一種鋼絞線拉伸試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼絞線拉伸試驗方法，具體涉及一種能夠準確檢測鋼絞線拉伸性能的試驗方法，屬于鋼絞線檢測領域。本發(fā)明鋼絞線拉伸試驗方法，采用拉伸試驗機測定鋼絞線試樣的拉伸性能，用錫液對鋼絞線試樣兩端進行澆鑄，控制澆鑄時錫液的溫度為235～400℃，制得端部帶有凝固錫塊的鋼絞線拉伸試樣，其凝固錫塊與試驗機夾具匹配。本發(fā)明方法操作簡單、成本低、可靠性高、能有效避免鋼絞線鋼絲在拉伸時發(fā)生滑移，進而能夠準確檢測鋼絞線拉伸性能，更加真實的反映鋼絞線拉伸性能。
【專利說明】
一種鋼絞線拉伸試驗方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼絞線拉伸試驗方法，具體涉及一種能夠準確檢測鋼絞線拉伸性 能的試驗方法，屬于鋼絞線檢測領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，在進行鋼絞線的拉伸試驗過程中，需要先將一根鋼絞線兩端夾緊固定，并保 證鋼絞線軸向受力，在軸向拉力的過程中，鋼絞線由于自身塑性變形而延長，當軸向拉力達 到鋼絞線極限導致鋼絞線拉斷。通過測量得到發(fā)生塑性變形后的鋼絞線的變形量，以及鋼 絞線的極限破壞力值，計算鋼絞線非比例延伸力，彈性模量和抗拉強度等。在整個試驗程 中，最重要的是要保證鋼絞線與夾具不發(fā)生相對移動。
[0003] 但是，由于鋼絞線是由多根鋼絲絞合構(gòu)成的鋼鐵制品，其強度高，試驗力大，在拉 伸試驗時，受到試驗機夾具和自身特殊結(jié)構(gòu)等因素的影響，容易發(fā)生一根或幾根鋼絲滑移 的現(xiàn)象。為避免鋼絞線鋼絲發(fā)生滑移，在日常鋼絞線試驗中，一般使用大夾持力對鋼絞線試 樣兩端進行夾持，但是，由于試驗機夾具的夾持力過大，容易把鋼絲夾傷，導致鋼絞線試驗 時在夾持部分斷裂，或者在距離夾持部分較近的位置斷裂，造成鋼絞線拉伸試驗結(jié)果偏低， 雖然有時候所測得的拉伸性能達到相關標準的規(guī)定，但很難檢測到鋼絞線真實的拉伸性 能，進而導致試驗失效。顯然，采用增大夾持力方式?jīng)]有解決鋼絞線拉伸試驗遇到的問題， 因而需要其他能夠準確檢測鋼絞線拉伸性能的試驗方法。
[0004] 專利201210091982.0公開了一種檢測鋼絲繩整繩破斷拉力的方法。該方法將鋼絲 繩兩端澆鑄鋅液，制得兩端部帶有凝固鋅塊的鋼絲繩試樣，然后進行拉伸試驗。該方法能夠 檢測鋼絲繩的整繩破斷拉力，但是，由于鋅液澆鑄時溫度較高，對鋼絲會產(chǎn)生一定的影響， 因此，采用該方法進行鋼絞線的拉伸試驗時，其斷裂位置靠近凝固鋅頭附近，導致其試驗結(jié) 果偏低。此外，對鋼絞線而言，由于鋼絞線的組成鋼絲較少，在澆鑄時，強度級別高的鋼絞線 繩頭容易從澆鑄頭中滑出，影響測試結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準確檢測鋼絞線 拉伸性能的試驗方法。
[0006] 本發(fā)明鋼絞線拉伸試驗方法，采用拉伸試驗機測定鋼絞線試樣的拉伸性能，其特 征在于：用錫液對鋼絞線試樣兩端進行澆鑄，控制澆鑄時錫液的溫度為235~400°C，制得端 部帶有凝固錫塊的鋼絞線拉伸試樣，其凝固錫塊與試驗機夾具匹配。
[0007] 優(yōu)選的，在澆鑄前，對鋼絞線試樣兩端依次進行如下處理：
[0008] 1)對鋼絞線試樣兩端進行捆扎，完成后將兩個端部散開；
[0009] 2)對鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲進行磨制；
[0010] 3)在鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲的中點進行折彎；
[0011] 4)對鋼絞線試樣兩端折彎后的鋼絲進行壓制，直至試樣兩端能夠放置于澆鑄模具 中，且每根鋼絲不相互接觸；
[0012] 5)清洗鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲。
