我国锻打钢丝绳的研发

我国锻打钢丝绳的研发

面接触钢丝绳是20世纪50年代国际上出现的一种新型结构钢丝绳。钢丝绳中钢丝之间呈面接触状态，与同规格、同强度的点接触、线接触钢丝绳相比较，接触面大，股中钢丝的接触应力降低，钢丝绳的金属密度系数增大，具有耐磨、承载能力大，抗疲劳性能好、使用寿命长等优点，是国内外线材制品行业优先发展的高效、优质钢丝绳品种之一。

目前生产面接触钢丝绳的方法有整体模拉拔、辊模拉拔和锻打等方法。锻打 (模锻)法是目前国外工业发达国家生产优质结构―面接触钢丝绳的主要方法之一，也是美国石油协会APl9A一1995钢丝绳规范推荐的生产方法。该规范举例列出3*19S锻打(模锻)钢丝绳、6*26W锻打 (模锻)钢丝绳。

咸阳石油钢管钢绳有限责任公司常 亚峰、魏朝晖撰写的科技论文“面接触钢 丝绳生产的新方法”中指出：根据对模拉、锻打和轧制3种生产方法试验结果和股在这几种方法中受力状况的分析表明： 1)在相同变形下，表面质量从高到低依次为锻打、整体模拉拔、轧制、辊模拉拔。 2)股中残余应力从高到低依次为整体模拉拔、辊模拉拔、轧制和锻打。3)从钢丝拆股试验的结果可以看出，钢丝扭转值从高到低依次为锻打、轧制、辊模和整体模拉拔。

钢丝绳经过锻打后序变形工艺，可以消除钢丝绳股与股、丝与丝之间的应力和不均匀性，增加彼此间的接触面积，减少内部摩擦及相对运动，从而提高其疲劳寿命。

国家金属制品质量监督检验中心以大 量数据分析了材质、结构、强度、韧性、绳 芯、预变形处理、涂油、滑轮、张力等诸多因 素对钢丝绳疲劳寿命的影响，得出：在其他 技术参数和试验参数相同的条件下，经过 锻打的钢丝绳疲劳寿命比不锻打的钢丝绳 高93％-225％，其部分对比数据见表1。

表1 锻打与不锻打钢丝绳的疲劳寿命

从表1可以看出，在其他技术参数和试验参数相同的条件下，经过锻打的 No．32钢丝绳的疲劳寿命比不锻打的 No．31钢丝绳高93％。同样经过锻打的 No．28、No．29钢丝绳的疲劳寿命也远远优于未经锻打的No．30钢丝绳。钢丝绳经过预变形处理包括预张拉、压实、锻打等工艺，可以减少乃至消除钢丝绳中股与股、丝与丝之间的应力和不均匀性，增加彼此间的接触面积，减少内摩擦及相对运动，从而提高疲劳寿命。

美国石油协会APl9A一1995钢丝绳 规范指出：“……压实(模锻)钢丝绳一般 具有好的抗磨性、抗挤压性和高的拉力， 但弯曲疲劳寿命可能由于压实加工方法 而降低。”

目前，在全国具有一定规模的线材制品企业中，仅有天津市第一钢丝绳有限公司和咸阳石油钢管钢绳有限责任公司等少数企业具有生产、研发锻打钢丝绳的能力和条件。天津市第一钢丝绳有限公司从日本进口的锻打钢丝绳设备，可锻打10~40mm钢丝绳，曾用于电梯钢丝绳的生产。

咸阳石油钢管钢绳有限责任公司根据用户要求，依据企业内控技术标准―锻打钢丝绳技术条件，生产石油、矿山、冶金、建筑、林业等领域抽汲、矿井提升、起重、运输、牵引作业用3*19Sφ13．0~22．0mm，矿井提升、起重、运输、牵引设备使用的6*7+ SFφ9．~29．0mm的锻打钢丝绳。

咸阳石油钢管钢绳有限责任公司生产的锻打钢丝绳在长庆油田、四川油田、靖远矿务局等企业使用效果良好，使用寿命是普通结构钢丝绳的2-3倍，克服了钢丝绳在抽汲中易打扭现象。此类钢丝绳耐磨、不松散、使用寿命长。锻打钢丝绳的优良性能逐渐被用户了解、认可，有进一步扩大应用范围、增加用量的发展态势。近期抚顺矿务局、窑街煤电有限责任公司都有订货、试用的意向(抚顺矿务局从澳大利亚进口的6T*7―32mm钢丝绳平均使用寿命为2年)。

我国锻打钢丝绳的研发正处于起始阶段，锻打工艺科学合理的技术参数有待在实践中验证、确定，锻打工艺对弯曲疲劳寿命的影响依然需要探讨。国产设备的能力有待提高，设备系列化问题有待解决，锻打钢丝绳的适用范围也有待科学划定。

中国煤炭物产集团教授级高工赵忠海在1998年4月申报了《锻打式柔性一体型抽油杆》专利，认为这种抽油杆具有投资少、见效快、市场前景好的优点。但迄今为止，锻打式柔性一体型抽油杆尚未能转化为产品投入试用，专利的可行性、适用性有待实践验证。