CN111893276B - 一种环保耐热高温合金钢丝制备方法 - Google Patents

一种环保耐热高温合金钢丝制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：步骤A，将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；步骤B，真空固溶热处理，结束后在低压氮气保护气氛下到40～100℃的液体淬火油中，快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污，表面清洗风干；步骤C，放线，表面处理至钢丝表面粗糙度0.8μm≤Ra≤1.5μm，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，使用油脂含量高的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以20～50m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，收线。本发明不使用氢氟酸和含铜离子盐，对工人安全和对环境友好；钢丝表面成膜效率更高。

Description

一种环保耐热高温合金钢丝制备方法
技术领域
本发明涉及钢丝表面处理，具体为一种环保耐热高温合金钢丝制备方法。
背景技术
目前国内绝大部分耐热合金及高温合金成品钢丝仍然依靠进口，国产化替代是一个势在必行的趋势。一般低碳及低碳合金和高碳钢钢丝可以使用盐酸溶液和硫酸溶液采用浸泡的方式去除表面的氧化皮，但是含铬和镍元素较高的不锈钢、耐热钢、高温合金钢丝经过固溶热处理工艺后表面氧化皮，需要使用腐蚀性很强的氢氟酸去酸洗。基于环保要求不使用氢氟酸酸洗，所以采用的机械除鳞的方式进行表面处理，然而要想达到冷镦钢丝级别的表面质量，就需要选择合适目数的砂带搭配与对应的线材通过速度相匹配，同时还有控制砂带对钢丝的正压力。不仅如此，钢丝固溶后的表面强度和机械除鳞的接触面积和通过次数也会对表面处理效果产生很大的影响。
目前市场上一些难处理的耐热钢、高温合金钢丝的传统工艺为：钢丝(钢厂原料状态为固溶热处理，表面酸洗状态)通过浸入的方式在80～100℃的草酸溶液的处理槽中浸泡一定的时间，然后捞起来晾干，配合油脂含量比较高的拉丝粉进行半成品拉丝。拉丝后进行分卷，每卷约100～300kg捆扎起来，以每炉1000kg的装炉方式装入井式炉或者箱式炉，按照既定的加热工艺进行热加工，钢丝处理冷却的过程基本上都是以室外吊钩转移的方式转移到水池中进行冷却，来完成钢丝的固溶。期间，转移时间基本上都会超过30秒以上，对钢丝的质量均匀性非常不好。然后固溶后的钢丝通过浸入氢氟酸，酸洗去除表面氧化皮，根据后续的冷镦企业需求做成电镀铜皮膜或者草酸皮膜，很明显这两种皮膜工艺对现行的环保标志造成了挑战，一些地区的环保法规明确禁止电镀铜和无组织排放的草酸槽液。而且此种方法的钢丝皮膜生产过程中冷镦紧固件厂仍需要使用一系列的化学药品把表面的铜镀层溶解脱离，否则零部件在热处理时表面会渗入少量的铜元素，造成质量的不稳定性，此过程也将对冷镦环节造成较大的环境负担和人力浪费。
综上所述，传统的耐热高温合金制作方法的缺点主要有：HF(氢氟酸)的污染排放、高COD(化学耗氧量)草酸废液排放、铜离子废液排放等问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种钢丝表面成膜效率高、生产效率高、性能更稳定的环保耐热高温合金钢丝制备方法。
技术方案：本发明所述的一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：
步骤A，将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮来去除外表面的钝化层和近表面的缺陷，冷却清洗来冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘，电解酸洗来冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘，在线涂层，拉拔处理，收线；
步骤B，真空固溶热处理，结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到40～100℃的液体淬火油中，并没入油中，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污，表面清洗风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理至钢丝表面粗糙度0.8μm≤Ra≤1.5μm，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化使钢丝表面磷化膜孔隙率小于5％，皂化，使用油脂含量高的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以20～50m/min的较慢速度进行拉拔收线，使得皮膜与金属基体机械粘结更加紧密，并以流动的水对拉丝模进行冷却，收线。
具体地，步骤A中，电解酸洗为冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为20～30％，温度5～45℃，钢丝浸泡在电解槽中。在线涂层为结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度5～25℃，再通过出风温度小于90℃的低压热风，通过挤压方式粘结。
