CN111197163A - 一种钢绞线的前处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤：S2.磷化处理：首先将钢条浸泡在常温（10～40摄氏度）的磷化液中，浸泡1～5分钟，之后通过40～75摄氏度的热风对钢条进行风干。本发明通过热风逐渐将浸泡后钢条上附着的磷化液加热使其蒸发，在磷化液逐渐升温蒸发的过程中磷化液与钢条发生磷化反应，先在钢条表面进一步产生晶体较细的磷化膜，随着温度升高后产生晶体较粗的磷化膜，这样钢条外表面的磷化膜为内侧为结晶较细的磷化膜和外侧结晶较粗的磷化膜组成，既能够降低磷化处理的时间，也能够利用内侧结晶较细的磷化膜保证拔丝之后磷化膜的连续性，保证钢绞线的耐腐蚀性。

Description

一种钢绞线的前处理工艺
技术领域
本发明涉及一种钢绞线加工方法，特别涉及一种钢绞线的前处理工艺。
背景技术
钢绞线是由多根钢条绞合而成的钢铁制品，常用于承力索、拉线、加强芯、架空输电的地线等。钢绞线加工工艺包括前处理工艺和加工成型工艺，前处理工艺主要是对钢条进行表面处理，便于提升加工成型工艺中对钢绞线拔丝及合股后的产品质量，增加钢绞线的机械性能。
现有的钢绞线前处理工艺包括酸洗、磷化处理和皂化处理；酸洗是采用稀盐酸与钢条的表面进行反应，为了提升钢条的表面清洁度，便于后续磷化处理；磷化处理是采用磷酸及磷酸二氢盐的水溶液与钢条表面进行反应，使钢条表面形成磷化膜，磷化的主要目的是给基体金属提供保护，提高基体的防腐蚀能力；皂化处理采用钠皂的水溶液，钢条与皂化液接触后能够增大钢条表面的润滑度，为后续的加工成型工艺做准备。
在现有技术中，磷化处理采用的是常温磷化工艺，将钢条浸没在常温(10～40摄氏度)的磷化液中进行反应，浸没时间在10～40分钟之间，磷化处理中附着在钢条上的磷化液会在常温下控干，控干后再进入皂化处理。钢条外表面所得的磷化膜厚度薄、结晶细，防腐和耐磨性能都比较好，钢条拔丝后表面也能够形成连续的磷化膜，但不足之处是磷化反应时间比较长，使得前处理工艺的总体时间较长。
为了缩短磷化反应时间，可以采用中温型磷化处理工艺，将钢条浸没在50～75摄氏度的磷化液中进行反应，浸没时间在2～15分钟之间，根据磷化膜厚度不同浸没时间不同，最后在常温下控干。这种工艺能够缩短磷化反应的时间，但是由于反应温度高，反应磷化反应快速，磷化膜结晶快，因此磷化膜的结晶粗大，不耐磨，钢条经过拔丝后很难形成连续的磷化膜，因此经过拔丝之后很难得到良好的防腐性。而为了削弱磷化膜结晶粗大带来的影响，只能增大磷化层的厚度，这样以来也变相的增加了反应时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢绞线的前处理工艺，解决了现有钢绞线前处理工艺中磷化处理难以平衡反应时间和拔丝后钢条耐腐蚀性兼顾的问题。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤：S2.磷化处理：首先将钢条浸泡在常温(10～40摄氏度)的磷化液中，浸泡1～5分钟，之后通过40～75摄氏度的热风对钢条进行风干。
通过采用上述技术方案，钢条在常温的磷化液中浸泡之后会发生磷化反应，由于时间较短，因此在浸泡过程中钢条表面产生的磷化膜比较薄，但磷化膜的结晶细；之后通过热风逐渐将浸泡后钢条上附着的磷化液加热使其蒸发，在磷化液逐渐升温蒸发的过程中磷化液与钢条发生磷化反应，先在钢条表面进一步产生晶体较细的磷化膜，随着温度升高后产生晶体较粗的磷化膜，这样钢条外表面的磷化膜为内侧为结晶较细的磷化膜和外侧结晶较粗的磷化膜组成，既能够降低磷化处理的时间，也能够利用内侧结晶较细的磷化膜保证拔丝之后磷化膜的连续性，保证钢绞线的耐腐蚀性，以及利用外侧结晶较粗的磷化膜来提升磷化膜的厚度，用以辅助提升钢绞线的耐腐蚀性；而同时磷化的浸泡时间较短，并且利用热风风干钢条上附着的磷化液，也能够缩短磷化处理的整体时间。
本发明进一步设置为：步骤S2磷化处理的过程中，钢条在浸泡后、热风风干前，先用常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干(即钢条上附着的磷化液的水分蒸发20％～50％)，再用热风对钢条进行风干。
