CN101979762B - 磷化涂层钢丝绳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳产品，通过对制绳钢丝磷化处理，在制绳钢丝表面形成磷化膜，以此改善钢丝绳内部钢丝之间的润滑条件，减缓钢丝间因相互摩擦而引起的磨损，并提高钢丝的防腐蚀能力，从而延长钢丝绳使用寿命。

Description

磷化涂层钢丝绳

技术领域

本发明涉及一种钢丝绳产品，具体的说是使用表面有磷化膜涂层的制绳钢丝捻制的钢丝绳产品。

背景技术

钢丝绳术语、标记和分类GB/T8706-2006的2.6.1条款：至少由两层钢丝或多个股围绕一个中心或一个绳芯螺旋捻制而成的结构被称为钢丝绳，分为单捻钢丝绳和多股钢丝绳。多股钢丝绳由股和绳芯捻制而成，钢丝绳绳芯包括纤维芯、钢芯、固态聚合物芯和复合材料绳芯，股由钢丝或者由钢丝与纤维芯、固态聚合物芯、复合材料芯捻制而成。

制绳用钢丝生产流程为：盘条或钢丝→热处理→拉拔前表面准备→冷拉→镀层

钢丝绳生产流程为：制绳钢丝→捻股或钢芯→捻制钢丝绳

制造钢丝绳所使用的制绳钢丝包括优质碳素钢丝和合金钢丝，还包括使用热镀、电镀方法获得的在钢丝表面镀锌、镀铝、镀锌铝合金等镀层的钢丝。制绳用钢丝是通过冷拉生产的，主要生产工序包括热处理、拉拔前的表面准备、冷拉等，在拉拔前的表面准备工序，磷化处理是钢丝涂层方法之一。金属磷化是将金属与稀磷酸或酸性磷酸盐溶液发生化学、电化学反应并在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐覆盖膜的过程，也被称为金属的磷酸盐转化膜、磷酸盐膜，简称磷化膜。由于磷化膜与钢丝基体结合牢固，且磷化膜具有多孔性，因而它是钢丝拉拔过程中润滑剂的优良载体，可以降低拉拔时钢丝与模具间的摩擦系数。优质碳素钢丝为了获得强度与韧性的最佳组合，中、高碳制绳钢丝冷拉总减面率一般控制在72-86％之间，徐效谦、阴少芬主编《特殊钢钢丝》一书，冶金工业出版社2005年3月第1版，第256页至259页对此有详细论述。随着钢丝拉拔的进行，钢丝直径逐渐减小，单位质量钢丝的表面积逐渐增加，以总减面率72％和86％的钢丝为例，每吨钢丝拉拔后表面积分别是拉拔前的1.889倍和2.672倍。拉拔前表面准备时在钢丝表面形成的磷化膜，随着钢丝单位质量表面积的增加而使磷化膜膜重大幅度降低，总减面率越大则膜重降低的越多，磷化膜随着钢丝一起发生塑性变形过程中，一部分磷化膜被磨损刮擦脱落，使用水箱拉丝机时，由于钢丝与塔轮间有相对滑动，磷化膜脱落的尤其严重，钢丝表面的残存磷化膜孔隙也被拉拔用润滑剂充填和覆盖，干式拉丝尤其严重。

大多数品种钢丝绳产品，钢丝绳内钢丝表面涂覆一层钢丝绳用润滑脂，极少量品种的钢丝绳产品受使用条件的限制，在钢丝表面不涂覆钢丝绳用润滑脂。润滑脂在捻股或者捻制钢丝绳工序进行涂覆，钢丝绳润滑脂在钢丝绳内部钢丝之间起到润滑和减缓钢丝锈蚀速度的作用，润滑的失效将导致钢丝绳内部钢丝之间摩擦加剧，并在钢丝绳使用过程中发生微动磨损，钢丝在失去润滑脂的保护之后会很快锈蚀，磨损与锈蚀是导致钢丝绳损坏失效的原因之一。涂覆在钢丝表面的钢丝绳润滑脂的数量多少受润滑脂物理、化学性能和钢丝表面状态及涂覆条件的影响，而润滑脂涂覆量的大小直接影响对钢丝的润滑和防腐效果。

现有技术使用光面钢丝、镀锌、镀铝及其合金钢丝直接捻制钢丝绳、股绳和钢芯，由于冷拉光面钢丝表面光洁度极高，镀锌、镀铝及其合金钢丝表面也非常光滑，对润滑脂的吸附能力较低，所以对制绳钢丝表面进行处理，提高其对润滑脂的吸附能力，是提高钢丝绳内部钢丝间润滑效果和钢丝防腐蚀能力的方法之一。

钢丝绳、制绳钢丝现在执行的国家标准、冶金行业标准中，包括GB/T8919-1996制绳用钢丝、GB8904-88电梯钢丝绳用钢丝、GB8903-2005电梯用钢丝绳、GB8918-2006重要用途钢丝绳、GB/T9944-2002不锈钢丝绳、GB/T20067-2006粗直径钢丝绳、GB/T20118-2006一般用途钢丝绳、GB/T20119-2006平衡用扁钢丝绳、GB/T12753-2008输送带用钢丝绳、GB/T14451-2008操纵用钢丝绳、GB/T12756-1991胶管用钢丝绳、GB/T16269-1996面接触钢丝绳、YB/T5198-2004电梯钢丝绳用钢丝、YB/T5196-2005飞机操纵用钢丝绳、YB/T5295-2006密封钢丝绳、YB/T5359-2006面接触钢丝绳、YB/T5197-2005航空用钢丝绳、YB/T5343-2006制绳用钢丝，上述标准没有任何条款的内容涉及到钢丝绳内制绳钢丝的磷化膜膜重要求。

