CN102051625A - 一种热镀锌钢丝的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热镀锌钢丝的生产方法，是将碳钢高线经铅淬火后，进行一次拉拔，再采用稀土热浸镀锌工艺进行中镀，在钢丝表面形成致密性好和耐腐蚀防锈性能好的热镀锌层，之后再进行高精度二次拉拔，使热镀锌钢丝的表面非常平滑光亮；再经除油水洗后用浓度为7～17毫升/升的三价铬酸酐化成液的水溶液浸渍15-20秒钟，再放置于阳光下或通风处直至自然干燥，或者空中放置50～60℃加热快速干燥，使热镀锌钢丝的热镀锌层表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜；再用浓度为50-300毫升/升的水溶性叻架油溶液浸渍10～15秒后，再空中放置于阳光下或通风处直至自然干燥，或者空中放置50～90℃加热快速干燥，使产品整个外表面再形成一层光亮致密、高耐腐蚀防变色的叻架涂膜层，使产品在户外环境下的使用寿命能达到10～15年以上，极大地延长了使用寿命和减少了人工降低了成本。

Description

一种热镀锌钢丝的生产方法

所属技术领域

本发明涉及一种热镀锌钢丝的生产方法，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

众所周知，目前国内外在金属材料加工技术领域生产/使用的镀锌钢丝主要有二种：一种是冷镀锌钢丝，一种是热镀锌钢丝。

冷镀锌钢丝，它是用碳钢高线进行拉拔生产，在生产中产品经拉拔成形，水洗、除油除锈、再水洗，冷镀锌后，将其放入三价铬酸化成液(即三氯化铬与硝酸的混合液，二者的容积比为：三氯化铬∶硝酸＝1∶0.8～1.2)的水溶液浸渍30～60秒，并在常温、常压下空中放置加热50～60℃直至干燥，使热镀锌钢丝表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜。其优点是表面平滑光亮、外观效果很好；但缺点也很突出，主要表现在几个方面：1)镀锌层很薄只有约30～80克/平方米，不能镀厚，若镀厚则镀锌层会很容易开裂和剥落，这导致钢丝产品在湿润或酸碱条件下很容易生锈，正常室外条件下使用1～3个月即会开始生锈；2)镀锌层很脆，若钢丝产品在受力弯曲状态使用时或受外力突然冲击变形时，镀锌层很容易开裂甚至剥落，镀锌层开裂或剥落后将使钢丝本体直接触及水或空气，这直接加速了钢丝产品的生锈；这种冷镀锌钢丝生产的产品使用寿命非常短，在室外基本只能使用一个生产季度；3)用三价铬酸化成液处理后加热干燥的温度要求严格控制在50～60℃，当干燥温度控制不好而超过70℃时，铬酸皮膜的耐腐蚀性能会急剧下降。

热镀锌钢丝是用碳钢高线进行拉拔生产，经拉拔成形并热浸镀锌后，再经水洗，用三价铬酸化成液(即三氯化铬与硝酸的混合液，二者的容积比为：三氯化铬∶硝酸＝1∶0.8～1.2)的水溶液浸渍30～60秒，并在常温、常压下空中放置加热50～60℃直至干燥，使热镀锌钢丝表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜。其优点是镀锌层可以镀得很厚，可达到约200～500克/平方米，且钢丝产品在受力弯曲状态使用时或受外力突然冲击变形时，镀锌层也不会开裂或剥落，使用寿命很长；缺点是：1)钢丝热浸镀锌过程中由于钢丝抖动、锌液面波动、镀锅中表面浮渣等原因造成在钢丝表面形成局部锌层堆积(俗称锌瘤)，及因部分锌氧化成氧化物和其他锌化合物所形成的锌灰沾附在钢丝锌层表面，从而使镀锌层表面坑坑洼洼很不平滑，表面暗淡没有光亮度，表面效果非常差；用这种热镀锌钢丝生产的产品由于外表难看吸引不了客人，销售效果不好；2)用三价铬酸化成液处理后加热干燥的温度要求严格控制在50～60℃，当干燥温度控制不好超过70℃时，铬酸皮膜的耐腐蚀性能会急剧下降。

