CN103436899B - 一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法 - Google Patents

一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法，是针对废旧轮胎钢帘线表面镀层清洗困难的情况，采用氨水+亚硝酸钠+去离子水的强碱性混合溶液，在浸泡、加热、充氧、搅拌过程中进行清洗，脱除钢帘线的表面镀层，此清洗方法工艺先进，清洗速度快，表面镀层清洗率高，达99.9%，此种清洗对金属无腐蚀，安全、毒性小、不污染环境，是十分理想的轮胎钢帘线的表面镀层的快速清洗方法。

Description

一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法，属钢质零部件表面处理及利用的技术领域。
背景技术
汽车轮胎钢帘线是由钢质材料制作的，由于轮胎钢帘线具有优良的强度和弹性，有助于提高汽车的安全性和效率，汽车轮胎及传输皮带使用的钢帘线数量是很大的，目前世界每年消耗的轮胎钢帘线已超过100万吨。
轮胎钢帘线常通过电镀形式在表面形成一层镀层，来增加钢帘线与轮胎橡胶的结合力，GB/T14450-2008胎圈用钢帘线国家标准中规定，轮胎钢帘线可采用黄铜、青铜或紫铜作为镀层，钢帘线是先在钢丝表面进行镀层后，再进行铅浴淬火和拉拔。
废旧轮胎钢帘线在回收过程中，必须对表面的镀层进行清洗，以便能回收利用，由于金属表面的镀层固着牢固，很难清除表面的镀层，目前，表面镀层的清除方法有加热法、还原法、蒸煮法、化学法等，但这些方法虽然能清除一部分表面镀层，但均达不到清理要求，均存在技术弊端。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况，提供一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法，采用氨水、亚硝酸钠、去离子水配制成强碱性混合溶液，在加热、充氧状态下清洗表面镀层，以减少污染，大幅度提高轮胎钢帘线的清洗效果。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为：轮胎钢帘线、氨水、亚硝酸钠、去离子水、无水乙醇、氧气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位
清洗方法如下：
（1）精选化学物质
对清洗使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、浓度控制；
轮胎钢帘线：固态固体
（2）配制强碱性混合溶液
①量取氨水250mL±5mL放入烧杯中；
②向烧杯中加入亚硝酸钠10g±0.1g，搅拌5min；
③向烧杯中加入去离子水750mL±10mL，搅拌5min，成3.7mol/L的碱性混合溶液，酸碱度pH=14，呈强碱性；
（3）热处理轮胎钢帘线
将轮胎钢帘线置于热处理炉中进行热处理，处理温度400℃±5℃，处理时间120min，除去钢帘线表面附着的橡胶及有机物质，表面有机物残留量≤1%；
（4）清洗轮胎钢帘线表面镀层
轮胎钢帘线表面镀层的清洗是在陶瓷清洗槽内进行的，是在强碱性混合溶液中浸泡、加热、通氧、搅拌状态下完成的；
①将强碱性混合溶液1000mL加入陶瓷清洗槽内；
②开启电加热器，加热温度75℃±5℃；
③将轮胎钢帘线100g加入陶瓷清洗槽内，强碱性混合液要淹没轮胎钢帘线；
④开启搅拌器，进行搅拌，搅拌频率50r/min，搅拌时间30min；
⑤搅拌5min后开启氧气瓶，输入氧气，氧气输入速度20cm3/min，输氧时间15min；
⑥在加热、通氧、搅拌、清洗过程中，轮胎钢帘线表面镀层与强碱性混合溶液发生化学反应，轮胎钢帘线表面镀层溶解在强碱性混合溶液中；
