钢热处理的应用

钢丝绳是指用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索，钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。

钢丝绳可按形状，层次，状态等方式分类。

形状

1．圆股钢丝绳

2．编织钢丝绳

3．扁钢丝绳

层次

钢丝绳按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。

单绕绳

由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成，挠性差，反复弯曲时易磨损折断，主要用作不运动的拉紧索。

双绕绳

由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯，高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油，可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好，制造简便，应用最广。

三绕绳

以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳，挠性好；但制造较复杂，且钢丝太细，容易磨损，故很少应用。钢丝绳的绕制方向有顺绕和交绕两种。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相同者称顺绕。顺绕钢丝绳的钢丝间接触较好，挠性也较好，使用寿命长，但有扭转松散的趋向，不宜用作自由端悬吊重物的提升绳，可作为有刚性导轨对重物导行时的提升绳或牵引绳。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相反者称交绕。交绕的钢丝绳不易扭转松散，在起重作业中广泛使用。

a

右交互捻ZS：绳右捻，股左捻股捻的方向与股内钢丝捻的方向相反称交互捻

b 左交互捻SZ：绳左捻，股右捻

c 右同向捻ZZ：绳右捻，股右捻

d 左同向捻：绳左捻，股左捻

e 右混合捻：绳右捻，部分股左捻，部分股右捻

f 左混合捻：绳左捻，部分股右捻，部分股左捻

状态

钢丝绳也可按股中每层钢丝之间的接触状态分为点接触、线接触或面接触3种。

①

点接触的钢丝绳：股中钢丝直径均相同。为使钢丝受力均匀，每层钢丝拧绕后的螺旋角大致相等，但拧距不等，所以内外层钢丝相互交叉，呈点接触状态。

②

线接触的钢丝绳：股中各层钢丝的拧距相等，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。线接触钢丝绳的性能比点接触的有很大改善，所以使用广泛。

③

面接触钢丝绳：面接触绳股的一种，外层用异形钢丝制成，表面光滑，耐磨性好，与相同直径的其他类型钢丝绳相比，抗拉强度较大，并能承受横向压力，但挠性差、工艺较复杂、制造成本高，常用作承载索，如缆索起重机和架空索道上的缆索。

应用 编辑

由于钢丝绳独特性能，迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或在一个领域内替代钢丝绳，因而，钢丝绳在冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域成为必不可少的部件或材料，其质量也被国内多个行业所关注，并投入大量人力、物力进行钢丝绳使用研究和产品开发工作，对钢丝绳的结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等各个环节制定了很多规程和细则。

1、《煤矿安全规程》、《起重机械安全管理规程》、《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》、《桥式起重机安全技术检验细则》等都对钢丝绳结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等方面作出切实可行的规定。

2、煤炭等行业把对钢丝绳的检查纳为日常必要的安全生产检查管理内容。

3、多个研究院所参与了钢丝绳相关项目的研究，取得了可转化为生产力的成果。

4、一批钢丝绳检验和报废实用规范有效实施。GB/T5972-2006《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》替代GB/T5972-1986版本标准，2006年9月1日实施。GB9075-1988《架空索道用钢丝绳检验和报废规范》适用于单线循环式、双线循环式及往复式客运、货运架空索道用钢丝绳，但不适用于临时性货运索道及林业索道用钢丝绳。MT716-2005煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件和MT717-1997煤矿重要用途在用钢丝绳生能测定方法及判定规则是煤矿安全、正确合理使用钢丝绳的法规依据。

5、中国工程机械学会港口机械分会注重于钢丝绳的研究，多年来，在钢丝绳国产化，科学合理选择、使用方面作了大量有益的工作。

热处理盘条或钢丝半成品的热处理方式见钢丝热处理。热处理包括原料热处理、中间热处理和成品热处理3种类型。

(1)原料即盘条的热处理用在部分中高碳钢丝及合金钢丝的生产中，目的主要是改善盘条的组织及其不均匀性并消除内应力以提高盘条的塑性及冷拔性能。

(2)中间热处理是对钢丝半成品即中间线坯进行的热处理，主要目的是消除冷拔过程中产生的加工硬化，恢复线坯的塑性，以利于进一步拉拔。如生产中无成品热处理工序，则成品拉拔前的中问热处理还要求确保成品钢丝应具有的组织和性能。