发明内容

为了克服现有冷镀锌钢丝和热镀锌钢丝产品的不足，本发明提供一种热镀锌钢丝的生产方法，用本发明生产出的热镀锌钢丝产品能同时拥有冷镀锌钢丝和热镀锌钢丝的优点，但又完全避免了以上两种钢丝产品的缺点，钢丝热镀锌层表面非常平滑光亮又可高耐腐蚀防变色，其耐腐蚀防锈能力更强，它可使产品外表面非常漂亮且在户外环境下的使用寿命能达到10～15年以上，生产方便，非常经济实用。

本发明的生产方法步骤如下：

步骤1：将碳钢高线经铅淬火后，进行第一次拉拔，再将第一次拉拔后的钢丝再进行热浸镀锌工艺的稀土热镀锌，再将稀土热镀锌后的钢丝进行精度极高的第二次拉拔，形成表面非常平滑光亮的热镀锌钢丝；

步骤2：将步骤1加工后的热镀锌钢丝，先经除油并水洗后，再用温度在20～35℃的三价铬酸酐化成液的水溶液浸渍15-20秒钟，再放置于阳光下或通风处直至自然干燥，或空中放置50～60℃加热快速干燥，使热镀锌钢丝的热镀锌层表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜；

步骤3：将步骤2加工后已形成的三价游离铬酸皮膜的热镀锌钢丝，用20～35℃的叻架油水溶液浸渍10～15秒后，再空中放置于阳光下或通风处直至自然干燥，或空中放置50～90℃加热快速干燥，使产品整个外表面再形成一层光亮致密的叻架涂膜层；

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：稀土热镀锌为在锌镀液中添加一种或多种99.5％～99.99％Y2O3、99.5％～99.99％Dy2O3、99.5～99.99％Gd2O3稀土氧化物，锌镀液中一种或多种稀土氧化物的加入量和补加量为锌质量的0.005％～0.05％。

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：所述的第二次拉拔，是将中镀后的热镀锌钢丝再采用拉丝机进行再拉拔，并控制总压缩率＞96％d，拔丝模的润滑锥角度为45±2°、工作锥角度为8±2°、定径带长度0.1d～1.0d，拉拔过程中采用浓度为51-202毫升/升的乳化液做为润滑剂。所述的乳化液的配比为：乳化油∶三丹油∶水＝50～200∶1～2∶1000，并不断地向乳化液中添加乳化液，以控制乳化液的浓度为51-202毫升/升。

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：所述的三价铬酸酐化成液为三氯化铬与硝酸/碳酸钡的混合溶液，三者的重量比为：三氯化铬∶硝酸∶碳酸钡∶水＝5～15∶1∶1∶1000，并不断地向浸渍液中添加三价铬酸酐化成液，以控制三价铬酸酐化成液的水溶液的浓度为7～17毫升/升。

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：所述的叻架油水溶液为水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂的水溶液，二者的容积比为：水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂∶水＝50～300∶1000，并不断地向叻架油水溶液中添加水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂水溶液，以控制叻架油水溶液的浓度为50-300毫升/升。

本发明的有益效果：本发明的非常平滑光亮高耐腐蚀防变色的热镀锌钢丝，工艺简单，设计合理，生产更加方便，成本低廉经济实用，外观及使用效果非常好，同时具有了以前冷镀锌钢丝和热镀锌钢丝的优点且耐腐蚀防锈能力更强，不但钢丝的热镀锌层表面非常平滑光亮，镀锌层的厚度同样可达到约200～500克/平方米，且镀锌层的外表面又有铬酸皮膜和叻架涂膜层的双层保护，表面非常平滑光亮又可高耐腐蚀防变色，它可使产品在户外环境下的使用寿命能达到10～15年以上，极大地延长了使用寿命和减少了人工降低了成本。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是目前在金属加工技术领域生产和使用的热镀锌钢丝外形示意图