[0013] 進一步的，步驟1)中，優(yōu)選捆扎位置分別距離鋼絞線試樣兩端兩個夾持長度，每處 捆扎至少纏繞5圈及以上。
[0014] 進一步的，步驟2)中，優(yōu)選用砂紙對兩端散開的鋼絲進行磨制，直至每根鋼絲露出 金屬光澤面積達60 %以上。
[0015] 進一步的，步驟3)中，優(yōu)選用鋼筋彎曲機對試樣兩端散開的鋼絲進行折彎，彎曲角 度大于120度，且同一鋼絲的彎折部分與未彎折部分不相互接觸，彎芯直徑為30mm以上。
[0016] 進一步的，步驟3)中，所述鋼絞線試樣的鋼絲數(shù)量大于7根時，只對外圍鋼絲進行 折彎，折彎后將內(nèi)圍鋼絲去掉一個夾持長度。
[0017] 進一步的，步驟5)中，采用如下方法清洗鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲:首先用酒精 對鋼絲進行清洗，清除表面油污和鐵削;接著用流水對兩端鋼絲進行沖洗，每根鋼絲至少沖 洗一遍;最后將清洗完成的鋼絞線試樣兩端的鋼絲進行晾干。
[0018] 其中，所述澆鑄包括如下步驟:將所述鋼絞線試樣兩個端部中的一個放置于模具 之中，向模具中注入錫液，待錫液凝固后取出，將所述兩個端部中的另一個放置于模具之 中，向模具中注入錫液，待錫液凝固后取出，得到端部帶有凝固錫塊的鋼絞線試樣。
[0019] 優(yōu)選的，所述錫液通過下列步驟獲得:首先，打開高溫爐，將錫塊放入;接著啟動高 溫爐加熱裝置，開始加熱;最后，待高溫爐溫度達到630°C，爐中錫塊完全熔融，開始保溫，保 溫時間至少15分鐘，即獲得澆鑄用錫液。
[0020] 作為優(yōu)選方案，本發(fā)明方法還包括回收并熔化完成拉伸試驗的鋼絞線試樣兩端的 凝固錫塊，再次用于澆鑄的步驟。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種鋼絞線拉伸試驗方法操作簡單、成本低、可靠性 高、能有效避免鋼絞線鋼絲在拉伸時發(fā)生滑移，進而能夠準確檢測鋼絞線拉伸性能，更加真 實的反映鋼絞線拉伸性能。這將為鋼絞線開發(fā)、性能提升提供有力支撐，有很好的社會效益 和和經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0022] 圖1為鋼絞線試樣兩端捆扎散開示意圖。
[0023]圖2為鋼絞線試樣折彎后示意圖。
[0024]圖3為鋼絞線試樣澆鑄后示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明鋼絞線拉伸試驗方法，采用拉伸試驗機測定鋼絞線試樣的拉伸性能，其特 征在于：用錫液對鋼絞線試樣兩端進行澆鑄，控制澆鑄時錫液的溫度為235~400°C，制得端 部帶有凝固錫塊的鋼絞線拉伸試樣，其凝固錫塊與試驗機夾具匹配。
[0026] 本發(fā)明所述的凝固錫塊與試驗機夾具匹配是為了使凝固錫塊的形狀正好能被試 驗機夾具夾緊。本發(fā)明所述的澆鑄僅在鋼絞線兩端進行，澆鑄時需保證錫液不會流向鋼絞 線試樣的中間部分。
[0027] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，選擇錫熔液進行澆鑄，錫熔點低，升溫快，易熔融，錫液與鋼絲融合 最好，錫液凝固后制成的試樣受力最優(yōu)。澆注時，需要嚴格控制澆鑄溫度，才能與鋼絲融合 最佳，不易發(fā)生錫頭開裂等現(xiàn)象。凝固后，進行拉伸試驗時繩頭牢固不易損壞，斷裂位置離 捆扎處(即錫頭底部)遠，在拉力試驗機上受力最優(yōu)，能最真實的反映了鋼絞線拉伸性能。
[0028] 優(yōu)選的，為了使?jié)茶T更牢固，同時防止鋼絞線繩頭從模具中滑出來，在澆鑄前，對 鋼絞線試樣兩端依次進行如下處理：
[0029] 1)對鋼絞線試樣兩端進行捆扎，完成后將兩個端部散開；
[0030] 2)對鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲進行磨制；
[0031] 3)在鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲的中點進行折彎；
[0032] 4)對鋼絞線試樣兩端折彎后的鋼絲進行壓制，直至試樣兩端能夠放置于澆鑄模具 中，且每根鋼絲不相互接觸；
