CN110093644A - 一种钢丝、其制造方法、钢丝绳及输送带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种钢丝、其制造方法、钢丝绳及输送带，涉及钢丝生产技术领域，钢丝包括钢丝基体和包裹在所述钢丝基体外圆面的镀层，镀层包括铁锌合金镀层和铜锌合金镀层，铜锌合金镀层包裹在所述钢丝基体的外圆面，铁锌合金镀层包裹在所述钢丝基体和所述铜锌合金镀层之间；本发明中的钢丝表面为铜锌合金层，其延展性较好，易于拉拔，可以直接降低钢丝表面与模具的摩擦，因此可以在现有基础上进行拉拔提速，提高产品的生产效率。

Description

一种钢丝、其制造方法、钢丝绳及输送带
技术领域
本发明涉及钢丝及其产品技术领域，具体涉及一种钢丝、其制造方法、钢丝绳及输送带。
背景技术
通过将细规格钢丝捻制后用于橡胶、塑料制品或热塑性弹性体中，从而使得橡胶、塑料制品或热塑性弹性体获得优良的使用性能及较长的使用寿命。这种技术手段已经得到了广泛的应用，如子午线轮胎、同步带、输送带等。
钢丝为了获得较好的加工性能、耐腐蚀性能及与橡胶、塑料及热塑性弹性体的粘合力等，往往在钢丝表面增加一定的镀层。钢丝绳与橡胶之间的粘合主要是一种化学粘合，它是基于钢丝绳上常规铜合金镀层与橡胶在硫化过程中产生的粘合剂。通常用于加强橡胶尤其是轮胎的钢丝绳，其镀层一般为传统的黄铜镀层。钢丝绳与热塑性弹性体之间的粘合虽然不排除两者之间的化学粘合，但基本上是基于钢丝绳与基体之间的机械固定。
通常用于加强热塑性弹性体的钢丝绳，其镀层一般具有锌或锌合金镀层。传统的黄铜镀层与单纯的锌镀层具有一定的缺点。传统的黄铜镀层钢丝的疲劳性能相对较低。表面为单纯的锌镀层的钢丝，在拉拔和捻制过程中，会增加产品的生产周期。而且钢丝表面的纯锌层同样会影响钢丝捻制过程中的润滑性能。此外，钢丝表面锌层的存在还会影响客户的后续加工性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢丝、其制造方法、钢丝绳及输送带，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一种钢丝，包括钢丝基体和包裹在所述钢丝基体外圆面的镀层，所述镀层包括铁锌合金镀层和铜锌合金镀层，所述铜锌合金镀层包裹在所述钢丝基体的外圆面，所述铁锌合金镀层包裹在所述钢丝基体和所述铜锌合金镀层之间；所述镀层的厚度小于6μm，所述铁锌合金镀层的体积至少占所述镀层体积的20％。
本发明还公开了一种上述钢丝的制造方法，包括如下步骤：
步骤1、获取钢丝基体；
步骤2、将钢丝基体送入电镀锌槽中，获取表面镀有锌层的钢丝基体；
步骤3、将表面镀有锌层的钢丝基体送入电镀铜槽中，获取从外到内依次镀有铜层和锌层的钢丝基体；
步骤4、对获取的所述从外到内依次镀有铜层和锌层的钢丝基体热扩散处理，获取的钢丝基体上从外到内依次有铜锌合金镀层和铁锌合金镀层；
步骤5、对获取的所述从外到内依次有铜锌合金镀层和铁锌合金镀层的钢丝基体拉拔处理，获取钢丝。
本发明还公开了一种使用上述钢丝制成的钢丝绳，所述钢丝绳包括至少一根钢丝。
本发明还公开了一种使用上述钢丝绳制成的输送带。
本发明的优点在于：
1、本发明中的钢丝表面为铜锌合金层，其延展性较好，易于拉拔，可以直接降低钢丝表面与模具的摩擦，因此可以在现有基础上进行拉拔提速，提高产品的生产效率；