通过采用上述技术方案，进入热风风干之前，附着在钢条外表面的磷化液的浓度更高，在利用热风初始加热蒸发磷化液的过程中，磷化液与钢条反应更加快速，便于形成更多晶体较细的磷化膜，增大细晶体磷化膜的厚度，提升钢条拔丝后磷化膜的厚度和连续性，进而提升钢绞线耐腐蚀的性能。
本发明进一步设置为：步骤S2之前还有步骤S1：酸洗；将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
通过采用上述技术方案，在磷化处理之前酸洗，能够通过稀盐酸将钢条表面的铁锈和杂质清洗掉，提升钢条表面的光洁度，有利于在磷化反应的过程中，细晶体的磷化膜均匀附着在钢条的表面。
本发明进一步设置为：酸洗之后用清水冲洗后再进行磷化处理。
通过采用上述技术方案，酸洗后水洗，能够将钢条上附着的稀盐酸冲洗掉，也能够进一步对钢条表面的浮尘杂质进行清洗，避免稀盐酸混入磷化液中影响磷化反应。
本发明进一步设置为：步骤S2之后进行步骤S3：皂化处理；将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
通过采用上述技术方案，皂化的目的是为了增加钢条的表面润滑度，为后续的拔丝工段做准备，拔丝成型后的钢条形状更加均匀，拔丝拉伸后的磷化膜分布也会相对比较均匀。
本发明进一步设置为：磷化处理之后进行水洗，再进行皂化处理。
通过采用上述技术方案，能够洗去磷化处理后钢条上浸渍的磷化液，有利于皂化液附着在钢条的表面。
本发明进一步设置为：钢条为钢条卷放卷后逐根进行前处理。
通过采用上述技术方案，盘条上的钢条放卷后进行前处理，能够保证前处理中钢条与稀盐酸和磷化液反应均匀。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
1、在磷化处理的步骤中，钢条在浸没磷化液之后通过热风风干钢条上附着的磷化液，能够缩短磷化处理的时间，并且钢条在拔丝之后也具有比较良好的耐腐蚀性；
2、在磷化处理的步骤中，在热风风干钢条上附着的磷化液之前，先通过常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干，这样能够增大磷化液的浓度，有利于在热风风干磷化液的过程中在钢条外表面形成更多的细晶体磷化膜。
具体实施方式
实施例一：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
酸洗能够通过稀盐酸将钢条表面的铁锈和杂质清洗掉，提升钢条表面的光洁度，有利于在磷化反应的过程中磷化膜均匀附着在钢条的表面。否则钢条表面含有铁屑或者灰尘杂质时，在磷化反应的过程中，磷化膜的晶体很容易附着到铁屑或者灰尘杂质上，这样磷化膜的分布不均匀，也影响钢绞线的外表面质量。
S11.水洗。酸洗后的水洗，能够将钢条上附着的稀盐酸冲洗掉，也能够进一步对钢条表面的浮尘杂质进行清洗，避免稀盐酸混入磷化液中影响磷化反应。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在10摄氏度的磷化液中，浸泡5分钟。其中，磷化液采用的均为常规的磷化液，利用磷化液与钢条反应，在钢条的表面产生磷化膜，并且由于是低温反应，磷化膜的晶体较细。
S22.用常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干，钢条上附着的磷化液的水分蒸发20％。
S23.利用40摄氏度的热风对钢条进行风干。热风对磷化液加热、蒸发的初始过程中，由于磷化液的温度还没提升至中高温，发生磷化反应时产生的磷化膜仍为细晶体磷化膜，随着温度提升以及磷化液的蒸发，之后磷化反应产生磷化膜则为粗晶体磷化膜，为提升磷化膜厚度提高帮助。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
实施例二：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
S11.水洗。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在40摄氏度的磷化液中，浸泡1分钟。
S22.用常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干，钢条上附着的磷化液的水分蒸发20％。
S23.利用40摄氏度的热风对钢条进行风干。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