[0033] 5)清洗鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲。
[0034] 進一步的，步驟1)中，優(yōu)選捆扎位置分別距離鋼絞線試樣兩端兩個夾持長度，每處 捆扎至少纏繞5圈及以上，捆扎不應對兩捆扎之間的試驗長度產(chǎn)生影響。所述試驗長度應滿 足相關標準要求。
[0035] 進一步的，為提高磨制效果，步驟2)中優(yōu)選用砂紙對兩端散開的鋼絲進行磨制，直 至每根鋼絲露出金屬光澤面積達60%以上。磨制后鋼絲表面不能有肉眼可見的浮銹、麻坑 等缺陷，允許有回火顏色。所述露出金屬光澤面積達到60%以上為每根鋼絲露出的金屬光 澤基本上均勻分布在鋼絲表面上的面積達到60%以上，不包括局部達到60%以上。所述砂 紙為500目及以上。
[0036]為了增加錫液與鋼絲的摩擦阻力，使?jié)茶T后的錫頭能夠承受更大的拉力，同時更 好的防止鋼絞線繩頭容易從模具中滑出來，步驟3)中，優(yōu)選用鋼筋彎曲機對試樣兩端散開 的鋼絲進行折彎，彎曲角度大于120度，且同一鋼絲的彎折部分與未彎折部分不相互接觸， 彎芯直徑為30mm以上。本發(fā)明所述彎芯直徑是指鋼絲彎曲180度后兩內(nèi)表面之間的距離。
[0037] 優(yōu)選的，步驟3)中，所述鋼絞線試樣的鋼絲數(shù)量大于7根時，只對外圍鋼絲進行折 彎，折彎后將內(nèi)圍鋼絲去掉一個夾持長度。
[0038] 進一步的，為提高清洗效果，步驟5)中，優(yōu)選采用如下方法清洗鋼絞線試樣兩端散 開的鋼絲:首先用酒精對鋼絲進行清洗，清除表面油污、鐵削等異物;接著用流水對兩端鋼 絲進行沖洗，每根鋼絲至少沖洗一遍;最后將清洗完成的鋼絞線試樣兩端的鋼絲進行晾干。 這里，所述酒精可以為乙醇等分析醇。
[0039] 用砂紙對鋼鋼絲進行磨制、用鋼筋彎曲機對鋼絲進行折彎、對鋼絲清洗的步驟，主 要為了澆鑄牢固。用砂紙對鋼鋼絲進行磨制清除鋼絲上浮銹、麻坑或其他異物，防止對澆鑄 產(chǎn)生影響。用鋼筋彎曲機對鋼絲進行折彎主要增加錫液與鋼絲的摩擦阻力，使?jié)茶T后的錫 頭能夠承受更大的拉力。對鋼絲清洗能去除鋼絲上經(jīng)砂紙磨制、鋼筋彎曲機折彎留下的雜 質(zhì)，使錫液與鋼絲能較好融合。
[0040] 步驟4)中，可用壓縮機對試樣兩端折彎后的鋼絲進行壓制，直至試樣兩端能夠放 置于澆鑄磨具中。
[0041] 放入模具中澆鑄鋼絞線試樣兩個端部散開的鋼絲不能交叉，前后左右鋼絲不能相 互接觸，這主要是使鋼絞線試樣兩端的所有鋼絲都均勻受力。再加上特定溫度的錫液澆鑄， 試驗時，繩頭牢固不易損壞，斷裂位置離捆扎處(錫頭底部)遠，在拉力試驗機上受力最優(yōu)， 最真實的反映了鋼絞線拉伸性能。
[0042]進一步的，所述澆鑄包括如下步驟:將所述鋼絞線試樣兩個端部中的一個放置于 模具之中，向模具中注入錫液，待錫液凝固后取出，將所述兩個端部中的另一個放置于模具 之中，向模具中注入錫液，待錫液凝固后取出，得到端部帶有凝固錫塊的鋼絞線試樣;優(yōu)選 所述錫液通過下列步驟獲得:首先，打開高溫爐，將錫塊放入;接著啟動高溫爐加熱裝置，開 始加熱；最后，待高溫爐溫度達到630°C，爐中錫塊完全熔融，開始保溫，保溫時間至少15分 鐘，即獲得澆鑄用錫液。
[0043]錫的熔點為231.89°C，沸點為2260°C，加熱到630°C是因為將錫液從高溫爐中取出 倒入澆注模具內(nèi)，對鋼絞線繩頭進行澆注，這個過程需要一定時間，而錫液的溫度下降很 快，因此必須選擇高于錫的熔點溫度，否則，錫液在從高溫爐取出還沒有澆注到模具中就已 經(jīng)隨著溫度降低而凝固，根據(jù)經(jīng)驗，630°C是錫液加熱的最佳溫度，在此溫度下加熱后，錫液 澆鑄時能保證其澆鑄溫度在熔點之上，400 °C以下。
[0044] 進一步地，所述澆鑄后，還將澆鑄好的鋼絞線試樣兩端繩頭自然冷卻至常溫的步 驟，冷卻時間至少24小時以上。
[0045] 所述一個夾持長度與試驗機夾具高度相同，為防止?jié)茶T時錫液溢出，一個夾持長 度應小于澆鑄模具高度。
