一种高强度钢丝绳及其制备方法与流程

15分钟，轧制完成后将材料转移至拉丝机内，利用拉丝机通过一道或者数道拉伸磨具的模孔，将金属导体在高温下拉成金属丝，在35℃-45℃的条件下，将金属丝表面打磨光滑，然后在200℃-300℃的温度下进行初步退火处理，且初步退火时间为30-50秒，完成后，使其截面减小、长度增加、强度提高形成铜单丝，由超细软铜单丝绞合，绞合后的铜单丝外编织铜丝形成编织钢丝，将钢丝用适量的去离子水对其表面进行清洗，然后将清洗后的钢丝放置于烘干箱中进行烘干，烘干温度控制在60℃-80℃，烘干的时间为20-40分钟，使其表面的水分完全烘干，然后将烘干完成的钢丝取出，放置于室温；
12.s3、绝缘层原料的制备：将玻璃纤维增强聚丙烯复合废料通过粉碎机粉碎为0.8mm的玻璃纤维增强聚丙烯颗粒，然后选取适量的酚醛树脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和丙酮，将其倒进装有玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的搅拌机中，启动搅拌机，将搅拌机内部的温度设置为190℃-220℃，搅拌的时间为1-2小时，使其原料充分混合均匀，然后加入适量的聚乙烯、抗氧化剂和抗老剂，继续进行搅拌混合，然后将混合料加入到开炼机中，混炼均匀后转移至双螺杆挤出机中挤出，用真空平板硫化机加热物料至155℃，即可得到绝缘层原料，在s2外采用挤出涂覆或喷涂方式形成外股层；
13.s4、保护层的制备：将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、纳米sio2、al2o3颗粒、固化剂、促进剂、分散剂按比例投入容器中，加热搅拌至混合均匀，在阻燃层外采用挤出涂覆或喷涂方式形成钢丝绳的外层保护层，在阻燃层的内壁填充进填充材料，形成填充层，烘干30分钟获得所述耐腐蚀耐磨的钢丝绳。
14.优选的，所述促进剂为二正丁基二硫化氨基甲酸锌、乙撑硫脲、二硫化四甲基秋兰姆的一种或多种。
15.有益效果
16.本发明提供了一种高强度钢丝绳及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该高强度钢丝绳及其制备方法，通过原料的加入使得钢丝绳具有很强的延展性能，在弯折时可以很好的保护电缆芯不被损坏，多层缠绕钢丝绳的制备方法，减少了钢丝拉拔时的残余拉拔应力，消除了捻股时的股的捻制应力，保证了钢丝绳拥有良好的力学性能，破断拉力也相应的得到了提高，同时充分保证钢丝绳各股变形的均匀性，提高钢丝绳的不松散性能，保证各层股均匀紧密地包捻，防止产生内、外层分离，使得抗挤压性能以及阻旋转性能也相应提高，同时钢丝绳也具有良好的耐磨以及耐腐蚀等性能。因而提高了钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在使用过程中体现出优良的性能。
附图说明
17.图1为本发明结构的立体图；
18.图2为本发明结构的截面图。
19.图中：1-保护层、2-外股层、21-钢丝、22-绝缘层、3-内股层、31-纤维丝、4-阻燃层、5-填充层。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种高强度钢丝绳，包括保护层1、外股层2和内股层3，内股层3设置在保护层1的中部，保护层1的内壁且位于外股层2的表面包裹有阻燃层4，阻燃层4的内部且位于外股层2与内股层3的外部设置有填充层5。
22.本发明中，外股层2包括钢丝21，钢丝21的表面包覆有绝缘层22，外股层2的数量设置有七个。
23.本发明中，内股层3包括三根纤维丝31，纤维丝31采用螺旋交捻方式构成内股层3。
24.本发明中，内股层3与外股层2之间紧密包捻，为面接触方式，各外股层2之间也为面接触。
25.本发明还公开了一种高强度钢丝绳的制备方法，具体包括以下实施例：
26.实施例一
27.s1、纤维丝31的制备：将芳纶纤维通过机器纺成芳纶纤维纱，再将芳纶纤维纱纺成芳纶纤维丝31，将超高分子量聚乙烯纤维通过机器纺成超高分子量聚乙烯纤维纱，再将超高分子量聚乙烯纤维纱纺成超高分子量聚乙烯纤维丝31，采用螺旋交捻方式构成内股层3；
