CN103805970A - 胎圈钢丝镀前表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胎圈钢丝镀前表面处理方法，对选取的回火后钢丝，化学碱洗去除钢丝表面可能残留的磷化膜、干拉润滑剂及油污；去离子水冲洗后经添加了表面活性剂的预盐酸洗以活化钢丝表面；再经添加了酸洗缓蚀剂的主盐酸洗去除钢丝表面氧化皮，并在钢丝表面形成凹凸点；最后经去离子水洗以除去钢丝表面残留的酸液与反应残渣，避免使用易使钢丝发生氢脆而影响钢丝强度的电解酸洗方式，该镀前表面处理方法效率高，处理后钢丝强度稳定且不易发生氢脆，同时钢丝表面凹凸落差在0.5-2.5μm之间，凹凸点在钢丝表面分布均匀，化镀后钢丝与橡胶粘合力高、附胶率高。

Description

胎圈钢丝镀前表面处理方法

技术领域

本发明涉及胎圈钢丝镀前表面处理方法，尤其涉及一种提高胎圈钢丝与橡胶粘合力及粘合后钢丝表面附胶率并延长胎圈钢丝使用寿命的镀前表面处理方法。

背景技术

随着汽车轻量化、高速化的发展，作为汽车重要组成部分的子午线轮胎，以其高速化、节能化、轻量化、行驶里程长等优点得到迅速的应用和发展。子午线轮胎在使用过程中要承受拉伸、压缩、扭转及离心等作用力，作为骨架材料之一的胎圈钢丝，质量的优劣直接影响轮胎的质量。目前常用的胎圈钢丝是一种镀锡青铜用作加强轮胎边沿的钢丝。胎圈是由胎圈钢丝和隔离胶编制成的钢丝圈，外胎紧密地稳固在胎圈上。汽车运行时，轮胎胎圈和胎圈边沿受力非常大，如果组成胎圈的骨架材料胎圈钢丝与橡胶的粘合力不高，极易造成胎圈松散而使轮胎爆裂，发生安全事故，因而钢丝生产厂家和轮胎企业对此问题都非常重视。在实际使用中，钢丝与橡胶的粘合力的高低，直接关系到轮胎质量的好坏。在胎圈钢丝生产过程中，胎圈钢丝表面光亮将导致粘合力非常低，在缠绕胎圈时钢丝表面附着的胶料较少，且常见断续不挂胶，直接露出现钢丝表面没有一点儿胶料的情况。国家知识产权局公开了CN102586787A一种与橡胶高度粘合的锡青铜回火胎圈钢丝的生产方法，包括如下步骤：①、选取直径范围在0.70-2.60mm的钢丝，②、将步骤①中的钢丝通过熔融的铅、锡、铋、铅合金、锡合金、铋合金溶液中的任意一种单一溶液或由它们中的两种或两种以上单一溶液组成的混合溶液进行回火，③、将步骤②中得到的钢丝经水冲洗，再经过电解酸洗而在其表面形成凹凸点，再进行水洗，④、利用化学置换方法在步骤③中得到的表面布满凹凸点的钢丝的表面镀铜锡合金镀层，⑤、对步骤④中得到的镀层钢丝进行水洗、烘干，⑥、在步骤⑤中得到的镀层钢丝表面涂覆防锈增粘涂层，⑦、收线，得到与橡胶粘合强度≥1100N/50cm的锡青铜回火胎圈钢丝。 

目前常规的胎圈钢丝的生产技术中，在化学镀之前，通常采用的电解酸洗的方式，电解酸洗容易使高碳含量的胎圈钢丝发生“氢脆”，影响胎圈钢丝的使用寿命；同时，常规的镀前处理方法还容易使钢丝表面出现凹凸程度不均匀的现象，影响后续镀层质量，降低胎圈钢丝与橡胶的粘合性能。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种提高胎圈钢丝与橡胶粘合力及粘合后钢丝表面附胶率，并延长胎圈钢丝使用寿命的胎圈钢丝镀前表面处理方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

