，完全满足拉拔大直径超高强度钢丝（钢丝直径大于Φ5.0mm 、抗拉强度高于1960MPa）的需求。
附图说明
[0011] 图1为本发明拉拔设备结构示意图，图2为本发明拉拔设备的俯视图。
[0012] 图中：1—放线装置、2—工作台、3—电机、4—减速装置、5—卷筒、6—压力水冷模盒、7—收线装置。
具体实施方式
[0013] 以下结合实施例对本发明作进一步详细说明：本发明的Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝制造工艺的工艺流程为：原料选择→表面处理→拉丝→去应力回火处理。
[0014] 本发明的工艺步骤为：1、原料选择
选用化学成分和力学性能符合要求的φ16mm、82B专用盘条。
[0015] 化学成分为：C：0.80～0.85%，Si：0.12～0.32%，Mn：0.60～0.90%，P：≤0.020%，S：≤0.025%，Cr：≤0.20%，Ni：≤0.10%，Mo：≤0.03%，Cu：≤0.10%，N：≤0.007%，其中Cr+Ni+Cu≤0.30%Cu+Sn≤0.15%。
[0016] 力学性能：盘条抗拉强度1180～1300MPa，断后伸长率≥11%，断面收缩率≥35%。
[0017] 显微组织：盘条索氏体含量应大于90%，盘条不得有网状渗碳体、淬火组织及对性能有害的组织。
[0018] 2、表面处理通过采用隧道式酸洗方式清除盘条表面的氧化铁皮，盘条表面处理时，依次将盘条放入隧道式酸洗生产线中的酸洗槽进行酸洗，然后用高压水冲洗干净，再对清洗后的盘条表面进行磷化和硼化处理。
[0019] 隧道式酸洗生产线中的酸洗槽优选设置为4个。
[0020] 酸洗槽的浓度控制，优选为：第1酸洗槽：盐酸100～145g/l，氯化亚铁100～140 g/l；第2酸洗槽：盐酸175～205g/l，氯化亚铁25～55g/l；
第3酸洗槽：盐酸215～245g/l，氯化亚铁10～25g/l；
第4酸洗槽：盐酸20～40g/l，氯化亚铁≤30g/l。
[0021] 3、拉丝拉丝是盘条实施减径拉拔至成品直径规格，本发明盘条直径为16mm，钢丝拉拔总压缩率为90.3％，属于超高压缩率，部分压缩率设计采用“第一道次较小，第二道次最大，以后拉拔道次依次降低”的折线型的部分压缩率分配方法，第一道次部分压缩率设计优选为≤14%，第二道次最大部分压缩率设计优选为25%，其余道次部分压缩率依次降低。
[0022] 4、去应力回火处理对钢丝进行去应力回火处理，消除钢丝应力，进一步提高钢丝综合性能。
[0023] 用于制造Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝的拉拔设备，主要由放线装置1、工作台2、电机3、减速装置4、卷筒5、收线装置7和压力水冷模盒6构成，电机3设置于卷筒5的正后方，减速装置4与电机5相连接，压力水冷模盒6位于卷筒5进线的前方。 所述的卷筒5的直径≥1270mm。
[0024] 本发明的拉拔设备还包括拉拔工艺智能识别系统，所述的拉拔工艺智能识别系统是通过PLC编程设计程序来实现的，并保存在数据块中。
[0025] 本发明制造的Φ5.0mm 1960MPa超高强度钢丝经检测，技术指标为：抗拉强度≥1960MPa，弯曲≥8次，扭转≥12次，延伸率≥4.0%，达到设计要求，满足海洋工程等国家大型工程建设用钢丝绳对大直径超高强度钢丝的需求。
