CN107457224B - 一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料表面处理领域，具体涉及一种基于纳米颗粒配置清洗液，并用这种清洗液对对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法。包括如下步骤：一、通过机械研磨法将不锈钢粉制备成纳米粉体；二、将步骤一中得到的纳米粉体与溶液混合配置纳米粉体悬浮液；三、将钢丝或钢丝制品浸入纳米粉体悬浮液中，并对纳米粉体悬浮液施加超声波，进行超声波清洗6－10 min；取出钢丝或钢丝制品，进行吹干。本发明通过纳米技术制备一种纳米颗粒悬浮液及超声波清洗技术对钢丝或钢丝制品（特别是304H的钢丝和钢丝制品）进行超声清洗，经过清洗后不仅钢丝表面拉丝粉可以完全被清除，而且钢丝表面之前的沟壑状消失，表面呈现出平滑的形貌。

Description

一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法

技术领域

本发明属于材料表面处理领域，具体涉及一种基于纳米颗粒配置清洗液，并用这种清洗液对对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法。

背景技术

304H钢丝因具有较强的耐腐蚀性能、较好的强度硬度等化学物理性能，大量用于制备304H不锈钢弹簧，这种弹簧普遍用于工业或民用的压力泵头弹簧，这些部位腐蚀环境恶劣，对弹簧的耐腐蚀性能要求较高，目前行业内对304H的耐腐蚀性能的测试是在钢丝成品进行次氯酸钠溶液浸泡，浸泡时间为24小时，对某弹簧厂家生产的304H弹簧来看，在夏天天气潮湿时304H成品钢丝在次氯酸钠溶液中极易出现生锈现象，根据相关的研究结果来看，这与钢丝在拉丝过程中表面形成的大量沟壑及沟壑中填充着的大量拉丝粉有关，如图6所示，钢丝表面存在大量的沟壑，沟壑中存在的黑色物质为拉丝粉，在天气潮湿时钢丝表面形成一层水膜，拉丝粉在水溶液中与钢丝发生电化学腐蚀，钢丝表面存在的沟壑也促使钢丝表面发生间隙腐蚀，这些因素造成钢丝表面耐腐蚀性能下降。

目前对这种情况进行处理的方式普遍是采用超声波清洗，清洗液主要是一些有机溶液，通过这种方式清洗后钢丝表面的拉丝粉能去掉约2/3，而沟壑中的拉丝粉仍然不能完全去除，而钢丝表面的沟壑形貌也不会发生变化，经过这种工艺清洗处理后，钢丝耐腐蚀性能仍然较差。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、通过机械研磨法将不锈钢粉制备成纳米粉体；

二、将步骤一中得到的纳米粉体与溶液混合配置纳米粉体悬浮液；

三、将钢丝或钢丝制品浸入纳米粉体悬浮液中，并对纳米粉体悬浮液施加超声波，进行超声波清洗6－10 min；

四、取出钢丝或钢丝制品，进行吹干。

作为优选，所述步骤一中将不锈钢粉体加入球磨罐中进行研磨，同时在球磨罐中加入酒精，球磨罐中的研磨球与不锈钢粉体的质量比为6－10：1，球磨时间为10 ~ 40 h，并向球磨罐中通氩气进行保护；所述研磨球的直径为3~5mm。

球磨罐中每1000g粉体加入40－70ML酒精。

作为优选，在步骤二采用的溶液为纯酒精，每1000ml酒精中加入100-120g粉体，加入后在室温下采用磁力搅拌器搅拌20－40min。

作为优选，所述步骤二在独立的具有容器的磁力搅拌器中进行，然后将得到的纳米粉体悬浮液倒入超声波清洗器中对钢丝或钢丝制品进行超声波清洗；或所述步骤二直接在超声波清洗器中进行，待纳米粉体悬浮液配置成后再放入钢丝或钢丝制品进行超声波清洗。

作为优选，所述钢丝或钢丝制品材质为304H，所述不锈钢粉体为304H不锈钢粉体，所述研磨球为不锈钢球，所述钢丝制品包括弹簧。

作为优选，所述超声波清洗器包括带超声波振动的清洗槽、可架设于所述清洗槽内的滤网框、可设于所述清洗槽内的若干传送辊；所述滤网框包括框体和位于框体顶部外沿的框架，所述框架上设有起吊环。

作为优选，所述清洗槽内一组相对的两侧槽壁上对应地设有若干个用于与传送辊两端配合的辊嵌槽，所述辊嵌槽内陷于槽壁上，所述辊嵌槽包括向上延伸至清洗槽槽顶且上端敞口形成嵌入口的导入槽部，至少部分辊嵌槽还包括相通连接于导入槽部底部且与所述导入槽部形成折角的卡位槽部。

