CN107142437A - 一种对钢丝热镀锌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对钢丝进行热镀锌的方法，通过在传统的热镀锌工艺中引进喷砂处理和电磁抹拭，以及对助镀剂和钝化液的成分进行调整，显著的增加了镀层与基体的结合力，消除了漏镀、针眼等缺陷，增加镀层表面的平整度，改善了镀锌钢丝的表面质量，同时降低了上锌量，节约了成本。该方法适用于工业化生产，具有良好的应用前景。

Description

一种对钢丝热镀锌的方法
技术领域
本发明涉及表面处理领域，具体涉及热浸镀领域，尤其涉及一种对钢丝热镀锌的方法。
背景技术
热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。近年来随高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对钢铁件防护要求越来越高，热镀锌需求量也不断增加。
对于钢丝热镀锌而言，其表面容易出现漏镀、针眼等表面缺陷，影响钢丝的使用。此外，当镀层较薄时，镀层与基体的结合力不足，存在着剥落的危险。因此，需要一种同时提高镀层和基体的结合力以及改善镀层表面质量的方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种对钢丝热镀锌的方法，通过对钢丝热镀锌的工艺进行改进，使热浸镀后的钢丝镀层的结合力显著提高，同时消除了镀层的表面缺陷，提高了镀层的表面质量。
第一方面，本发明提供一种对钢丝热镀锌的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)喷砂：将钢丝从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于稀盐酸中处理，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀；
(6)热浸镀：将钢丝从锌液中连续通过；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝连续通过电磁抹拭装置，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理。
本发明对较粗的钢丝(6.0-8.0mm)进行热镀锌处理，首先对钢丝进行喷砂处理，较弱的喷砂强度在钢丝表面形成了较浅的凹坑，增加了钢丝和锌液的接触面积，有助于提高锌液的附着效果，进而有效的增加了镀层与基体的结合力。然后在热浸镀后加入了电磁抹拭步骤，电磁抹拭技术能够消除漏镀、针眼等缺陷，还能够有效的增加镀层表面的平整度，使其平滑具有光泽，达到改善镀锌钢丝的表面质量的目的。同时，由于抹拭力的存在，该方法能够降低钢丝的上锌量，从而节约了成本。此外，本发明选用了新颖的助镀剂和钝化液，也能在一定程度上起到消除表面缺陷，改善镀层表面质量的效果。
根据本发明，步骤(1)所述钢丝的直径为6.0-8.0mm，例如可以是6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm或8.0mm，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(1)所述钢丝从喷砂机中连续通过的速度为3-5m/s，例如可以是3m/s、3.5m/s、4m/s、4.5m/s或5m/s，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(1)所述喷砂所用的钢丸的直径为0.05-0.08mm，例如可以是0.05mm、0.06mm、0.07mm或0.08mm，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(4)所述盐酸的浓度为10-15％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％或15％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(4)所述酸洗的时间为5-10min，例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(5)所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
根据本发明，所述氯化锌的含量为52-55份，例如可以是52份、52.5份、53份、53.5份、54份、54.5份或55份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述氯化铵的含量为25-30份，例如可以是25份、26份、27份、28份、29份或30份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述亚氨基乙酸的含量为3-5份，例如可以是3份、3.5份、4份、4.5份或5份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述氟化钠的含量为2-3份，例如可以是2份、2.2份、2.5份、2.8份或3份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述碳酸氢钠5-6份，例如可以是5份、5.2份、5.5份、5.8份或6份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(6)所述钢丝从锌液中连续通过的速度为5-10m/s，例如可以是5m/s、6m/s、7m/s、8m/s、9m/s或10m/s，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(5)所述热浸镀的时间为3-5s，例如可以是3s、3.5s、4s、4.5s或5s，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(5)所述锌液的温度为450-470℃，例如可以是450℃、455℃、460℃、465℃或470℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(7)所述电磁抹拭的电流为20-40A，例如可以是20A、25A、30A、35A或40A，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明中步骤(7)所述电磁抹拭的电流优选为20-25A。
根据本发明，步骤(7)所述电磁抹拭的时间为3-5s，例如可以是3s、3.5s、4s、4.5s或5s，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明中步骤(7)所述电磁抹拭的时间优选为3s。
根据本发明，步骤(7)所述钢丝连续通过电磁抹拭装置的速度为10-20m/s，例如可以是10m/s、13m/s、15m/s、17m/s或20m/s，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(8)所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 70-75份；
磷酸二氢钠 20-21份；
酒石酸钾钠 10-13份。
根据本发明，所述重铬酸钾的含量为70-75份，例如可以是70份、71份、72份、73份、74份或75份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述磷酸二氢钠的含量为20-21份，例如可以是20份、20.2份、20.5份、20.8份或21份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述酒石酸钾钠的含量为10-13份，例如可以是10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份或13份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为优选的技术方案，本发明所述一种对钢丝热镀锌的方法包括以下步骤：
(1)喷砂：将直径为6.0-8.0mm的钢丝以3-5m/s的速度从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理，喷砂所用的钢丸的直径为0.05-0.08mm；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于浓度为10-15％的稀盐酸中处理5-10min，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀，所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