2、改善捻制过程中钢丝与机床走线部件间的润滑效果，提升捻制速度，钢丝绳中钢丝表面存在质地较软的铜锌合金层，会降低绳中钢丝之间的微动摩擦磨损，同样可以提升钢丝绳的三辊疲劳性能。
附图说明
图1为本发明具体实施方式钢丝及镀层结构图；
图2为本发明具体实施方式钢丝绳横向截面图；
图3为本发明具体实施方式输送带的横向截面示意图。
其中：1、钢丝；2、钢丝基体；3、铁锌合金镀层；4、铜锌合金镀层；5、钢丝绳；51、第一基体；52、第二基体；6、第四钢丝；7、第三钢丝；8、第二钢丝；9、第一钢丝；10、输送带。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种钢丝，包括钢丝基体2和包裹在所述钢丝基体2外圆面的镀层，所述镀层包括铁锌合金镀层3和铜锌合金镀层4，所述铜锌合金镀层4包裹在所述钢丝基体2的外圆面，所述铁锌合金镀层3包裹在所述钢丝基体2和所述铜锌合金镀层4之间；所述镀层的厚度小于6μm，所述铁锌合金镀层3的体积至少占所述镀层体积的20％。
本发明还公开了一种上述钢丝的制造方法，包括如下步骤：
步骤1、获取钢丝基体2；
步骤2、将钢丝基体2送入电镀锌槽中，获取表面镀有锌层的钢丝基体2；
步骤3、将表面镀有锌层的钢丝基体2送入电镀铜槽中，获取从外到内依次镀有铜层和锌层的钢丝基体2；
步骤4、对获取的所述从外到内依次镀有铜层和锌层的钢丝基体2热扩散处理，获取的钢丝基体2上从外到内依次有铜锌合金镀层4和铁锌合金镀层3；在热扩散的过程中，由于锌的熔点相对较低，因此处于中间层的锌原子同时向钢基体和外侧铜层中扩散，与钢基体中的铁原子形成铁锌合金，与外侧的铜原子形成铜锌合金；
步骤5、对获取的所述从外到内依次有铜锌合金镀层4和铁锌合金镀层3的钢丝基体拉拔处理，获取钢丝1。
具有这种镀层结构的钢丝1可以通过下列手段获得。以Ф1.35mm钢丝为例，主要是经过电镀锌-电镀铜-热扩散-拉拔。钢丝在电镀锌和电镀铜后，经过热扩散，最终在钢丝的最外层获得铜-锌合金层，且在铜-锌合金镀层与钢丝之间有一种铁-锌合金镀层。最后进行湿拉获得所需的钢丝。
在本实施例中，钢丝基体2外镀层的厚度小于3.5μm。铁锌合金镀层3的体积占所述镀层体积的40％，进一步的，铁锌合金镀层3的体积占所述镀层体积的60％，更进一步的，铁锌合金镀层3的体积占所述镀层体积的80％。
表面为铜锌合金镀层4，且在铜锌合金镀层4与钢丝基体2之间有一种铁锌合金镀层3的钢丝1具有以下优点。
将镀锌丝中的纯锌层转化成铜锌合金层4有利于湿拉水箱的拉拔。现有技术中，由于钢丝表面的铁锌合金层3较硬，且延展性较低，在拉拔时与模具之间产生激烈的摩擦，温度提升较快，润滑剂在钢丝表面过烧发生变质，并附着在钢丝基体2表面，因此钢丝1表面颜色会发生改变。本发明中的钢丝1表面为铜锌合金层4，其延展性较好，易于拉拔，可以直接降低钢丝1表面与模具的摩擦，因此可以在现有基础上进行拉拔提速，提高产品的生产效率。
具有这种镀层结构的钢丝1由于钢丝1表面铜锌合金层4的存在同样会改善捻制过程中钢丝与机床走线部件间的润滑效果，提升捻制速度。
本发明还公开了一种使用钢丝1制成的钢丝绳5，钢丝绳5包括至少一根钢丝1。
本发明还公开了一种使用上述钢丝绳5制成的输送带10。
