CN102618901A - 带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以锌为基的合金对金属材料的镀覆领域,具体为一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝及其制造方法。一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝及镀层组成,其特征是:还包括蜡层,镀层是由锌和稀土金属均匀混合而成的锌-稀土合金,蜡层均匀涂覆在锌-稀土合金的镀层外。一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造方法,将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成,其特征是:表面处理时按如下5个步骤依次进行:a.稳定应力、b.清洗、c.电镀、d.干燥和e.定型上蜡。本发明强度高,韧性强,延伸率大,镀层均匀牢固,耐腐蚀性好,适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及以锌为基的合金对金属材料的镀覆领域,具体为一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝及其制造方法。
背景技术
包装机械上需要使用捆扎带用于对物品的捆扎打包,由于捆扎打包的紧密度要求,捆扎带需要承受较大的力,这一方面要求捆扎带应当有较高的强度,同时还必须具有很好的韧性和延伸率,此外,为适应各种恶劣环境,对捆扎带还有耐腐蚀的要求。目前捆扎带多采用镀锌钢丝,强度低于1000MPa,延伸率(250标距)小于4%,且表面光洁度也不高,这就限制了捆扎带的应用范围。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,提供一种的强度、韧性、延伸率性能更为优异,且耐腐蚀性能更强的捆扎带,本发明公开了一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝及其制造方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,包括碳素钢钢丝和镀层,镀层附着在碳素钢钢丝的外表面,其特征是:还包括蜡层,镀层是由锌和稀土金属均匀混合而成的锌-稀土合金,锌和稀土金属的质量之比为1:9~9:1,蜡层均匀涂覆在锌-稀土合金的镀层外,蜡层的组成如下:
组分 | 质量百分比浓度(%) |
蜂蜡 | 5 |
硬脂酸铝 | 90 |
苯并氮唑 | 1 |
羊毛脂 | 4 |
所述的带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,其特征是:碳素钢钢丝选用含碳量在0.35%~0.6%的钢制成。
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造方法,将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成,其特征是:表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内1~3分钟,铅浴温度保持在380℃~480℃,
b. 清洗时,将完成了稳定应力步骤的碳素钢钢丝先用水清洗,再用稀酸清洗,最后将碳素钢钢丝从稀酸中捞出后用压缩空气将附着在碳素钢钢丝表面的残存稀酸吹去,稀酸选用质量百分比浓度为10%~45%的盐酸,或是质量百分比浓度为10%~25%的硫酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度(%) |
硫酸锌 | 25~45 |
稀土的过硫酸盐 | 0.005~0.015 |
锌酸钠 | 1.5~5 |
硫酸钠 | 2~4 |
去离子水 | 余量 |
稀土的过硫酸盐选用镧、铈和钕的过硫酸盐中的任意一种,
电镀液的pH值在3.3~5,电镀液的密度在1.20g/cm2~1.40g/cm2,
电镀时,电流密度在3A/dm2~20A/dm2,温度在10℃~60℃,电镀时间在2~3分钟,
d. 干燥时,将完成了电镀的带锌-稀土合金镀层的钢丝从电镀槽内取出,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在10℃~30℃的水冲洗,最后用热空气将钢丝吹干或烘干,
e. 定型上蜡时,在完成了干燥的带锌-稀土合金镀层的钢丝外层均匀涂覆蜡层,蜡层的组成如下:
组分 | 质量百分比浓度(%) |
蜂蜡 | 5 |
硬脂酸铝 | 90 |
苯并氮唑 | 1 |
羊毛脂 | 4 |
从而完成带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造。
所述的带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造方法,其特征是:表面处理中的c. 电镀时,采用循环电镀装置,循环电镀装置包括电镀槽、电镀液、主动轮、从动轮、上从动电极和下从动电极,电镀槽内盛装电镀液,主动轮和从动轮分别设于电镀槽内部的两端,上从动电极设于电镀液液面的上方,下从动电极设于电镀液液面的下方,主动轮的中心轴和马达的转轴连接,待电镀钢丝沿从动轮进入电镀液,随后依次经过从动轮、下从动电极、主动轮和上从动电极再返回从动轮完成一个有效圈数,待电镀钢丝在完成10~20个有效圈数后再经主动轮送出。
本发明克服了现有技术的缺陷,选用普通的45#~60#钢材即能生产出性能优异的捆扎带。本发明所述的带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,强度可达1300MPa,延伸率(250标距)大于7%,表面镀层为35g/m2~55g/m2,表面光洁度可达镜面,耐盐雾72小时。采用循环电镀装置可以大大节省电镀装置的占地面积并提高生产率。本发明的有益效果是:强度高,韧性强,延伸率大,镀层均匀牢固,耐腐蚀性好,适用范围广。
附图说明
图1是循环电镀装置的结构示意图;
图2是待电镀钢丝10在主动轮和从动轮之间完成16个有效圈数的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝、镀层和蜡层组成,碳素钢钢丝选用35#钢;镀层附着在碳素钢钢丝的外表面,镀层是由锌和稀土金属均匀混合而成的锌-稀土合金,锌和稀土金属的质量之比为1:9;蜡层均匀涂覆在锌-稀土合金的镀层外,蜡层的组成如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