(6)热浸镀：将钢丝以5-10m/s的速度从450-470℃的锌液中连续通过，热浸镀的时间为3-5s；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝以10-20m/s的速度连续通过电磁抹拭装置，电磁抹拭的电流为20-40A，电磁抹拭的时间为3-5s，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理，所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 70-75份；
磷酸二氢钠 20-21份；
酒石酸钾钠 10-13份。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明通过对钢丝进行喷砂处理，进而有效的增加了镀层与基体的结合力。
(2)本发明通过热浸镀后对钢丝进行电磁抹拭，消除了表面缺陷，增加了表面的光洁度，改善了表面质量，同时降低钢丝的上锌量，节约了成本。
(3)本发明配制了新颖的助镀剂和钝化液，其同样有助于改善镀层表面质量。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例部分所用钢丝均为同一批次的中碳钢钢丝。
实施例1
(1)喷砂：将直径为6.0mm的钢丝以3m/s的速度从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理，喷砂所用的钢丸的直径为0.05mm；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于浓度为10％的稀盐酸中处理10min，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀，所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
(6)热浸镀：将钢丝以5m/s的速度从450℃的锌液中连续通过，热浸镀的时间为5s；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝以10m/s的速度连续通过电磁抹拭装置，电磁抹拭的电流为40A，电磁抹拭的时间为3s，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理，所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 70份；
磷酸二氢钠 21份；
酒石酸钾钠 13份。
实施例2
(1)喷砂：将直径为7mm的钢丝以4m/s的速度从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理，喷砂所用的钢丸的直径为0.06mm；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于浓度为12％的稀盐酸中处理8min，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀，所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
(6)热浸镀：将钢丝以8m/s的速度从460℃的锌液中连续通过，热浸镀的时间为3-5s；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝以15m/s的速度连续通过电磁抹拭装置，电磁抹拭的电流为30A，电磁抹拭的时间为4s，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理，所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 72份；
磷酸二氢钠 20份；
酒石酸钾钠 12份。
实施例3
(1)喷砂：将直径为8.0mm的钢丝以5m/s的速度从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理，喷砂所用的钢丸的直径为0.08mm；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于浓度为15％的稀盐酸中处理5min，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀，所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
(6)热浸镀：将钢丝以10m/s的速度从470℃的锌液中连续通过，热浸镀的时间为3s；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝以20m/s的速度连续通过电磁抹拭装置，电磁抹拭的电流为40A，电磁抹拭的时间为3s，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理，所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 75份；
磷酸二氢钠 20份；
酒石酸钾钠 10份。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种对钢丝热镀锌的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)喷砂：将钢丝从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于稀盐酸中处理，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀；
(6)热浸镀：将钢丝从锌液中连续通过；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝连续通过电磁抹拭装置，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述钢丝的直径为6.0-8.0mm；
优选地，步骤(1)所述钢丝从喷砂机中连续通过的速度为3-5m/s；
优选地，步骤(1)所述喷砂所用的钢丸的直径为0.05-0.08mm。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述盐酸的浓度为10-15％；
优选地，步骤(4)所述酸洗的时间为5-10min。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(6)所述钢丝从锌液中连续通过的速度为5-10m/s；
优选地，步骤(5)所述热浸镀的时间为3-5s；
优选地，步骤(5)所述锌液的温度为450-470℃。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(7)所述电磁抹拭的电流为20-40A，优选为20-25A。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(7)所述电磁抹拭的时间为3-5s，优选为3s。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(7)所述钢丝连续通过电磁抹拭装置的速度为10-20m/s。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(8)所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 70-75份；
磷酸二氢钠 20-21份；
酒石酸钾钠 10-13份。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)喷砂：将直径为6.0-8.0mm的钢丝以3-5m/s的速度从喷砂机中连续通过，对表面进行喷砂处理，喷砂所用的钢丸的直径为0.05-0.08mm；
(2)预处理：对钢丝进行表面处理，去除表面氧化层及粘附物；
(3)碱洗：将钢丝用碱液清洗，清除钢丝表面的油脂类物质，然后用水冲洗干净；
(4)酸洗：将钢丝浸于浓度为10-15％的稀盐酸中处理5-10min，完成后用水冲洗干净；
(5)助镀：将钢丝浸于助镀剂中助镀，所述助镀剂按照质量份由以下组分组成：
(6)热浸镀：将钢丝以5-10m/s的速度从450-470℃的锌液中连续通过，热浸镀的时间为3-5s；
(7)电磁抹拭：将热浸镀后的钢丝以10-20m/s的速度连续通过电磁抹拭装置，电磁抹拭的电流为20-40A，电磁抹拭的时间为3-5s，然后进行水冷；
(8)钝化处理：使用钝化液对钢丝进行钝化处理，所述钝化液按质量份由以下组分组成：
重铬酸钾 70-75份；
磷酸二氢钠 20-21份；
酒石酸钾钠 10-13份。
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