使用本发明中的钢丝1捻制过程中钢丝绳5与机床间硬磨程度的降低会在一定程度上提高钢丝绳5的三辊疲劳性能。并且在三辊疲劳检测过程中，钢丝绳5中钢丝1表面存在质地较软的铜锌合金层4，会降低绳中钢丝1之间的微动摩擦磨损，同样可以提升钢丝绳5的三辊疲劳性能。具有这种镀层结构的钢丝绳5在用于橡胶制品增强材料时由于表面铜锌合金层4的存在，钢丝绳5产品对橡胶会产生更高的亲和力，有利于粘合力的提升。
图2是一种输送带用钢丝绳5，其结构为(0.25+6×0.24)+6×(0.23+6×0.21)。具体为，一根第一基体51和扭绞在第一基体51外的六根第二基体52，第一基体51包括六根钢丝，第二基体52包若六根钢丝，第一基体51和第二基体52中的钢丝均为本发明中的钢丝1。第一基体51包括一第一钢丝9和扭绞在第一钢丝9外的六根第二钢丝8，第一钢丝9的直径为0.25mm，第二钢丝8的直径为0.24mm；第二基体52包括一第三钢丝7和扭绞在第三钢丝外的六根第四钢丝6，第三钢丝7的直径为0.23mm，第四钢丝6的直径为0.21mm。
钢丝绳5作为骨架材料粘附在橡胶中如图3，钢丝绳5中的组成钢丝1均具有本发明的钢丝镀层结构。钢丝绳中所有钢丝的镀层厚度为3μm左右，表面铜锌镀层3的厚度为1.9μm左右。
表1中数据是现有技术与本发明中钢丝绳5产品的对比。从表中可以看出，现有技术下钢丝的拉拔速度为3m/s，实际生产中最大将拉拔速度可提升至4m/s，继续增大就会影响钢丝绳成品的性能。而本发明中钢丝的拉拔速度可提升至8m/s，并且对钢丝绳的外观、疲劳性能以及粘合力不会产生太大的影响。同时可以看出，本发明样品在同等条件下，疲劳性能及粘合力均好于现有技术样品。
表1
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种钢丝，其特征在于，包括钢丝基体和包裹在所述钢丝基体外圆面的镀层，所述镀层包括铁锌合金镀层和铜锌合金镀层，所述铜锌合金镀层包裹在所述钢丝基体的外圆面，所述铁锌合金镀层包裹在所述钢丝基体和所述铜锌合金镀层之间；所述镀层的厚度小于6μm，所述铁锌合金镀层的体积至少占所述镀层体积的20%。
2.根据权利要求1所述的钢丝，其特征在于，所述镀层厚度小于3.5μm。
3.根据权利要求1所述的钢丝，其特征在于，所述铁锌合金镀层的体积占所述镀层体积的40%。
4.根据权利要求1所述的钢丝，其特征在于，所述铁锌合金镀层的体积占所述镀层体积的60%。
5.根据权利要求所述的钢丝，其特征在于，所述铁锌合金镀层的体积占所述镀层体积的80%。
6.一种制造权利要求1所述的钢丝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取钢丝基体；
将钢丝基体送入电镀锌槽中，获取表面镀有锌层的钢丝基体；
将表面镀有锌层的钢丝基体送入电镀铜槽中，获取从外到内依次镀有铜层和锌层的钢丝基体；
对获取的所述从外到内依次镀有铜层和锌层的钢丝基体热扩散处理，获取的钢丝基体上从外到内依次有铜锌合金镀层和铁锌合金镀层；
对获取的所述从外到内依次有铜锌合金镀层和铁锌合金镀层的钢丝基体拉拔处理，获取钢丝。
7.一种钢丝绳，其特征在于，包括至少一根如权利要求1中所述的钢丝。
8.一种输送带，包括钢丝绳，其特征在于，所述钢丝绳为权利要求7所述的钢丝绳。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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