⑦清洗后捞出轮胎钢帘线，晾干；
（5）去离子水清洗
①将去离子水1000mL加入陶瓷清洗槽内，然后将轮胎钢帘线加入清洗槽内，去离子水要淹没轮胎钢帘线；
②开启搅拌器，进行搅拌，搅拌频率50r/min，搅拌时间10min；
③在搅拌过程中，轮胎钢帘线表面残留镀层被清洗；
④清洗后晾干；
（6）无水乙醇清洗轮胎钢帘线
①将无水乙醇1000mL加入另一陶瓷清洗槽内，将轮胎钢帘线加入清洗槽内，无水乙醇要淹没钢帘线；
②开启搅拌器，进行搅拌，搅拌频率50r/min，搅拌时间10min；
③在搅拌过程中，轮胎钢帘线表面水分与无水乙醇互溶，钢帘线表面附着无水乙醇；
（7）干燥
将清洗后轮胎钢帘线置于干燥箱中进行干燥，干燥温度80℃，干燥时间60min；干燥后随干燥箱冷却至25℃；
（8）检测、分析、表征
对清洗并干燥的轮胎钢帘线进行检测、分析、表征；
用扫描电子显微镜SEM对清洗后的轮胎钢帘线横断面进行观察；
用X射线能量色散谱分析仪EDS对清洗后的轮胎钢帘线表面进行定性半定量测量；
用X射线衍射仪XRD对清洗后的轮胎钢帘线进行化学成分分析；
结论：清洗后的轮胎钢帘线表面洁净，呈银白色，表面洁净度达99.9%。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对废旧轮胎钢帘线表面镀层清洗困难的情况，采用氨水+亚硝酸钠+去离子水的强碱性混合溶液，在浸泡、加热、充氧、搅拌过程中进行清洗，脱除钢帘线的表面镀层，此清洗方法工艺先进，清洗速度快，表面镀层清洗率高，达99.9%，此种清洗对金属无腐蚀，安全、毒性小、不污染环境，是十分理想的轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法。
附图说明
图1轮胎钢帘线清洗状态图
图2轮胎钢帘线清洗后横断面的SEM图
图3轮胎钢帘线表面清洗后的EDS图谱
图4轮胎钢帘线清洗后的XRD图谱
图中所示，附图标记清单如下：
1、陶瓷清洗槽，2、强碱性混合溶液，3、轮胎钢帘线，4、出液口，5、进液口，6、电源开关，7、电阻加热调控器，8、搅拌调控器，9、输氧调控器，10、温度调控器，11、底座，12、显示屏，13、电阻加热器，14、搅拌器，15、输氧控制装置，16、热电偶，17、指示灯，18、顶盖，19、氧气瓶，20、氧气管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示，为轮胎钢帘线清洗状态图，各部位置要正确，按量配比，按序操作。
清洗使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以克、毫升、厘米3为计量单位。
轮胎钢帘线表面镀层的清洗是在陶瓷清洗槽内进行的，是在强碱性混合溶液中浸泡、加热、通氧、搅拌状态下完成的；
陶瓷清洗槽1为矩形槽状，底部为底座11，在陶瓷清洗槽1左下部设有出液口4、右上部设有进液口5；陶瓷清洗槽1上部设有顶盖18，在顶盖18上部设有电阻加热器13、搅拌器14、输氧控制装置15、热电偶16，并伸入陶瓷清洗槽1内；在顶盖18正面设有显示屏12、电源开关6、电阻加热调控器7、搅拌调控器8、输氧调控器9、温度调控器10；在陶瓷清洗槽1内底部置放轮胎钢帘线3，陶瓷清洗槽1内盛放强碱性混合溶液2，强碱性混合溶液2要淹没轮胎钢帘线3，在陶瓷清洗槽1的左部设有氧气瓶19，并通过氧气管20与输氧控制器9连接。
图2所示，轮胎钢帘线清洗后横断面的SEM图，清洗后轮胎钢帘线表面镀层消失，说明轮胎钢帘线表面的镀层在清洗后被完全清除。
图3所示，轮胎钢帘线表面清洗后的EDS图谱，清洗后轮胎钢帘线表面无镀层成分，说明清洗后轮胎钢帘线表面的镀层被清除。
图4所示，为轮胎钢帘线清洗后的XRD图谱，清洗后轮胎钢帘线成分未发生变化，说明钢帘线在清洗后未带入其他杂质。

Claims (2)