胎圈钢丝镀前表面处理方法，包括以下步骤：

①选取直径为0.90-2.20 mm的回火后钢丝；

②将①中的钢丝经化学碱洗2-4秒，去除钢丝在前道工序中表面残留的磷化膜、干拉润滑剂及油污，然后经去离子水冲洗；

③将经步骤②所得钢丝经预盐酸洗4-6秒，活化钢丝表面，预盐酸洗液中盐酸的质量百分比为4-10%，酸洗液温度为60±2℃；预盐酸洗中盐酸的作用是去除钢丝表面一部分的氧化皮；

④将经步骤③所得钢丝经主盐酸洗2-4秒，去除钢丝表面的氧化皮，并在钢丝表面形成凹凸点，主盐酸洗液中盐酸的质量百分比为12-20%，酸洗液温度为60±2℃，然后经去离子水冲洗，洗去钢丝表面残留的酸液和残渣。主盐酸洗的作用是去除钢丝表面氧化皮，并在钢丝表面形成凹凸点。

所述步骤②中化学碱洗液包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和水，其质量百分比为6-15%的氢氧化钠、5-8%碳酸钠、2-6%碳酸氢钠、余量为水，碱洗液温度为65±5℃。

所述步骤③中预盐酸洗液中还包含质量百分比为0.01-2.5%的表面活性剂，所述的表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基苷、脂肪醇磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或由它们中的两种或两种以上构成。

烷基苯磺酸盐在预盐酸洗液中的质量百分比≤2%、石油磺酸盐在预盐酸洗液中的质量百分比≤0.5%、烷基苷在预盐酸洗液中的质量百分比≤1%、脂肪醇磷酸酯盐在预盐酸洗液中的质量百分比≤1.5%、脂肪醇聚氧乙烯醚在预盐酸洗液中的质量百分比≤0.8%、烷基酚聚氧乙烯醚在预盐酸洗液中的质量百分比≤0.5%。

表面活性剂的主要作用是快速润湿钢丝表面氧化皮，提高盐酸在酸洗液中的释放速度与扩展面积，以提高酸洗液中盐酸的利用率。

所述步骤④中主盐酸洗液中还包含质量百分比为0.008-0.4%的酸洗缓蚀剂，酸洗缓蚀剂为苯硫脲、氟化氢铵、磷酸三丁酯中的任意一种或由它们中的两种或三种构成。

酸洗缓蚀剂的主要作用是在盐酸洗的过程中，减缓盐酸对钢丝基体的腐蚀，并有抑制钢丝在酸洗过程中吸氢能力的作用，可有效避免钢丝发生氢脆。     所述步骤④中经过主盐酸酸洗后，钢丝表面形成的凹凸点落差在0.5-2.5μm之间。

胎圈钢丝与橡胶的粘合力及粘合后钢丝表面的附胶率与钢丝表面的凹凸程度有关，凹凸点的落差范围适中时，钢丝与橡胶的粘合力、附胶率才会高，本发明中凹凸点落差在0.5-2.5μm之间，凹凸点在钢丝表面分布均匀，钢丝与橡胶的粘合力大，附胶率高。

     本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明在表面处理过程中，未采用易使钢丝产生氢脆的电解酸洗，而是先采用化学碱洗去除钢丝在前道工序中表面残留磷化膜、干拉润滑剂及油污，然后再经添加了表面活性剂的预盐酸洗液对钢丝表面进行活化，最后经主盐酸洗，并在主酸洗液中添加了可提高酸洗效率、控制酸洗速度的酸洗缓蚀剂，避免钢丝产生氢脆而降低其使用性能。该表面处理方法简单、高效，且处理后钢丝强度稳定，镀前钢丝表面凹凸点分布均匀，镀后钢丝与橡胶粘合力增大，附胶率提高。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

参见图1所示，一种胎圈钢丝镀前表面处理方法，包括以下步骤： 

①选取直径为1.55mm的高强度回火钢丝放线；

②经化学碱洗2.5秒，化学碱洗液中含质量分数为8%的氢氧化钠、5.4%的碳酸钠及2% 碳酸氢钠，其中，氢氧化钠作为碱洗液的主要成分，碳酸钠与碳酸氢钠作pH缓冲剂，碱洗液的温度为65±5℃；去除钢丝在前道工序中表面残留的磷化膜、干拉润滑剂及油污，然后经去离子水冲洗；