28.s2、钢丝21的制备：将铜板作为原材料，放置在熔炼炉中进行熔炼，待铜板完全熔化后，将熔融状态下的铜水注入轧制机中自然冷却2.5小时后进行轧制，轧制时间控制在13分钟，轧制完成后将材料转移至拉丝机内，利用拉丝机通过一道或者数道拉伸磨具的模孔，将金属导体在高温下拉成金属丝，在340℃的条件下，将金属丝表面打磨光滑，然后在250℃的温度下进行初步退火处理，且初步退火时间为40秒，完成后，使其截面减小、长度增加、强度提高形成铜单丝，由超细软铜单丝绞合，绞合后的铜单丝外编织铜丝形成编织钢丝21，将钢丝21用适量的去离子水对其表面进行清洗，然后将清洗后的钢丝21放置于烘干箱中进行烘干，烘干温度控制在70℃，烘干的时间为30分钟，使其表面的水分完全烘干，然后将烘干完成的钢丝21取出，放置于室温；
29.s3、绝缘层22原料的制备：将玻璃纤维增强聚丙烯复合废料通过粉碎机粉碎为0.8mm的玻璃纤维增强聚丙烯颗粒，然后选取适量的酚醛树脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和丙酮，将其倒进装有玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的搅拌机中，启动搅拌机，将搅拌机内部的温度设置为205℃，搅拌的时间为1.5小时，使其原料充分混合均匀，然后加入适量的聚乙烯、抗氧化剂和抗老剂，继续进行搅拌混合，然后将混合料加入到开炼机中，混炼均匀后转移至双螺杆挤出机中挤出，用真空平板硫化机加热物料至155℃，即可得到绝缘层22原料，在s2外采用挤出涂覆或喷涂方式形成外股层2；
30.s4、保护层1的制备：将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、纳米sio2、al2o3颗粒、固化剂、促进剂、分散剂按比例投入容器中，加热搅拌至混合均匀，在阻燃层4外采用挤出涂覆或喷涂方式形成钢丝绳的外层保护层1，在阻燃层4的内壁填充进填充材料，形成填充层5，烘干30分钟获得耐腐蚀耐磨的钢丝绳。
31.实施例二
32.s1、纤维丝31的制备：将芳纶纤维通过机器纺成芳纶纤维纱，再将芳纶纤维纱纺成芳纶纤维丝31，将超高分子量聚乙烯纤维通过机器纺成超高分子量聚乙烯纤维纱，再将超高分子量聚乙烯纤维纱纺成超高分子量聚乙烯纤维丝31，采用螺旋交捻方式构成内股层3；
33.s2、钢丝21的制备：将铜板作为原材料，放置在熔炼炉中进行熔炼，待铜板完全熔化后，将熔融状态下的铜水注入轧制机中自然冷却2小时后进行轧制，轧制时间控制在10分钟，轧制完成后将材料转移至拉丝机内，利用拉丝机通过一道或者数道拉伸磨具的模孔，将金属导体在高温下拉成金属丝，在35℃的条件下，将金属丝表面打磨光滑，然后在200℃的温度下进行初步退火处理，且初步退火时间为30秒，完成后，使其截面减小、长度增加、强度提高形成铜单丝，由超细软铜单丝绞合，绞合后的铜单丝外编织铜丝形成编织钢丝21，将钢丝21用适量的去离子水对其表面进行清洗，然后将清洗后的钢丝21放置于烘干箱中进行烘干，烘干温度控制在60℃，烘干的时间为20分钟，使其表面的水分完全烘干，然后将烘干完成的钢丝21取出，放置于室温；
34.s3、绝缘层22原料的制备：将玻璃纤维增强聚丙烯复合废料通过粉碎机粉碎为0.8mm的玻璃纤维增强聚丙烯颗粒，然后选取适量的酚醛树脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和丙酮，将其倒进装有玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的搅拌机中，启动搅拌机，将搅拌机内部的温度设置为190℃，搅拌的时间为1小时，使其原料充分混合均匀，然后加入适量的聚乙烯、抗氧化剂和抗老剂，继续进行搅拌混合，然后将混合料加入到开炼机中，混炼均匀后转移至双螺杆挤出机中挤出，用真空平板硫化机加热物料至155℃，即可得到绝缘层22原料，在s2外采用挤出涂覆或喷涂方式形成外股层2；
35.s4、保护层1的制备：将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、纳米sio2、al2o3颗粒、固化剂、促进剂、分散剂按比例投入容器中，加热搅拌至混合均匀，在阻燃层4外采用挤出涂覆或喷涂方式形成钢丝绳的外层保护层1，在阻燃层4的内壁填充进填充材料，形成填充层5，烘干30分钟获得耐腐蚀耐磨的钢丝绳。