发明内容

本发明的目的在于通过对制绳钢丝进行表面涂层，增加对钢丝绳润滑脂的储存量，从而改善钢丝绳内部钢丝之间的润滑条件，减缓钢丝间因相互摩擦而引起的磨损，并提高钢丝的防腐蚀能力，从而延长钢丝绳使用寿命。

本发明的目的通过下面技术方案予以实现。

将制绳用钢丝磷化处理，在钢丝表面得到磷化膜，钢丝包括优质碳素钢丝和合金钢丝，也包括使用热镀、电镀方法获得的镀锌、镀铝、镀锌铝合金镀层的钢丝。

制绳用钢丝表面磷化膜膜重控制在3-60g/m²之间，磷化膜膜重是金属磷化处理的最重要技术指标，膜重大小直接关系到捻制后钢丝绳内钢丝间的润滑效果和防腐蚀能力，磷化膜膜重按照GB/T9792-2003金属材料上的转化膜单位面积膜质量的测定重量法进行测定。

制绳用钢丝磷化处理后即对钢丝取样测定磷化膜膜重，使用磷化膜膜重符合要求的钢丝捻制股和钢芯及钢丝绳。

制绳用钢丝磷化处理后再进行总减面率≤50％的冷拉，对冷拉后的制绳钢丝取样测定磷化膜膜重，使用磷化膜膜重符合要求的钢丝捻制股和钢芯及钢丝绳，这里的总减面率计算，钢丝拉拔前的原始横截面积按磷化时的钢丝直径计算。

对完成捻制的成品钢丝绳进行拆股检验，拆股后对其中的制绳钢丝测定磷化膜膜重，膜重应符合要求。

磷化膜本身即具有非常良好的电绝缘性和改善金属表面摩擦性能促进滑动的性质，磷化膜的存在可以提高制绳钢丝的耐蚀、耐磨能力，由于磷化膜具有多孔性，制绳用钢丝磷化处理后涂覆钢丝绳润滑脂，润滑脂可以渗入磷化膜孔隙之间，有利于在钢丝绳内部制绳钢丝表面储存更多的润滑脂，磷化膜与润滑脂的共同作用可以有效提高钢丝绳内部制绳钢丝间的润滑效果和防腐蚀能力，磷化涂层可以提高钢丝的耐磨能力。

具体实施方式

磷化涂层钢丝绳生产流程1

制绳用钢丝→磷化处理→测定磷化膜膜重→捻股或钢芯→捻制钢丝绳

磷化涂层钢丝绳生产流程2

制绳用钢丝→磷化处理→总减面率≤50％的冷拉→测定磷化膜膜重→捻股或钢芯→捻制钢丝绳

按上述生产流程组织生产即可，生产流程1是最佳生产工艺，应优先采用。

金属的磷化按照磷化液成分分为碱金属磷化、铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化、锌钙系磷化、锌锰系磷化和有机磷化等，而且钢丝绳品种众多、用途广泛，根据钢丝绳内部钢丝直径、钢丝材质、钢丝绳用途和使用条件等因素确定制绳用钢丝的磷化方式和方法，由于金属磷化过程中有析氢现象，磷化处理后需要对制绳钢丝进行除氢处理，防止氢脆现象的发生，可以对磷化膜进行钝化处理。

Claims (3)

1.磷化涂层钢丝绳，包括单捻钢丝绳和多股钢丝绳，多股钢丝绳由股和绳芯捻制而成，钢丝绳绳芯包括纤维芯、钢芯、固态聚合物芯和复合材料绳芯，股由钢丝或者由钢丝与纤维芯、固态聚合物芯、复合材料芯捻制而成，制绳用钢丝包括优质碳素钢丝和合金钢丝，也包括使用热镀、电镀方法获得的镀锌、镀铝、镀锌铝合金镀层的钢丝，其特征在于：对制绳用钢丝进行磷化处理，在钢丝表面形成磷化膜，并将制绳钢丝表面磷化膜的膜重控制在3-60g/m²之间。

2.根据权利要求1所述的磷化涂层钢丝绳，其特征在于：制绳钢丝磷化处理后即对钢丝取样测定磷化膜膜重，使用磷化膜膜重符合要求的钢丝捻制股和钢芯及钢丝绳。

3.根据权利要求1所述的磷化涂层钢丝绳，其特征在于：制绳钢丝磷化处理后再进行总减面率≤50％的冷拉，对冷拉后的制绳钢丝取样测定磷化膜膜重，使用磷化膜膜重符合要求的钢丝捻制股和钢芯及钢丝绳。

4.根据权利要求1所述的磷化涂层钢丝绳，其特征在于：对完成捻制的成品钢丝绳进行拆股检验，拆股后对其中的制绳钢丝测定磷化膜膜重，膜重应符合要求。