蜂蜡 | 5 |
硬脂酸铝 | 90 |
苯并氮唑 | 1 |
羊毛脂 | 4 |
本实施例的制造方法如下:将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成。
预处理时,将Φ6.5mm的45#钢的线材,依次经酸洗→磷化→拉拔至Φ3.6mm→索氏体化处理→酸洗→磷化→拉拔至Φ2.07mm这些步骤,完成预处理。
表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内1分钟,铅浴温度保持在380℃~480℃,
b. 清洗时,将完成了稳定应力步骤的碳素钢钢丝先用水清洗,再用稀酸清洗,最后将碳素钢钢丝从稀酸中捞出后用压缩空气将附着在碳素钢钢丝表面的残存稀酸吹去,稀酸选用质量百分比浓度为10%的盐酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
硫酸锌 | 25 |
过硫酸镧 | 0.005 |
锌酸钠 | 1.5 |
硫酸钠 | 2 |
去离子水 | 余量 |
电镀液的pH值在3.3,电镀液的密度在1.20g/cm2,
电镀时,电流密度在3A/dm2,温度在10℃,电镀时间在2分钟,
电镀时,采用循环电镀装置,循环电镀装置包括电镀槽11、电镀液12、主动轮21、从动轮22、上从动电极31和下从动电极32,如图1所示,具体结构是:电镀槽11内盛装电镀液12,主动轮21和从动轮22分别设于电镀槽11内部的两端,上从动电极31设于电镀液12液面的上方,下从动电极32设于电镀液12液面的下方,主动轮21的中心轴和马达的转轴连接,如图2所示,待电镀钢丝10沿从动轮22进入电镀液12,随后依次经过从动轮22、下从动电极32、主动轮21和上从动电极31再返回从动轮22完成一个有效圈数,待电镀钢丝10在完成10~20个有效圈数后再经主动轮21送出,本实施例选用16个有效圈数,
d. 干燥时,将完成了电镀的带锌-稀土合金镀层的钢丝从电镀槽内取出,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在10℃的水冲洗,最后用热空气将钢丝吹干或烘干,
e. 定型上蜡时,在完成了干燥的带锌-稀土合金镀层的钢丝外层均匀涂覆蜡层,蜡层的组成如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
蜂蜡 | 5 |
硬脂酸铝 | 90 |
苯并氮唑 | 1 |
羊毛脂 | 4 |
从而完成带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造。
实施例2
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝、镀层和蜡层组成,碳素钢钢丝选用40#钢;锌和稀土金属的质量之比为2:3。其他组分都和实施例1同。
本实施例的制造方法如下:将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成。
表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内2分钟,铅浴温度保持在400℃,
b. 清洗时,稀酸选用质量百分比浓度为15%的盐酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
硫酸锌 | 30 |
过硫酸铈 | 0.01 |
锌酸钠 | 2 |
硫酸钠 | 2.5 |
去离子水 | 余量 |
电镀液的pH值在3.6,电镀液的密度在1.25g/cm2,
电镀时,电流密度在7A/dm2,温度在15℃,电镀时间在3分钟,
d. 干燥时,将完成了电镀的带锌-稀土合金镀层的钢丝从电镀槽内取出,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在15℃的水冲洗。
其他步骤都和实施例1同。
实施例3
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝、镀层和蜡层组成,碳素钢钢丝选用45#钢;锌和稀土金属的质量之比为4:5。其他组分都和实施例1同。
本实施例的制造方法如下:将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成。
表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内3分钟,铅浴温度保持在420℃,
b. 清洗时,稀酸选用质量百分比浓度为20%的盐酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
硫酸锌 | 35 |
过硫酸钕 | 0.015 |
锌酸钠 | 2.5 |
硫酸钠 | 3 |
去离子水 | 余量 |
电镀液的pH值在3.9,电镀液的密度在1.30g/cm2,
电镀时,电流密度在10A/dm2,温度在20℃,电镀时间在2分钟,
d. 干燥时,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在20℃的水冲洗,
其他步骤都和实施例1同。
实施例4
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝、镀层和蜡层组成,碳素钢钢丝选用50#钢;锌和稀土金属的质量之比为5:4。其他组分都和实施例1同。
本实施例的制造方法如下:将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成。
表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内1分钟,铅浴温度保持在440℃,
b. 清洗时,稀酸选用质量百分比浓度为25%的盐酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
硫酸锌 | 40 |
过硫酸镧 | 0.005 |
锌酸钠 | 3 |
硫酸钠 | 3.5 |
去离子水 | 余量 |
电镀液的pH值在4.2,电镀液的密度在1.35g/cm2,
电镀时,电流密度在14A/dm2,温度在25℃,电镀时间在3分钟,
d. 干燥时,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在25℃的水冲洗,
