[发明专利]复合碳纤维芯钢丝绳

说明书

本发明提供复合碳纤维芯钢丝绳，包括中心股、中心边股和外层股，整个绳截面由中心股、中心边股和外层股三层组成西鲁式结构，所述中心股、中心边股与外层股的直径之比为1.6:1:2并提供该钢丝绳的生产工艺，通过对双相不锈钢的热轧及固溶处理，然后拉拔、捻制成绳等过程制成钢丝绳；本发明的双相不锈钢钢丝绳结构紧实，钢丝之间接触应力小，抗横向变形能力大，承载力好，并且海洋作业时，腐蚀介质不易渗入，抗腐蚀能力好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及钢丝绳技术领域，尤其涉及复合碳纤维芯钢丝绳。

背景技术

钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳，在现代社会中具有广泛运用；钢丝绳的应用领域和要求不同，则需要钢丝绳的要求也不同，例如系泊用钢丝绳，因在海洋中使用，海洋环境因为涉及气象、物理化学、流体以及生物等多领域的复杂因素，传统的金属材料并不能很好地满足海洋装备及海洋工程用材料的使用条件。对于海洋工程装备用不锈钢而言，与陆地使用材料不同的是，海洋工程材料会涉及到在深海极端环境下，受到包括高温高压，氯离子腐蚀和海洋微生物的腐蚀等问题。则需要钢丝绳具有良好的柔韧性并且耐磨抗腐蚀能力好。现有的钢丝绳用于海洋工程中常会出现耐应力腐蚀能力不足，寿命差等问题。

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，而提出的复合碳纤维芯钢丝绳。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：复合碳纤维芯钢丝绳，包括中心股、中心边股和外层股，整个绳截面由中心股、中心边股和外层股三层组成西鲁式结构，所述中心股、中心边股与外层股的直径之比为1.6 : 1 : 2。

优选地，所述中心股、中心边股和所述外层股的结构相同，所述中心股为碳纤维丝构成，所述中心边股和所述外层股由钢丝构成，所述中心股包括粗丝和填充丝，所述粗丝包括中心粗丝和边粗丝，所述中心粗丝置于所述中心股的中心，所述边粗丝绕所述中心粗丝捻制出第一层，所述填充丝包捻填充在所述第一层的各边粗丝之间的空隙中，所述填充丝外包捻所述边粗丝形成第二层，所述第一层的边粗丝和所述第二层的边粗丝捻制方向不同，所述第一层具有六个边粗丝，第二层为十二个边粗丝，所述填充丝的数量与所述第一层的边粗丝的数量相同。

优选地，所述中心粗丝和所述边粗丝的直径相同，所述粗丝和填充丝的直径之比为1 : 0.35，所述中心股、所述中心边股和所述外层股的各粗丝或填充丝之间的直径之比都为1.6 : 1 : 2。

优选地，所述中心股、中心边股和所述外层股左向或者右向交互捻制成的整绳直径为10mm，所述中心股粗丝直径为0.45mm，所述中心股的填充丝直径0.16mm，所述中心边股粗丝直径0.28mm，所述中心边股的填充丝直径0.1mm，所述外层股的粗丝直径0.55mm，所述外层股的填充丝直径0.2mm。所述中心股、中心边股和外层股为碳纤维丝或钢丝左向或者右向交互捻制成绳股。

优选地，所述中心边股为八个，所述外层股也为八个，所述中心边股和所述外层股一起左向或者右向交互捻制包捻在所述中心股的外侧。

优选地，所述钢丝为奥氏体-铁素体双相不锈钢制成。

复合碳纤维芯钢丝绳的制备工艺，包括以下步骤：

S1：真空冶炼制得双相不锈钢铸锭；

S2：将S1制得的双相不锈钢铸锭进行锻压开坯；

S3：热轧处理，将开坯后的双相不锈钢进行热轧，热轧的开轧温度为1050℃-1150℃，终轧温度为1020℃-1050℃，热轧热变形速率为0.01s-1~1s-1；

S4：将S3处理后的双相不锈钢进行固溶处理，固溶处理温度为960℃-1080℃，保温0.5-2h后冷却；

S5：钢丝拉拔，将固溶处理后的双相不锈钢进行钢丝拉拔制得尺寸均匀的钢丝；