图2是目前在金属加工技术领域生产和使用的热镀锌钢丝剖面结构示意图

图3是用本发明生产方法生产的热镀锌钢丝外形示意图

图4是用本发明生产方法生产的热镀锌钢丝的剖面结构示意图

具体实施方式

实施例一

参看图3-4，本实施例是一种非常平滑光亮且高耐腐蚀防变色的65Mn热镀锌钢丝，直径为Φ2.50±0.01mm，镀锌层约200克/平方米。

步骤1：将市场购买的直径Φ4.5mm的65Mn碳钢高线先经铅淬火后，再放置在具有多个拉拔口模的拉拔机上进行拉拔，拉拔成Φ2.44±0.01mm的钢丝(1)，再用稀土热浸镀锌工艺进行热浸镀锌，在正常的钢丝热浸镀锌垂镀工艺基础上，向锌镀液加入为锌质量的0.005％的稀土氧化物99.99％Y2O3并使稀土氧化物完全均匀分布在锌液中，在钢丝(1)表面形成致密性好和耐腐蚀性能好的热镀锌层(2)，外径达到Φ2.52-2.55mm；再用2个非常光亮的直径分别为Φ2.52和Φ2.49，润滑锥角度为43°、工作锥角度为6°、定径带长度0.25mm的高精度拔丝模进行拉拔，拉拔过程中采用浓度为51毫升/升的乳化液做为润滑剂，把热镀锌钢丝(1)的热镀锌层(2)外表面拉拔得非常平滑光亮，最后得到直径Φ2.50±0.01mm的热镀锌钢丝；

步骤2：将步骤1加工后的热镀锌钢丝先经除油并水洗后，在每升水中分别加入：三氯化铬5克、硝酸1毫升、碳酸钡1毫升混合配制成三价铬酸酐化成液，再将热镀锌钢丝放入在温度约为20℃的上述三价铬酸酐化成液中浸渍15秒钟，并不断地向浸渍液中添加三价铬酸酐化成液，以控制三价铬酸酐化成液的水溶液的浓度约为7毫升/升；然后再空中放置并50℃加热快速干燥，使热镀锌钢丝的热镀锌层(2)表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜(3)。

步骤3：在每升水中加入水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂50毫升混合配制成叻架油水溶液，并不断地向叻架油水溶液中添加水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂水溶液，以控制水溶性叻架油溶液的浓度为约50毫升/升；将步骤2加工后已形成的三价游离铬酸皮膜(3)的热镀锌钢丝放入在温度约为20℃的上述叻架油水溶液中浸渍10秒钟，然后再空中放置于阳光下或通风处直至自然干燥，使产品整个外表面再形成一层光亮致密的耐磨/强韧性/耐老化性俱佳的叻架涂膜层(4)保护，使产品的表面平滑光亮、非常漂亮又可高耐腐蚀防水防变色，产品的外观效果非常好。

实施例二

参看图3-4，本实施例是一种非常平滑光亮且高耐腐蚀防变色的70a热镀锌钢丝，直径为Φ2.0±0.01mm，镀锌层要求达到500克/平方米。

步骤1：将市场购买的直径Φ6.5mm的70a碳钢高线先拉拔成Φ4.2mm钢丝，将其经铅淬火后，再放置在拉拔机上用多个拉拔口模进行拉拔，经过多个拉拔工序拉拔成Φ1.86±0.01mm的钢丝(1)；再将拉拔成Φ1.86±0.01mm的钢丝(1)用稀土热浸镀锌工艺进行热浸镀锌，即在正常的钢丝热浸镀锌(垂镀)工艺基础上，向锌镀液加入为锌质量的0.05％的99.99％Y2O3、99.99％Dy2O3、99.99％Gd2O3稀土氧化物，并使稀土氧化物完全均匀分布在锌液中，使钢丝(1)表面形成致密性好和耐腐蚀性能好的热镀锌层(2)，外径达到Φ2.02-2.05mm；然后再用2个直径分别为Φ2.02和Φ1.99，润滑锥角度为47°、工作锥角度为10°、定径带长度2.55mm的高光洁度、高精、拔丝模进行拉拔，拉拔过程中采用浓度为202毫升/升的乳化液做为润滑剂，把热镀锌钢丝(1)的热镀锌层(2)外表面拉拔得非常平滑光亮，最后得到直径Φ2.0±0.01mm的热镀锌钢丝；

