预应力钢绞线焊接区用低温快速磷化工艺研究

论文题目: 预应力钢绞线焊接区用低温快速磷化工艺研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 顾菡妍

导师: 蒋建清,方峰

关键词: 高碳盘条,钢绞线,焊接区,拉拔断丝,磷化

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 高强度低松弛预应力钢绞线作为第三代高档建筑材料,被广泛应用于高层建筑、大跨度桥梁等现代化大型建筑。其中1860MPa级PC钢绞线是已商业化的钢绞线中强度级别最高,用量最大的品种。其生产过程是将高碳盘条通过连续7～10道次的连续冷拉拔形变而制成。由于现代化大生产的连续性,不同卷盘条通常采用电阻对焊的方法连接在一起,在生产过程中盘条电阻对焊区域容易出现拉丝断裂。通过对焊接区拉丝断口形貌的分析,结果表明,焊接区发生拉丝断裂的主要原因为:焊接引入的氧化夹杂物、焊接温度过高引起的组织过热以及焊接区表面润滑不良产生的表面缺陷。其中,表面缺陷的影响最大,还可能造成后续的绞线过程断丝。针对焊接区易产生表面缺陷的问题,研究采用磷化处理的方法来改善表面润滑性能,减少表面缺陷的产生。研究了氧化剂NaNO2和稀土促进剂La（NO3）3对磷化过程的φ-t曲线的影响,及磷化各阶段的磷化膜生长情况。结果表明,氧化剂NaNO2有明显的促进磷化成膜的作用,促进磷化过程的去极化,使成膜阶段的时间缩短;La（NO3）3可促使磷化膜形核;当NaNO2和La（NO3）3共同作用时,能综合二者的促进作用,起到良好的效果。研究了表面状态、表面活化处理、磷化处理时间、磷化液的成分对磷化膜膜重和形貌的影响,确定了一种低温快速磷化工艺。采用的磷化液配方:浓H3PO4（>85%） 5ml/L,Zn（H2PO4）255g/L,Zn（NO3）2 70g/L,NaNO2 0.4 g/L,La（NO3）3 0.05g/L ,处理温度为40℃,磷化时间为10min。对研制的磷化膜及皂化后磷化膜的摩擦性能进行了研究,结果表明,磷化膜在100N、150N和200N条件下均具有较好的减摩效果,尤其在载荷为100N时,其摩擦系数为0.4左右,而相同条件下未磷化处理样品的摩擦系数约为0.7;磷化膜皂化处理后,其摩擦性能更佳,摩擦系数均在0.2左右。生产性磷化试验表明,采用低温快速磷化工艺对盘条焊接区进行磷化处理,能有效地防止表面横向裂纹的产生。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 预应力钢丝钢绞线简介

1.2 预应力钢绞线的生产

1.3 磷化处理

1.4 研究背景及意义

第二章试验材料与方法

2.1 试验材料

2.2 焊接区断丝原因分析

2.3 磷化机理与工艺研究

2.4 磷化膜性能评价

2.5 在线磷化试验

第三章焊接区拉丝断裂原因分析

3.1 盘条焊接区力学性能及组织

3.2 焊接区的拉丝断口分析

3.3 小结

第四章磷化机理研究

4.1 基液φ－t 曲线的规律及磷化膜的生长

4.2 NaNO_2的φ－t曲线的规律及磷化膜的生长

4.3 La(NO_3)3的φ－t曲线的规律及磷化膜的生长

4.4 NaNO_2＋La(NO_3)_3的φ－t曲线的规律及磷化膜的生长

4.5 小结

第五章低温快速磷化工艺的研究

5.1 磷化处理工艺的影响

5.2 磷化液组成对磷化膜的影响

5.3 小结

第六章低温快速磷化膜摩擦学性能及应用

6.1 磷化膜的摩擦性能

6.2 磷化膜皂化后的摩擦性能

6.3 生产应用试验

6.4 小结

第七章讨论

7.1 氧化促进剂的作用

7.2 涂刷磷化工艺的尝试

第八章结论

参考文献

致谢

发表论文与取得的科研成果

发布时间: 2007-03-12

参考文献

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