其他步骤都和实施例1同。
实施例5
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝、镀层和蜡层组成,碳素钢钢丝选用55#钢;锌和稀土金属的质量之比为3:2。其他组分都和实施例1同。
本实施例的制造方法如下:将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成。
表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内2分钟,铅浴温度保持在460℃,
b. 清洗时,稀酸选用质量百分比浓度为30%的盐酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
硫酸锌 | 45 |
过硫酸铈 | 0.01 |
锌酸钠 | 3.5 |
硫酸钠 | 4 |
去离子水 | 余量 |
电镀液的pH值在4.5,电镀液的密度在1.40g/cm2,
电镀时,电流密度在17A/dm2,温度在30℃,电镀时间在2分钟,
d. 干燥时,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在30℃的水冲洗,
其他步骤都和实施例1同。
实施例6
一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,由碳素钢钢丝、镀层和蜡层组成,碳素钢钢丝选用60#钢;锌和稀土金属的质量之比为9:1。其他组分都和实施例1同。
本实施例的制造方法如下:将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成。
表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内3分钟,铅浴温度保持在480℃,
b. 清洗时,稀酸选用质量百分比浓度为30%的盐酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
组分 | 质量百分比浓度% |
硫酸锌 | 25 |
过硫酸钕 | 0.015 |
锌酸钠 | 4 |
硫酸钠 | 2 |
去离子水 | 余量 |
电镀液的pH值在5,电镀液的密度在1.20g/cm2,
电镀时,电流密度在20A/dm2,温度在30℃,电镀时间在2分钟,
d. 干燥时,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在30℃的水冲洗,
其他步骤都和实施例1同。
Claims (4)
1. 一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,包括碳素钢钢丝和镀层,镀层附着在碳素钢钢丝的外表面,其特征是:还包括蜡层,镀层是由锌和稀土金属均匀混合而成的锌-稀土合金,锌和稀土金属的质量之比为1:9~9:1,蜡层均匀涂覆在锌-稀土合金的镀层外,蜡层的组成如下:
。
2. 如权利要求1所述的带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝,其特征是:碳素钢钢丝选用含碳量在0.35%~0.6%的钢制成。
3. 一种带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造方法,将碳素钢钢丝依次进行预处理和表面处理而成,其特征是:表面处理时按如下5个步骤依次进行:a. 稳定应力、b. 清洗、c. 电镀、d. 干燥和e. 定型上蜡,
a. 稳定应力时,将碳素钢钢丝置于铅浴内1~3分钟,铅浴温度保持在380℃~480℃,
b. 清洗时,将完成了稳定应力步骤的碳素钢钢丝先用水清洗,再用稀酸清洗,最后将碳素钢钢丝从稀酸中捞出后用压缩空气将附着在碳素钢钢丝表面的残存稀酸吹去,稀酸选用质量百分比浓度为10%~45%的盐酸,或是质量百分比浓度为10%~25%的硫酸,
c. 电镀时,将完成了表面清洗的碳素钢钢丝置于电镀槽内并浸没于电镀液中,电镀液的组分如下:
稀土的过硫酸盐选用镧、铈和钕的过硫酸盐中的任意一种,
电镀液的pH值在3.3~5,电镀液的密度在1.20g/cm2~1.40g/cm2,
电镀时,电流密度在3A/dm2~20A/dm2,温度在10℃~60℃,电镀时间在2~3分钟,
d. 干燥时,将完成了电镀的带锌-稀土合金镀层的钢丝从电镀槽内取出,先用温度≥80℃的水冲洗,再用温度在10℃~30℃的水冲洗,最后用热空气将钢丝吹干或烘干,
e. 定型上蜡时,在完成了干燥的带锌-稀土合金镀层的钢丝外层均匀涂覆蜡层,蜡层的组成如下:
从而完成带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造。
4. 如权利要求3所述的带有锌-稀土镀层的捆扎用钢丝的制造方法,其特征是:表面处理中的c. 电镀时,采用循环电镀装置,循环电镀装置包括电镀槽(11)、电镀液(12)、主动轮(21)、从动轮(22)、上从动电极(31)和下从动电极(32),电镀槽(11)内盛装电镀液(12),主动轮(21)和从动轮(22)分别设于电镀槽(11)内部的两端,上从动电极(31)设于电镀液(12)液面的上方,下从动电极(32)设于电镀液(12)液面的下方,主动轮(21)的中心轴和马达的转轴连接,待电镀钢丝(10)沿从动轮(22)进入电镀液(12),随后依次经过从动轮(22)、下从动电极(32)、主动轮(21)和上从动电极(31)再返回从动轮(22)完成一个有效圈数,待电镀钢丝(10)在完成10~20个有效圈数后再经主动轮(21)送出。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Binding steel wire with zinc rare earth coating and its manufacturing method Effective date of registration: 20230709 Granted publication date: 20160427 Pledgee: Bank of China Limited Shanghai Yangtze River Delta Integration Demonstration Zone Branch Pledgor: SHANGHAI FANGLONG STEEL MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980047780 |