采用辊嵌槽的形式可减少对清洗槽槽内空间的占用，清洗槽内空间利用率高，同时在使用滤网框时也不影响滤网框的架设，保证使用滤网框选用的最大化，且与清洗槽壁之间尽可能贴合，使得清洗槽的振动带动滤网框的振，提高超声波的使用效率。且辊嵌槽朝向清洗槽内有槽口沿上相向设置限位沿，传送辊两端设直径大于传送辊主体直径、小于相向的两条限位沿之间间距的安装盘。

作为优选，所述辊嵌槽分为只具有所述导入槽部的辊嵌槽的高位槽和具有所述导入槽部与所述卡位槽部的低位槽，所述高位槽与低位槽相间设置；所述高位槽的槽底端高于所述低位槽的槽底端，所述低位槽的导入槽部与所述卡位槽部之间相互垂直，卡位槽部水平设置，且所有低位槽的卡位槽部相对于各自对应的卡位槽部朝一个方向弯折延伸。

为保证用滤网框清洗钢丝制品时清洗槽具有足够容量，清洗槽需要具有足够的槽深，相应地高位槽设置为长槽，以便钢丝伸入槽底，可节约溶液使用量，同时也保证传送辊不易脱槽。

作为优选，每相邻两个传送辊为一组，且该两个传送辊两端连接有连杆；所述连杆包括杆体和固设于杆体两端分别与两传送辊活动套接的套环，所述套环直径小于所述传送辊直径，所述传送辊两端设有内陷形成的与所述套环配合套接的套嵌辊轴部。

上述结构的传送辊两两一组，且每组高低设置，钢丝在清洗器内上下往复行进，加长了在清洗器内的路程，提高了清洗效率，由于高位槽一直受钢丝向下拉的力，不会往上跑，故只需要一个导入槽部即可，导入槽部为长槽，传送辊不易脱出且易安装，低位槽的卡位槽部可将传送辊卡在该位置内不沿导入槽部往上跑脱槽，且在钢丝行进过程中也带动传送辊往卡位槽部内压。

上述特殊连杆的设置，即便于两两一组的传送辊方便、快速地安装到相应槽位上，同时在钢丝传送过程中，高槽位上的传送辊由于钢丝向下拉的力一直受向下的作用力，并通过连杆还能牵制低槽位内的传送辊，低槽位内的传送辊只能抵在卡倍槽部内。

作为优选，所述清洗槽槽壁上设有若干条向槽内凸起的架条，所述滤网框上设有由滤网向框内陷形成的与所述架条架接的架槽；所述架槽上端封口形成水平架面，所述架条底端连接于所述清洗槽槽底板上，上端低于所述清洗槽槽顶；所述清洗槽沿钢丝传送方向的两端槽壁上部可拆卸地设有导送辊，且位于钢丝传出一端的槽壁上设有去液吹风装置，去液吹风装置包括连接于清洗槽外壁上的去液槽，设于去液槽顶部的导入导出辊，设于去液槽内的沉入辊，设于迎向清洗槽的去液槽槽壁面上的具有多个向下的导风板的导风口。

架条的设置使得清洗槽可充分地带动滤网框振动，从而实现从动效应，整个滤网框也进行超声波振动，提高超声波清洗效率。且架条与提高了滤网框的稳定，架槽提高了滤网框的强度。

导送辊可分为位于槽壁顶部高出槽壁的第一导送辊和位置低于高位槽部底部的第二导送辊，第一导送辊用于将钢丝导入到清洗槽内，第二导送辊用于保证钢丝在清洗槽内有效、稳定传送。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过纳米技术制备一种纳米颗粒悬浮液及超声波清洗技术对钢丝或钢丝制品（特别是304H的钢丝和钢丝制品）进行超声清洗，经过清洗后不仅钢丝表面拉丝粉可以完全被清除，而且钢丝表面之前的沟壑状消失，表面呈现出平滑的形貌，如图7，从而防止因钢丝表面电位差及间隙造成的腐蚀。

2、本申请的超声波清洗器根据钢丝或钢丝制品的特性，可选择地与滤网框或传送辊组装配合，例如滤网框用来清洗钢丝制品（如弹簧）、传送辊可用来清洗传送中的钢丝，滤网框与传送辊拆装方便，清洗器适用的产品多，应用范围广，结构简单、成本低。