③将经步骤②所得钢丝经预盐酸洗5秒，活化钢丝表面，预盐酸洗液中含质量分数为8%的盐酸、0.08%的十二烷基苯磺酸钠与0.05%十二烷基硫酸钠，其中十二烷基苯磺酸钠与十二烷基硫酸钠作为表面活性剂加入，酸洗液温度为60±2℃；

④将经步骤③所得钢丝经主盐酸洗2.6秒，去除钢丝表面的氧化皮，并在钢丝表面形成凹凸点，主盐酸洗液中盐酸质量分数为18%，主盐酸洗液中添加0.05%苯硫脲与0.16%的氟化氢铵，其中苯硫脲与氟化氢铵作为酸洗缓蚀剂加入，酸洗液温度为60±2℃，然后经去离子水冲洗，洗去钢丝表面残留的酸液和残渣。

将镀前表面处理后的胎圈钢丝，经化学镀锡青铜、水洗、烘干。

按行业标准方法测试钢丝表面性能。

经过上述步骤④主盐酸洗处理后，Φ1.55 mm的高强度胎圈钢丝镀前表面凹凸落差为1.3μm。

经过化学镀锡青铜后，Φ1.55mm的高强度胎圈钢丝镀层厚度为1.5μm，镀层中锡含量为10%，与橡胶粘合力大于1400N，表面附胶率大于90%。

实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.胎圈钢丝镀前表面处理方法，包括以下步骤：

①选取直径为0.90-2.20 mm的回火后钢丝；

②将①中的钢丝经化学碱洗2-4秒，去除钢丝在前道工序中表面残留的磷化膜、干拉润滑剂及油污，然后经去离子水冲洗；

③将经步骤②所得钢丝经预盐酸洗4-6秒，活化钢丝表面，预盐酸洗液中盐酸的质量百分比为4-10%，酸洗液温度为60±2℃；

④将经步骤③所得钢丝经主盐酸洗2-4秒，去除钢丝表面的氧化皮，并在钢丝表面形成凹凸点，主盐酸洗液中盐酸的质量百分比为12-20%，酸洗液温度为60±2℃，然后经去离子水冲洗，洗去钢丝表面残留的酸液和残渣。

2.根据权利要求1所述的胎圈钢丝镀前表面处理方法，其特征在于：所述步骤②中化学碱洗液包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和水，其质量百分比为6-15%的氢氧化钠、5-8%碳酸钠、2-6%碳酸氢钠、余量为水，碱洗液温度为65±5℃。

3.根据权利要求1所述的胎圈钢丝镀前表面处理方法，其特征在于：所述步骤③中预盐酸洗液中还包含质量百分比为0.01-2.5%的表面活性剂，所述的表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基苷、脂肪醇磷酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或由它们中的两种或两种以上构成。

4.根据权利要求3所述的胎圈钢丝镀前表面处理方法，其特征在于：烷基苯磺酸盐在预盐酸洗液中的质量百分比≤2%、石油磺酸盐在预盐酸洗液中的质量百分比≤0.5%、烷基苷在预盐酸洗液中的质量百分比≤1%、脂肪醇磷酸酯盐在预盐酸洗液中的质量百分比≤1.5%、脂肪醇聚氧乙烯醚在预盐酸洗液中的质量百分比≤0.8%、烷基酚聚氧乙烯醚在预盐酸洗液中的质量百分比≤0.5%。

5.根据权利要求1所述的胎圈钢丝镀前表面处理方法，其特征在于：所述步骤④中主盐酸洗液中还包含质量百分比为0.008-0.4%的酸洗缓蚀剂，酸洗缓蚀剂为苯硫脲、氟化氢铵、磷酸三丁酯中的任意一种或由它们中的两种或三种构成。

6.根据权利要求1所述的胎圈钢丝镀前表面处理方法，其特征在于：所述步骤④中经过主盐酸酸洗后，钢丝表面形成的凹凸点落差在0.5-2.5μm之间。

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