[0046] 第一步鋼絲散開、第三步鋼絲折彎、第四步壓縮機壓制、放入模具中澆鑄鋼絞線試 樣兩個端部散開的鋼絲不能交叉，前后左右鋼絲不能相互接觸，這主要是使鋼絞線試樣兩 端的所有鋼絲都均勻受力，再加特定的錫液澆鑄溫度，試驗時，繩頭牢固不易損壞，斷裂位 置離捆扎處(錫頭底部)遠，在拉力試驗機上受力最優(yōu)，最真實的反映了鋼絞線拉伸性能。
[0047] 鋼絞線試樣兩端繩頭澆鑄形狀由試驗機夾具決定。
[0048] 為將鋼絞線放入模具中，所述模具設置為可以分開的兩等分，模具底部設置有用 于供鋼絞線試樣穿過的開孔，且通過所述開孔能夠使放置于模具中的鋼絞線試樣的端部的 高度小于模具內(nèi)腔的深度。所述模腔底部開孔應能密封模具與鋼絞線試樣之間的間隙，防 止?jié)茶T時錫液泄露。所述模具下方具有空間，該空間具有可使鋼絞線試樣除位于模具中的 部分之外的部分無彎曲地下垂的高度。
[0049] 所述方法還包括回收并熔化完成拉伸試驗的試樣兩端的凝固錫塊，以再次用于澆 注的步驟。
[0050] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實施例范圍之中。
[0051 ] 實施例1
[0052] 通過如下方法測試鋼絞線的拉伸性能：
[0053] 第一步，對鋼絞線試樣兩端進行捆扎，捆扎位置分別距離鋼絞線試樣兩端兩個夾 持長度，每處捆扎至少纏繞5圈及以上，完成后將兩個端部散開，散開后的鋼絲不能相互交 叉，前后左右鋼絲不能相互接觸，如圖1所示。
[0054] 第二步，用500目及以上的砂紙對鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲進行磨制，直至每根 鋼絲露出金屬光澤面積達到60%以上，磨制后鋼絲表面不能有肉眼可見的浮銹、麻坑等缺 陷，允許有回火顏色。
[0055] 第三步，用鋼筋彎曲機對試樣兩端散開的鋼絲進行折彎，彎曲角度約為180度，彎 芯直徑為30mm以上。當鋼絞線試樣的鋼絲數(shù)量大于7根時，只對外圍鋼絲進行折彎，折彎后 將內(nèi)圍鋼絲去掉一個夾持長度。折彎后鋼絲不能相互交叉，前后左右鋼絲不能相互接觸，如 圖2所示。
[0056] 第四步，用壓縮機對試樣兩端折彎后的鋼絲進行壓制，直至試樣兩端能夠放置于 澆鑄磨具中，鋼絲不能相互交叉，前后左右鋼絲不能相互接觸。
[0057] 第五步，清洗鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲，先用酒精對鋼絲進行清洗，清除表面油 污、鐵削等異物，接著用流水對兩端鋼絲進行沖洗，每根鋼絲至少沖洗一遍，最后將清洗完 成的鋼絞線試樣兩端的鋼絲進行晾干。
[0058] 第六步，打開高溫爐，將錫塊放入，啟動高溫爐加熱裝置，開始加熱，待高溫爐溫度 達到630°C，爐中錫塊完全熔融，開始保溫，保溫時間至少15分鐘，保溫完成后獲得澆鑄用錫 液。
[0059]第七步，用錫液對鋼絞線試樣兩端進行澆鑄，控制澆鑄溫度為235~400°C，制得端 部帶有凝固錫塊的鋼絞線拉伸試樣。將所述鋼絞線試樣兩個端部中的一個放置于模具之 中，向模具中注入錫液，待錫液凝固后取出，將所述兩個端部中的另一個放置于模具之中， 向模具中注入錫液，待錫液凝固后取出，得到端部帶有凝固錫塊的鋼絲繩試樣，如圖3所示。 所述放置于模具之中鋼絞線試樣兩個端部小于模具內(nèi)腔高度。
[0060] 第八步，將澆鑄好的鋼絞線試樣兩端繩頭自然冷卻至常溫，冷卻時間至少24小時 以上。
[0061] 第九步，達到規(guī)定冷卻時間，且鋼絞線試樣兩端繩頭變?yōu)槌睾?，對鋼絞線試樣進 行拉伸試驗。試驗結(jié)果如表1。
[0062] 第十步，將試驗完后的鋼絞線試樣兩端的錫頭鋸下，待下一次試驗時放入高溫爐 中，撈出繩頭，錫液繼續(xù)使用。
[0063]某預應力鋼絞線結(jié)構(gòu)1 X 7，公稱直徑15.20mm，強度級別為1670MPa，其標準規(guī)定值 為：抗拉強度Rm彡1670MPa;整根鋼絞線的最大力Fm彡234KN，規(guī)定非比例延伸力Fpq. 2彡 211KN，最大力總伸長率Agt>3.5%。試驗結(jié)果如下：
[0064]表 1
[0066] 在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明實施例1的方法，斷裂部位距離夾持部分較遠，而 采用直接夾持和專利201210091982.0的方法，鋼絞線從夾持部分斷裂。