实施例三：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
S11.水洗。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在常温10摄氏度的磷化液中，浸泡5分钟。
S23.利用40摄氏度的热风对钢条进行风干。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
实施例四：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
S11.水洗。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在常温40摄氏度的磷化液中，浸泡1分钟。
S22.用常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干，钢条上附着的磷化液的水分蒸发20％。
S23.利用75摄氏度的热风对钢条进行风干。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
实施例五：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
S11.水洗。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在常温40摄氏度的磷化液中，浸泡1分钟。
S22.用常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干，钢条上附着的磷化液的水分蒸发50％。
S23.利用40摄氏度的热风对钢条进行风干。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
实施例六：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
S11.水洗。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在10摄氏度的磷化液中，浸泡5分钟。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
实施例七：
一种钢绞线的前处理工艺，包括以下步骤。
S1.酸洗。将钢条在浓度为10％～15％的稀盐酸中浸泡。
S11.水洗。
S2.磷化处理。磷化处理主要是为了在钢条表面形成磷化膜，利用磷化膜提升钢条的耐腐蚀性能。
S21.首先将钢条浸泡在10摄氏度的磷化液中，浸泡20分钟。
S24.水洗。为了清洗带出磷化液。
S3.皂化处理。将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
以上所有实施例中，钢条均可采用由盘条放卷后，随着钢条的传送逐渐经过各个工序。相比现有技术中将盘条采用整体浸没的方式进行上述步骤，钢条与各步骤中的反应液的接触效率增大，反应效果更好。
记录实施例一到实施例七的试验数据；将上述实施例一到实施例七试验后得到的钢条进行拔丝，对拔丝得到的钢条通过盐雾试验机进行耐腐蚀测试，并且记录数据。试验数据见表一。
Figure BDA0001872557440000061
表一
数据分析：
磷化液温度即为室温的冷风温度，通过实施例一与实施例二的对比显示，当室温越低时，要达到相同耐腐蚀性能则钢条的浸泡时间要相对延长，冷风的风干时间也要相对延长，因为温度低磷化反应速度慢。
在实施例三中，钢条在常温的磷化液中浸泡时，发生磷化反应产生的磷化膜晶体较细，细晶体磷化膜的连续性和致密性较好。实施例三中钢条在磷化液中浸泡的时间内磷化反应产生的是细晶体磷化膜，但由于反应时间较短，此时产生的细晶体磷化膜较薄；之后在热风风干的过程中，热风逐渐对钢条外附着的磷化液进行加热，磷化液与钢条发生磷化反应，在初始一段时间内由于磷化液的温度还没提升至中高温，发生磷化反应时产生的磷化膜仍为细晶体磷化膜，随着温度提升以及磷化液的蒸发，之后磷化反应产生磷化膜则为粗晶体磷化膜，为提升磷化膜厚度提高帮助。这样实施例三得到的磷化膜为内侧为细晶体磷化膜、外侧为粗晶体磷化膜，细晶体磷化膜为拔丝后的钢条提供连续、致密的保护膜，而粗晶体磷化膜则是为细晶体磷化膜提供保护，提升磷化膜的耐久度，避免磷化膜过快地因化学变化而被破坏。通过细晶体磷化膜与粗晶体磷化膜结合后互相辅助，为拔丝后的钢丝提供较佳地耐腐蚀性能，同时也大幅度缩短了磷化处理的时间，提升磷化效率。