(3)成品热处理在成品拉拔后进行，作用是使产品达到规定的组织与性能，是否进行决定于交货要求。

拉丝在拉丝机卷筒即绞盘(见拉丝机)的牵引下，盘条或中间线坯通过拉丝模模孔变形，达到减小断面改变形状以获得尺寸、形状、性能和表面质量都合乎要求的钢丝。钢丝的拉拔通常要进行多个道次，道次减面率(见面积减缩率)约在10%～40%之间。拉拔钢丝使用的模具主要有固定模、辊模(见辊模拉拔)、旋转模等，并以固定模为主。固定模即为由整体材料制作的外形呈圆饼状而中心开有孔型的拉丝模，模子在拉拔过程中固定不动。早期曾采用钢板模和冷硬铸铁模，以后由于不耐磨和使用寿命低而被淘汰。目前普遍采用硬质合金模，除了硬质合金外，天然钻石也是制模材料，但由于其资源稀少和价格昂贵，只局限于拉拔合金钢细丝和极细丝时使用。20世纪70年代以来又出现了用聚合多晶体、人造金刚石和刚玉陶瓷等制作的拉丝模。辊模为由2～4个可转动的辊子组成的模子。辊模拉拔通常用于拉制一些异形钢丝和难变形钢丝，但随着辊模装置刚性的提高、精度的改善和调整变得更加容易，其使用范围在不断拓宽。旋转模拉丝时模子的本体结构和固定模相同，但拉拔过程中，它在传动机构的驱动下围绕钢丝轴线旋转。优点是改变了拉拔时钢丝与模壁之间的摩擦力的方向，增加了作用在钢丝上的剪应力，使钢丝容易变形，从而可以减少拉拔力和拉拔功率；降低轴向摩擦力使拉拔时钢丝内外层的不均匀变形随之减少；由于模子高速旋转，模孔磨损变得均匀，钢丝的不圆度和表面粗糙度均有改善。但使用旋转模时钢丝易随模子而旋转甚至发生扭转，因此目前只局限于粗丝的拉拔。在使用固定模拉拔的情况下，若在钢丝的进口端施加后张力则形成反拉力拉拔；若对模子施加超声波振动则形成超声波拉丝；若采用静压或流体动力润滑则称为强制润滑拉拔。

冷拔过程中钢丝的组织与力学性能发生变化，产生加工硬化。随着冷变形程度的增加，一般钢丝的抗拉强度、硬度、弹性极限等增加，而延伸率、断面收缩率等下降。由于存在加工硬化，所以当拉拔的变形程度达到一定值后，由于钢丝冷加工性能的显著下降而不适宜再继续拉拔，需要进行中间热处理以恢复其加工性能，一般一个拔程的减面率约为70%～90%。因此，钢丝生产的工艺流程具有往复循环的特点。

拉丝机的能力一般以其卷筒直径的大小和卷简的数量来表示。拉丝机的拉拔速度与钢丝的钢种、直径、热处理的质量、润滑和冷却条件、变形程度、拉丝机的结构以及盘条的盘重等有关。随着钢丝生产的现代化，拉拔速度在不断提高。

为了减少摩擦，降低拉拔力和模耗以及获得表面光洁、尺寸和形状合乎要求的产品，拉拔时必须使用润滑剂润滑。使用固体润滑剂时称为干式拉丝；使用润滑剂水溶液并在其中完成拉拔过程的称湿式拉丝，所用的设备是水箱拉丝机。

在拉拔过程中，由于摩擦及变形功的转化生热，钢丝和模子的温度升高，特别在高速拉拔时温升更为显著(见拉丝发热)。模子温度的上升会影响其使用寿命，而钢丝温度的上升则会使其韧性(扭转和弯曲性能)下降。为了降低温升，必须对模子和卷筒进行冷却，钢丝的直接水冷也得了开发(见拉丝冷却)。

在腐蚀环境中，如海洋之中，可以使用不锈钢钢丝绳，包括304或316材质不锈钢，优点是耐腐蚀使用寿命更长，缺点就是不锈钢价格昂贵。也可以使用热镀锌钢丝绳，钢丝表面上锌量越大则耐腐蚀能力越强，镀锌钢丝绳总体耐腐蚀能力不如不锈钢钢丝绳，但镀锌钢丝绳使用成本比较低。