36.实施例三
37.s1、纤维丝31的制备：将芳纶纤维通过机器纺成芳纶纤维纱，再将芳纶纤维纱纺成芳纶纤维丝31，将超高分子量聚乙烯纤维通过机器纺成超高分子量聚乙烯纤维纱，再将超高分子量聚乙烯纤维纱纺成超高分子量聚乙烯纤维丝31，采用螺旋交捻方式构成内股层3；
38.s2、钢丝21的制备：将铜板作为原材料，放置在熔炼炉中进行熔炼，待铜板完全熔化后，将熔融状态下的铜水注入轧制机中自然冷却3小时后进行轧制，轧制时间控制在15分钟，轧制完成后将材料转移至拉丝机内，利用拉丝机通过一道或者数道拉伸磨具的模孔，将金属导体在高温下拉成金属丝，在45℃的条件下，将金属丝表面打磨光滑，然后在300℃的温度下进行初步退火处理，且初步退火时间为50秒，完成后，使其截面减小、长度增加、强度提高形成铜单丝，由超细软铜单丝绞合，绞合后的铜单丝外编织铜丝形成编织钢丝21，将钢丝21用适量的去离子水对其表面进行清洗，然后将清洗后的钢丝21放置于烘干箱中进行烘干，烘干温度控制在80℃，烘干的时间为40分钟，使其表面的水分完全烘干，然后将烘干完成的钢丝21取出，放置于室温；
39.s3、绝缘层22原料的制备：将玻璃纤维增强聚丙烯复合废料通过粉碎机粉碎为0.8mm的玻璃纤维增强聚丙烯颗粒，然后选取适量的酚醛树脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和丙酮，将其倒进装有玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的搅拌机中，启动搅拌机，将搅拌机内部的温度设置为220℃，搅拌的时间为2小时，使其原料充分混合均匀，然后加入适量的聚乙烯、抗氧化剂和抗老剂，继续进行搅拌混合，然后将混合料加入到开炼机中，混炼均匀后转移至双螺杆挤出机中挤出，用真空平板硫化机加热物料至155℃，即可得到绝缘层22原
料，在s2外采用挤出涂覆或喷涂方式形成外股层2；
40.s4、保护层1的制备：将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、纳米sio2、al2o3颗粒、固化剂、促进剂、分散剂按比例投入容器中，加热搅拌至混合均匀，在阻燃层4外采用挤出涂覆或喷涂方式形成钢丝绳的外层保护层1，在阻燃层4的内壁填充进填充材料，形成填充层5，烘干30分钟获得耐腐蚀耐磨的钢丝绳。
41.本发明中，促进剂为二正丁基二硫化氨基甲酸锌、乙撑硫脲、二硫化四甲基秋兰姆的一种或多种。
42.对比实验
43.某钢丝绳生产工厂对由实施例1、实施例2、实施例3分别制作出来的电缆以及市场上通用的钢丝绳同时进行有拉伸强度、耐磨性和弯曲强度进行检测工作，并在相同的时间以及条件下进行操作，在检测的过程中，同时统计数据并制作统计表图。
[0044][0045]
有上表可知，本发明制备的钢丝绳通过原料的加入使得钢丝绳具有很强的延展性能，在弯折时可以很好的保护电缆芯不被损坏，多层缠绕钢丝绳的制备方法，减少了钢丝拉拔时的残余拉拔应力，消除了捻股时的股的捻制应力，保证了钢丝绳拥有良好的力学性能，破断拉力也相应的得到了提高，同时充分保证钢丝绳各股变形的均匀性，提高钢丝绳的不松散性能，保证各层股均匀紧密地包捻，防止产生内、外层分离，使得抗挤压性能以及阻旋转性能也相应提高，同时钢丝绳也具有良好的耐磨以及耐腐蚀等性能。因而提高了钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在使用过程中体现出优良的性能。
[0046]
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