[0067] 由表1可知，采用本方法獲得的拉伸性能明顯優(yōu)于直接夾持法和專利 201210091982.0 的方法。
[0068] 綜上所述，本發(fā)明的一種鋼絞線拉伸試驗方法能夠簡化檢測步驟、降低檢測成本、
【主權(quán)項】
1. 一種鋼絞線拉伸試驗方法，采用拉伸試驗機測定鋼絞線試樣的拉伸性能，其特征在 于:用錫液對鋼絞線試樣兩端進行澆鑄，控制澆鑄時錫液的溫度為235~400°C，制得端部帶 有凝固錫塊的鋼絞線拉伸試樣，其凝固錫塊與試驗機夾具匹配。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于:在澆鑄前，對鋼絞線 試樣兩端依次進行如下處理： 1) 對鋼絞線試樣兩端進行捆扎，完成后將兩個端部散開； 2) 對鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲進行磨制； 3) 在鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲的中點進行折彎； 4) 對鋼絞線試樣兩端折彎后的鋼絲進行壓制，直至試樣兩端能夠放置于澆鑄模具中， 且每根鋼絲不相互接觸； 5) 清洗鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于：步驟1)中，捆扎位置 分別距離鋼絞線試樣兩端兩個夾持長度，每處捆扎至少纏繞5圈及以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于:步驟2)中用砂紙 對兩端散開的鋼絲進行磨制，直至每根鋼絲露出金屬光澤面積達60 %以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求2~4任一項所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于:步驟3)中， 用鋼筋彎曲機對試樣兩端散開的鋼絲進行折彎，彎曲角度大于120度，且同一鋼絲的彎折部 分與未彎折部分不相互接觸，彎芯直徑為30mm以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于：步驟3)中，所述鋼絞 線試樣的鋼絲數(shù)量大于7根時，只對外圍鋼絲進行折彎，折彎后將內(nèi)圍鋼絲去掉一個夾持長 度。7. 根據(jù)權(quán)利要求2~6任一項所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于:步驟5)中， 采用如下方法清洗鋼絞線試樣兩端散開的鋼絲:首先用酒精對鋼絲進行清洗，清除表面油 污和鐵削;接著用流水對兩端鋼絲進行沖洗，每根鋼絲至少沖洗一遍;最后將清洗完成的鋼 絞線試樣兩端的鋼絲進行晾干。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于:所述澆鑄 包括如下步驟:將所述鋼絞線試樣兩個端部中的一個放置于模具之中，向模具中注入錫液， 待錫液凝固后取出，將所述兩個端部中的另一個放置于模具之中，向模具中注入錫液，待錫 液凝固后取出，得到端部帶有凝固錫塊的鋼絞線試樣。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于:所述錫液 通過下列步驟獲得:首先，打開高溫爐，將錫塊放入;接著啟動高溫爐加熱裝置，開始加熱； 最后，待高溫爐溫度達到630°C，爐中錫塊完全熔融，開始保溫，保溫時間至少15分鐘，即獲 得澆鑄用錫液。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項所述的一種鋼絞線拉伸試驗方法，其特征在于：回收并熔 化完成拉伸試驗的鋼絞線試樣兩端的凝固錫塊，再次用于澆鑄的步驟。
【文檔編號】G01N1/28GK105928790SQ201610544360
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】吳偉
【申請人】攀鋼集團研究院有限公司