附图说明

图1是设置传送辊的本申请结构示意图一；

图2是设置滤网框的本申请结构示意图二；

图3是滤网框结结构示意图；

图4是连杆结构示意图；

图5是传送辊结构示意图；

图6是现有钢丝表面微观形貌谱图；

图7是经过本申请方法处理后的钢丝表面微观形貌谱图；

图8是卡接件结构示意图一；

图9是卡接件结构示意图二；

图10是与卡接件配合的第二导送辊结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、通过机械研磨法将不锈钢粉制备成纳米粉体；

二、将步骤一中得到的纳米粉体与溶液混合配置纳米粉体悬浮液；

三、将钢丝或钢丝制品浸入纳米粉体悬浮液中，并对纳米粉体悬浮液施加超声波，进行超声波清洗6min；

四、取出钢丝或钢丝制品，进行吹干。

所述步骤一中将不锈钢粉体加入球磨罐中进行研磨，同时在球磨罐中加入酒精，球磨罐中的研磨球与不锈钢粉体的质量比为6：1，球磨时间为10 h，并向球磨罐中通氩气进行保护；所述研磨球的直径为3mm。

在步骤二采用的溶液为纯酒精，每1000ml酒精中加入100g粉体，加入后在室温下采用磁力搅拌器搅拌20min。

所述步骤二在独立的具有容器的磁力搅拌器中进行，然后将得到的纳米粉体悬浮液倒入超声波清洗器中对钢丝或钢丝制品进行超声波清洗；或所述步骤二直接在超声波清洗器中进行，待纳米粉体悬浮液配置成后再放入钢丝或钢丝制品进行超声波清洗。

所述钢丝或钢丝制品材质为304H，所述不锈钢粉体为304H不锈钢粉体，所述研磨球为不锈钢球，所述钢丝制品包括弹簧。

实施例二：

与上述实施例不同处在于使用市售304H粉末进行机械研磨，球粉比为7:1，球磨时间为20h，球磨转速为300r/min，球磨罐中加入60mL酒精，球磨过程中通氩气保护，球磨结束后，配置悬浮液，1000mL酒精中加入105g粉体，用磁力搅拌器搅拌30min，将样品钢丝浸入洗液，放入超声波清洗器中清洗7min，清洗结束后对其表面形貌及耐腐蚀性能进行测试。所述研磨球的直径为4mm。

实施例三：

与上实施例不同处在于使用市售304H粉末进行机械研磨，球粉比为8:1，球磨时间为30h，球磨转速为300r/min，球磨罐中加入60mL酒精，球磨过程中通氩气保护，球磨结束后，配置悬浮液，1000mL酒精中加入110g粉体，用磁力搅拌器搅拌40min，将样品钢丝浸入洗液，放入超声波清洗器中清洗8min，清洗结束后对其表面形貌及耐腐蚀性能进行测试。所述研磨球的直径为5mm。

实施例四：

与上实施例不同处在于使用市售304H粉末进行机械研磨，球粉比为9:1，球磨时间为40h，球磨转速为300r/min，球磨罐中加入60mL酒精，球磨过程中通氩气保护，球磨结束后，配置悬浮液，1000mL酒精中加入120g粉体，用磁力搅拌器搅拌30min，将样品钢丝浸入洗液，放入超声波清洗器中清洗9min，清洗结束后对其表面形貌及耐腐蚀性能进行测试。

实施例五：

与上实施例不同处在于使用市售304H粉末进行机械研磨，球粉比为10:1，球磨时间为40h，球磨转速为300r/min，球磨罐中加入60mL酒精，球磨过程中通氩气保护，球磨结束后，配置悬浮液，1000mL酒精中加入120g粉体，用磁力搅拌器搅拌30min，将样品钢丝浸入洗液，放入超声波清洗器中清洗10min，清洗结束后对其表面形貌及耐腐蚀性能进行测试。

表1、实例1－5测试结果

由以上实例可以看出，经过该工艺清洗处理后，304H钢丝表面形貌变得平滑，耐腐蚀性能大幅度提高。

实施例六：

与上述实施例不同处在于所述超声波清洗器包括带超声波振动的清洗槽1、可架设于所述清洗槽内的滤网框2、可设于所述清洗槽内的若干传送辊3；所述滤网框包括框体21和位于框体顶部外沿的框架22，所述框架上设有起吊环23。

所述清洗槽内一组相对的两侧槽壁上对应地设有若干个用于与传送辊两端配合的辊嵌槽11，所述辊嵌槽内陷于槽壁上，所述辊嵌槽包括向上延伸至清洗槽槽顶且上端敞口形成嵌入口的导入槽部111，至少部分辊嵌槽还包括相通连接于导入槽部底部且与所述导入槽部形成折角的卡位槽部112。