对比实施例三和实施例六：在磷化温度和磷化浸泡时间相同的情况下，实施例三和实施例六在浸泡阶段钢条表面产生的细晶体磷化膜的厚度基本相当，但实施例三经过热风风干之后反应生成的一部分细晶体磷化膜和粗晶体磷化膜对钢条的耐腐蚀性能的影响非常巨大；在实施例六中，没有热风风干过程中产生的细晶体磷化膜和粗晶体磷化膜，钢条的耐腐蚀性能要差上非常多。
通过对比实施例三和实施例七，在常温状态下进行磷化处理时，若不采用热风对附着有磷化液的钢条进行风干处理，则需要延长钢条在磷化液中的浸泡时间，即增大浸泡阶段产生的细晶体磷化膜的厚度，才能够得到与热风风干后耐腐蚀性能相同的钢条。
在实施例一中，通过室温的冷风先对钢条外附着的钢条进行部分风干，之后再进行热风风干，在进行冷风风干之后磷化液在常温风干的过程中能够与钢条反应产生一部分细晶体的磷化膜，同时也能够提高剩余附着磷化液的浓度，这样在热风风干初始加热、蒸发磷化液的过程中，磷化液与钢条反应更加快速，便于形成更多细晶体磷化膜，增大细晶体磷化膜的厚度，提升钢条拔丝后磷化膜的厚度和连续性，进而提升钢绞线耐腐蚀的性能。对比实施例一和实施例三，采用先冷风风干在热风风干的工艺之后，虽然风干时间略有延长，但钢条耐腐蚀的性能提升更加明显。
对比实施例二和实施例四，热风风干温度越高，风干时间越短。由于热风风干温度较高，钢条上附着的磷化液升温和蒸发的速度就越快，磷化反应的时间就越短，反应更加快速，因此在热风风干的过程中形成的细晶体磷化膜相比实施例二较薄，粗晶体磷化膜较厚，细晶体磷化膜由于厚度较薄，在钢条在经过拔丝变形后细晶体磷化膜也很难形成连续、致密的磷化层。因此，热风风干温度越高，细晶体磷化膜的厚度越薄，拔丝后的钢丝耐腐蚀性能越差，但在40℃～75℃之间仍能够取得优良的耐腐蚀效果。
当冷风风干钢条外附着的磷化液水分越多时，热风风干时风干时间越短、磷化反应越剧烈。对比实施例二和实施例五可知，提升冷风风干的水分后会相应增大风干时间，但产生的磷化膜的厚度和耐腐蚀性能也大致相当。
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。

Claims (7)

1.一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，包括以下步骤： S2.磷化处理：首先将钢条浸泡在常温（10～40摄氏度）的磷化液中，浸泡1～5分钟，之后通过40～75摄氏度的热风对钢条进行风干。
2.根据权利要求1所述的一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，步骤S2磷化处理的过程中，钢条在浸泡后、热风风干前，先用常温的冷风将钢条上附着的磷化液吹至半干（即钢条上附着的磷化液的水分蒸发20%～50%），再用热风对钢条进行风干。
3.根据权利要求1所述的一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，步骤S2之前还有步骤S1：酸洗；将钢条在浓度为10%～15%的稀盐酸中浸泡。
4.根据权利要求3所述的一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，酸洗之后用清水冲洗后再进行磷化处理。
5.根据权利要求1所述的一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，步骤S2之后进行步骤S3：皂化处理；将钢条浸泡在成分为钠皂水溶液的皂化液中，之后控干附着在钢条上的皂化液。
6.根据权利要求5所述的一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，磷化处理之后进行水洗，再进行皂化处理。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种钢绞线的前处理工艺，其特征在于，钢条为钢条卷放卷后逐根进行前处理。
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