步骤2：将步骤1加工后的热镀锌钢丝，先经除油并水洗后，在每升水中分别加入：三氯化铬15克、硝酸1毫升、碳酸钡1毫升混合配制成三价铬酸酐化成液，再将热镀锌钢丝放入在温度约为35℃的上述三价铬酸酐化成液中浸渍20秒钟，并不断地向浸渍液中添加三价铬酸酐化成液，以控制三价铬酸酐化成液的水溶液的浓度约为17毫升/升；然后再空中放置并60℃加热快速干燥，使热镀锌钢丝的热镀锌层(2)表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜(3)。

步骤3：在每升水中加入水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂300毫升混合配制成叻架油水溶液，并不断地向叻架油水溶液中添加水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂水溶液，以控制水溶性叻架油溶液的浓度为约300毫升/升；将步骤2加工后已形成的三价游离铬酸皮膜(3)的热镀锌钢丝放入在温度约为35℃的上述叻架油水溶液中浸渍15秒钟，然后再空中放置并90℃加热快速干燥，使产品整个外表面再形成一层光亮致密的耐磨/强韧性/耐老化性俱佳的叻架涂膜层(4)保护，使产品的表面平滑光亮、非常漂亮又可高耐腐蚀防水防变色，产品的外观效果非常好。

Claims (2)

1.一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于生产步骤如下：

步骤1：将碳钢高线经铅淬火后，进行第一次拉拔，再将第一次拉拔后的钢丝再进行热浸镀锌工艺的稀土热镀锌，再将稀土热镀锌后的钢丝进行精度极高的第二次拉拔，形成表面非常平滑光亮的热镀锌钢丝；

步骤2：将步骤1加工后的热镀锌钢丝，先经除油并水洗后，再用温度在20～35℃的三价铬酸酐化成液的水溶液浸渍15-20秒钟，再放置于阳光下或通风处直至自然干燥，或空中放置50～60℃加热快速干燥，使热镀锌钢丝的热镀锌层表面迅速生成致密的三价游离铬酸皮膜；

步骤3：将步骤2加工后已形成的三价游离铬酸皮膜的热镀锌钢丝，用20～35℃的叻架油水溶液浸渍10～15秒钟后，再空中放置于阳光下或通风处直至自然干燥，或空中放置50～90℃加热快速干燥，使产品整个外表面再形成一层光亮致密的叻架涂膜层。

2.根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：稀土热镀锌为在锌镀液中添加一种或多种99.5％～99.99％Y2O3、99.5％～99.99％Dy2O3、99.5～99.99％Gd2O3稀土氧化物，锌镀液中一种或多种稀土氧化物的加入量和补加量为锌质量的0.005％～0.05％。

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：所述的第二次拉拔，是将中镀后的热镀锌钢丝再采用拉丝机进行再拉拔，并控制总压缩率＞96％d，拔丝模的润滑锥角度为45±2°、工作锥角度为8±2°、定径带长度0.1d～1.0d，拉拔过程中采用浓度为51-202毫升/升的乳化液做为润滑剂。所述的乳化液的配比为：乳化油∶三丹油∶水＝50～200∶1～2∶1000，并不断地向乳化液中添加乳化液，以控制乳化液的浓度为51-202毫升/升。

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：所述的三价铬酸酐化成液为三氯化铬与硝酸/碳酸钡的混合溶液，三者的重量比为：三氯化铬∶硝酸∶碳酸钡∶水＝5～15∶1∶1∶1000，并不断地向浸渍液中添加三价铬酸酐化成液，以控制三价铬酸酐化成液的水溶液的浓度为7～17毫升/升。

根据上述所述的一种热镀锌钢丝的生产方法，其特征在于：所述的叻架油水溶液为水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂的水溶液，二者的容积比为：水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂∶水＝50～300∶1000，并不断地向叻架油水溶液中添加水性环氧树脂改性丙烯酸酯共聚树脂水溶液，以控制叻架油水溶液的浓度为50-300毫升/升。

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