所述辊嵌槽分为只具有所述导入槽部的辊嵌槽的高位槽和具有所述导入槽部与所述卡位槽部的低位槽，所述高位槽与低位槽相间设置；所述高位槽的槽底端高于所述低位槽的槽底端，所述低位槽的导入槽部与所述卡位槽部之间相互垂直，卡位槽部水平设置，且所有低位槽的卡位槽部相对于各自对应的卡位槽部朝一个方向弯折延伸。

实施例七：

与上述实施例不同处在于每相邻两个传送辊为一组，且该两个传送辊两端连接有连杆4；所述连杆包括杆体41和固设于杆体两端分别与两传送辊活动套接的套环42，所述套环直径小于所述传送辊直径，所述传送辊两端设有内陷形成的与所述套环配合套接的套嵌辊轴部43。

上述结构的传送辊两两一组，且每组高低设置，钢丝在清洗器内上下往复行进，加长了在清洗器内的路程，提高了清洗效率，由于高位槽一直受钢丝向下拉的力，不会往上跑，故只需要一个导入槽部即可，导入槽部为长槽，传送辊不易脱出且易安装，低位槽的卡位槽部可将传送辊卡在该位置内不沿导入槽部往上跑脱槽，且在钢丝行进过程中也带动传送辊往卡位槽部内压。

上述特殊连杆的设置，即便于两两一组的传送辊方便、快速地安装到相应槽位上，同时在钢丝传送过程中，高槽位上的传送辊由于钢丝向下拉的力一直受向下的作用力，并通过连杆还能牵制低槽位内的传送辊，低槽位内的传送辊只能抵在卡倍槽部内。

所述清洗槽槽壁上设有若干条向槽内凸起的架条5，所述滤网框上设有由滤网向框内陷形成的与所述架条架接的架槽24；所述架槽上端封口形成水平架面，所述架条底端连接于所述清洗槽槽底板上，上端低于所述清洗槽槽顶；所述清洗槽沿钢丝传送方向的两端槽壁上部可拆卸地设有导送辊6，且位于钢丝传出一端的槽壁上设有去液吹风装置。

去液吹风装置包括连接于清洗槽外壁上的去液槽7，设于去液槽顶部的导入导出辊71，设于去液槽内的沉入辊72，设于迎向清洗槽的去液槽槽壁面上的具有多个向下的导风板的导风口73。钢丝可经去液槽去液，同样钢丝制品也可连同滤网框一并送入去液槽进行风干，去液槽内的沉入辊同清洗槽的传送辊的安装方式，便于拆装，导入导出辊也设置为可拆卸地方式。去液槽大小可与滤网框适配，也可以滤网框送入另外独立的风干装置进行风干，而不采用去液槽风干。

所述导送辊可分为位于槽壁顶部高出槽壁的第一导送辊和位置低于高位槽部底部的第二导送辊。第一导送辊用于将钢丝导入到清洗槽内，第二导送辊用于保证钢丝在清洗槽内有效、稳定传送。

所述第二导送辊两端通过可拆卸的卡接件插设于与所述第二导送辊配合的导入槽部底端，所述导入槽部槽口相向设有限位用的收口沿，所述第二导送辊两端设有收窄的套嵌辊轴部43，所述卡接件包括套设于所述套嵌辊轴部上的具有弹性的开口套环81、对称且一体连接于开口套环两端的卡位柄82、上下依次设置的设于卡位柄外侧的限位凸部83和卡位凸阶84，所述导入槽部的底部槽壁上开设有与所述卡位凸阶配合的限位槽部；所述卡位柄上还设有超出所述清洗槽槽壁面的卡位操作部86。

先将卡接件的开口套环套于第二导送辊的套嵌辊轴部上，然后通过捏紧卡位操作部使得两条卡位柄靠拢随第二导送辊进入导入槽部，第二导送辊送到导入槽部底后，卡位凸阶自然外弹卡到限位槽部内，限位凸部抵在导入槽部的槽壁上用于限制开口套环过度开口，确保第二导送辊不能从开口套环上脱出，从而起到限制在导入槽部的底部。开口套环垂直于轴向的两侧垂直固设有外侧面光滑的挡板88，所述套嵌辊轴部两端开设有与所述挡板嵌接的稳定嵌槽87，光滑挡板可保证卡接件不易与导入槽部卡死，卡位柄的收放带动的是当滑面与面之间的平滑移动，防止开口套环环端与导入槽部刮动卡住，嵌槽的设置，使得卡接件与第二导送辊组装对位准，不易晃动，且第二导送辊与卡接件两环线连接转动自如，受卡接件的影响较小，性能好。