[0047]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0048]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种高强度钢丝绳，包括保护层(1)、外股层(2)和内股层(3)，其特征在于：所述内股层(3)设置在保护层(1)的中部，所述保护层(1)的内壁且位于外股层(2)的表面包裹有阻燃层(4)，所述阻燃层(4)的内部且位于外股层(2)与内股层(3)的外部设置有填充层(5)。2.根据权利要求1所述的一种高强度钢丝绳，其特征在于：所述外股层(2)包括钢丝(21)，所述钢丝(21)的表面包覆有绝缘层(22)，所述外股层(2)的数量设置有七个。3.根据权利要求1所述的一种高强度钢丝绳，其特征在于：所述内股层(3)包括三根纤维丝(31)，所述纤维丝(31)采用螺旋交捻方式构成所述内股层(3)。4.根据权利要求1所述的一种高强度钢丝绳，其特征在于：所述内股层(3)与所述外股层(2)之间紧密包捻，为面接触方式，各所述外股层(2)之间也为面接触。5.根据权利要求1-4所述的任意一种高强度钢丝绳，其制备方法具体包括以下步骤：s1、纤维丝(31)的制备：将芳纶纤维通过机器纺成芳纶纤维纱，再将芳纶纤维纱纺成芳纶纤维丝(31)，将超高分子量聚乙烯纤维通过机器纺成超高分子量聚乙烯纤维纱，再将所述超高分子量聚乙烯纤维纱纺成超高分子量聚乙烯纤维丝(31)，采用螺旋交捻方式构成所述内股层(3)；s2、钢丝(21)的制备：将铜板作为原材料，放置在熔炼炉中进行熔炼，待铜板完全熔化后，将熔融状态下的铜水注入轧制机中自然冷却2-3小时后进行轧制，轧制时间控制在10-15分钟，轧制完成后将材料转移至拉丝机内，利用拉丝机通过一道或者数道拉伸磨具的模孔，将金属导体在高温下拉成金属丝，在35℃-45℃的条件下，将金属丝表面打磨光滑，然后在200℃-300℃的温度下进行初步退火处理，且初步退火时间为30-50秒，完成后，使其截面减小、长度增加、强度提高形成铜单丝，由超细软铜单丝绞合，绞合后的铜单丝外编织铜丝形成编织钢丝(21)，将钢丝(21)用适量的去离子水对其表面进行清洗，然后将清洗后的钢丝(21)放置于烘干箱中进行烘干，烘干温度控制在60℃-80℃，烘干的时间为20-40分钟，使其表面的水分完全烘干，然后将烘干完成的钢丝(21)取出，放置于室温；s3、绝缘层(22)原料的制备：将玻璃纤维增强聚丙烯复合废料通过粉碎机粉碎为0.8mm的玻璃纤维增强聚丙烯颗粒，然后选取适量的酚醛树脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和丙酮，将其倒进装有玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的搅拌机中，启动搅拌机，将搅拌机内部的温度设置为190℃-220℃，搅拌的时间为1-2小时，使其原料充分混合均匀，然后加入适量的聚乙烯、抗氧化剂和抗老剂，继续进行搅拌混合，然后将混合料加入到开炼机中，混炼均匀后转移至双螺杆挤出机中挤出，用真空平板硫化机加热物料至155℃，即可得到绝缘层(22)原料，在s2外采用挤出涂覆或喷涂方式形成外股层(2)；s4、保护层(1)的制备：将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、纳米sio2、al2o3颗粒、固化剂、促进剂、分散剂按比例投入容器中，加热搅拌至混合均匀，在阻燃层(4)外采用挤出涂覆或喷涂方式形成钢丝绳的外层保护层(1)，在阻燃层(4)的内壁填充进填充材料，形成填充层(5)，烘干30分钟获得所述耐腐蚀耐磨的钢丝绳。6.根据权利要求5所述的一种高强度钢丝绳的制备方法，其特征在于：所述促进剂为二正丁基二硫化氨基甲酸锌、乙撑硫脲、二硫化四甲基秋兰姆的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种高强度钢丝绳，包括保护层、外股层和内股层，所述内股层设置在保护层的中部，所述保护层的内壁且位于外股层的表面包裹有阻燃层，所述阻燃层的内部且位于外股层与内股层的外部设置有填充层，本发明涉及钢丝绳技术领域。该高强度钢丝绳及其制备方法，通过原料的加入使得钢丝绳具有很强的延展性能，在弯折时可以很好的保护电缆芯不被损坏，多层缠绕钢丝绳的制备方法，减少了钢丝拉拔时的残余拉拔应力，消除了捻股时的股的捻制应力，保证了钢丝绳拥有良好的力学性能，破断拉力也相应的得到了提高，同时充分保证钢丝绳各股变形的均匀性，提高钢丝绳的不松散性能，保证各层股均匀紧密地包捻。股均匀紧密地包捻。股均匀紧密地包捻。


技术研发人员：崔泽濠 钱蕙
受保护的技术使用者：江苏盛屹金属科技有限公司
技术研发日：2023.07.18
技术公布日：2023/10/20