1.一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：轮胎钢帘线、氨水、去离子水、亚硝酸钠、无水乙醇、氧气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位
清洗方法如下：
(1)精选化学物质
对清洗使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、浓度控制；
(2)配制强碱性混合溶液
①量取氨水250mL±5mL放入烧杯中；
②向烧杯中加入亚硝酸钠10g±0.1g，搅拌5min；
③向烧杯中加入去离子水750mL±10mL，搅拌5min，成3.7mol/L的碱性混合溶液，酸碱度pH＝14，呈强碱性；
(3)热处理轮胎钢帘线
将轮胎钢帘线置于热处理炉中进行热处理，处理温度400℃±5℃，处理时间120min，除去钢帘线表面附着的橡胶及有机物质，表面有机物残留量≤1％；
(4)清洗轮胎钢帘线表面镀层
轮胎钢帘线表面镀层的清洗是在陶瓷清洗槽内进行的，是在强碱性混合溶液中浸泡、加热、通氧、搅拌状态下完成的；
①将强碱性混合溶液1000mL加入陶瓷清洗槽内；
②开启电加热器，加热温度75℃±5℃；
③将轮胎钢帘线100g加入陶瓷清洗槽内，强碱性混合溶液要淹没轮胎钢帘线；
④开启搅拌器，进行搅拌，搅拌频率50r/min，搅拌时间30min；
⑤搅拌5min后开启氧气瓶，输入氧气，氧气输入速度20cm3/min，输氧时间15min；
⑥在加热、通氧、搅拌、清洗过程中，轮胎钢帘线表面镀层与强碱性混合溶液发生化学反应，轮胎钢帘线表面镀层溶解在强碱性混合溶液中；
⑦清洗后捞出轮胎钢帘线，晾干；
(5)去离子水清洗
①将去离子水1000mL加入陶瓷清洗槽内，然后将轮胎钢帘线加入清洗槽内，去离子水要淹没轮胎钢帘线；
②开启搅拌器，进行搅拌，搅拌频率50r/min，搅拌时间10min；
③在搅拌过程中，轮胎钢帘线表面残留镀层被清洗；
④清洗后晾干；
(6)无水乙醇清洗轮胎钢帘线
①将无水乙醇1000mL加入另一陶瓷清洗槽内，将轮胎钢帘线加入清洗槽内，无水乙醇要淹没钢帘线；
②开启搅拌器，进行搅拌，搅拌频率50r/min，搅拌时间10min；
③在搅拌过程中，轮胎钢帘线表面水分与无水乙醇互溶，钢帘线表面附着无水乙醇；
(7)干燥
将清洗后轮胎钢帘线置于干燥箱中进行干燥，干燥温度80℃，干燥时间60min；干燥后随干燥箱冷却至25℃；
(8)检测、分析、表征
对清洗并干燥的轮胎钢帘线进行检测、分析、表征；
用扫描电子显微镜SEM对清洗后的轮胎钢帘线横断面进行观察；
用X射线能量色散谱分析仪EDS对清洗后的轮胎钢帘线表面进行定性半定量测量；
用X射线衍射仪XRD对清洗后的轮胎钢帘线进行化学成分分析；
结论：清洗后的轮胎钢帘线表面洁净，呈银白色，表面洁净度达99.9％。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗方法，其特征在于：所述的轮胎钢帘线表面镀层的快速清洗是在陶瓷清洗槽内进行的，是在强碱性混合溶液中浸泡、加热、通氧、搅拌状态下完成的；
陶瓷清洗槽(1)为矩形槽状，底部为底座(11)，在陶瓷清洗槽(1)左下部设有出液口(4)、右上部设有进液口(5)；陶瓷清洗槽(1)上部设有顶盖(18)，在顶盖(18)上部设有电阻加热器(13)、搅拌器(14)、输氧控制装置(15)、热电偶(16)，并伸入陶瓷清洗槽(1)内；在顶盖(18)正面设有显示屏(12)、电源开关(6)、电阻加热调控器(7)、搅拌调控器(8)、输氧调控器(9)、温度调控器(10)；在陶瓷清洗槽(1)内底部置放轮胎钢帘线(3)，陶瓷清洗槽(1)内盛放强碱性混合溶液(2)，强碱性混合溶液(2)要淹没轮胎钢帘线(3)，在陶瓷清洗槽(1)的左部设有氧气瓶(19)，并通过氧气管(20)与输氧调控器(9)连接。
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