架条分为高架条和低架条，且高低架条相间设置，从而不仅提高了架条的支撑强度、滤网框的强度，同时也能提高清洗槽向滤网框传递超声波的效率。

本发明通过纳米技术制备一种纳米颗粒悬浮液及超声波清洗技术对钢丝或钢丝制品特别是304H的钢丝和钢丝制品进行超声清洗，经过清洗后不仅钢丝表面拉丝粉可以完全被清除，而且钢丝表面之前的沟壑状消失，表面呈现出平滑的形貌。

Claims (10)

1.一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、通过机械研磨法将不锈钢粉制备成纳米粉体；

二、将步骤一中得到的纳米粉体与溶液混合配置纳米粉体悬浮液；

三、将钢丝或钢丝制品浸入纳米粉体悬浮液中，并对纳米粉体悬浮液施加超声波，进行超声波清洗6－10 min；

四、取出钢丝或钢丝制品，进行吹干。

2.根据权利要求1所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述步骤一中将不锈钢粉体加入球磨罐中进行研磨，同时在球磨罐中加入酒精，球磨罐中的研磨球与不锈钢粉体的质量比为6－10：1，球磨时间为10 ~ 40 h，并向球磨罐中通氩气进行保护；所述研磨球的直径为3~5mm。

3.根据权利要求1所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：在步骤二采用的溶液为纯酒精，每1000ml酒精中加入100-120g粉体，加入后在室温下采用磁力搅拌器搅拌20－40min。

4.根据权利要求1所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述步骤二在独立的具有容器的磁力搅拌器中进行，然后将得到的纳米粉体悬浮液倒入超声波清洗器中对钢丝或钢丝制品进行超声波清洗；或所述步骤二直接在超声波清洗器中进行，待纳米粉体悬浮液配置成后再放入钢丝或钢丝制品进行超声波清洗。

5.根据权利要求1－4任一权利要求所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述钢丝或钢丝制品材质为304H，所述不锈钢粉体为304H不锈钢粉体，所述研磨球为不锈钢球，所述钢丝制品包括弹簧。

6.根据权利要求5所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述超声波清洗器包括带超声波振动的清洗槽（1）、可架设于所述清洗槽内的滤网框（2）、可设于所述清洗槽内的若干传送辊（3）；所述滤网框包括框体（21）和位于框体顶部外沿的框架（22），所述框架上设有起吊环（23）。

7.根据权利要求6所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述清洗槽内一组相对的两侧槽壁上对应地设有若干个用于与传送辊两端配合的辊嵌槽（11），所述辊嵌槽内陷于槽壁上，所述辊嵌槽包括向上延伸至清洗槽槽顶且上端敞口形成嵌入口的导入槽部（111），至少部分辊嵌槽还包括相通连接于导入槽部底部且与所述导入槽部形成折角的卡位槽部（112）。

8.根据权利要求7所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述辊嵌槽包括只具有所述导入槽部的辊嵌槽的高位槽和具有所述导入槽部与所述卡位槽部的低位槽，所述高位槽与低位槽相间设置；所述高位槽的槽底端高于所述低位槽的槽底端，所述低位槽的导入槽部与所述卡位槽部之间相互垂直，卡位槽部水平设置，且所有低位槽的卡位槽部相对于各自对应的卡位槽部朝一个方向弯折延伸。

9.根据权利要求8所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：每相邻两个传送辊为一组，且该两个传送辊两端连接有连杆（4）；所述连杆包括杆体（41）和固设于杆体两端分别与两传送辊活动套接的套环（42），所述套环直径小于所述传送辊直径，所述传送辊两端设有内陷形成的与所述套环配合套接的套嵌辊轴部（43）。

10.根据权利要求8所述一种对钢丝或钢丝制品进行清洗的方法，其特征在于：所述清洗槽槽壁上设有若干条向槽内凸起的架条（5），所述滤网框上设有由滤网向框内陷形成的与所述架条架接的架槽（24）；所述架槽上端封口形成水平架面，所述架条底端连接于所述清洗槽槽底板上，上端低于所述清洗槽槽顶；所述清洗槽沿钢丝传送方向的两端槽壁上部可拆卸地设有导送辊（6），且位于钢丝传出一端的槽壁上设有去液吹风装置，去液吹风装置包括连接于清洗槽外壁上的去液槽（7），设于去液槽顶部的导入导出辊（71），设于去液槽内的沉入辊（72），设于迎向清洗槽的去液槽槽壁面上的具有多个向下的导风板的导风口（73）。