步骤B中，真空固溶热处理是将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至5～10Pa，然后回充氮气至100～300Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘传递至加热室，进行固溶热处理。
步骤C中，表面处理通过双工位的砂带磨削设备进行，装配P80～P240的砂带。砂带的线速度15～45m/min，切向压力为10～30N，钢丝周向切削量为0.02～0.04mm。电解酸洗通过压电导轮通电使耐热高温合金钢丝进入在线酸洗池，电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为20～30％，温度5～45℃，钢丝浸泡在电解槽中，再用去离子水冲洗。在线磷化的电解磷化液包括以下质量百分数的物质：磷酸1.5～3.0％，氧化锌0.1～0.8％，氧化锰1.0～0.8％，酒石酸钾0.1～0.5％，硝酸锰1.0～2.0％，硝酸镍1.0～1.5％，乙二胺四乙酸0.1～0.5％，促进剂0.1～0.5％，其余为水。在线磷化的温度60～80℃，速度15～30m/min，通电电流40～100A，加持电压7～18V，使钢丝表面磷化膜孔隙率小于5％。皂化通过硬脂酸钠和硬脂酸进行，槽液温度60～90℃。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：钢丝表面处理过程中不使用氢氟酸对工人安全和对环境友好；钢丝表面成膜效率更高；生产效率更高，产品质量更稳定；下游客户减少了祛铜工序。
具体实施方式
以下各实施例中，所有原料均为购买使用。
实施例1
一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；
步骤A01，放线：将原材料耐热高温合金钢丝装载上料架后，通过主动放线的方式使线材穿过设备；
步骤A02，修磨：放线后预留一段5米长空场距离，发现钢丝有明显的磕碰伤和肉眼可见的伤痕，通过磨削装置去除表面缺陷；
步骤A03，砂磨去皮：使用双工位砂带磨削机用不同目数的砂带对绷紧的钢丝进行表面打磨，去除外表面的钝化层和近表面的缺陷；
步骤A04，冷却清洗：用高压自来水对磨削后的钢丝进行表面冷却并冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘料，然后再用纯水清洗；
步骤A05，电解酸洗：经过冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，所述电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为20％，温度5℃，钢丝动态浸泡在电解槽中，距离液面高度2cm，此方法可以解离掉磨削的锐利机械锋降低钢丝拉拔时的划伤风险；
步骤A06，在线涂层：按照拉拔压缩率的不同，在线涂层是液态皂化剂主要成分为硬脂酸钠，涂层结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度5℃，使涂层预冷凝固，再通过低压热风(出风温度0℃)，去除掉钢丝表面的水汽膜，使涂层具有抗热疲劳特性，钢丝表面的皮膜与钢丝基体不发生化学反应；
步骤A07，拉拔：使用油脂含量高于20％的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以20m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，减面率10％，保证拉拔时线材表面温度不高于100摄氏度；
步骤A08，收线：收线时钢丝盘圆外径不高于直径1.2米，收线时每个钢丝卷壁厚不高于20厘米，高度不高于40厘米，重量不高于600kg，并用金属打包带打包好；
步骤B，依次进行真空固溶热处理，真空快速油冷，表面清洗风干；
步骤B01，真空固溶热处理：将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至5Pa，然后回充氮气至100Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘机械传递至加热室固定位置，关闭加热室，按照设置好的程序进行固溶热处理；
步骤B02，真空快速油冷：固溶加热阶段结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到40℃的液体淬火油中，并没入油中，离油面的深度至少40厘米，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污；
步骤B03，表面清洗风干：将固溶油冷后的盘圆浸泡去油，温水冲洗，风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，拉拔，收线；
步骤C01，放线：重复步骤A01；
步骤C02，表面处理：使用双工位的砂带磨削设备，前后分别装配P80和P240的砂带，线速度15m/min，主轴和砂带转速分别为35Hz和25Hz，切向压力为10N，处理后表面粗糙度0.8μm，钢丝周向切削量为0.02mm，表面钝化层被打磨干净；
步骤C03，超声波清洗：经过表面处理后的线材经过超声波清洗机清洗，介质为纯水，钢丝埋入液面以下5公分，钢丝出超声波清洗装置后有吹气装置去除表面水渍；
步骤C04，电解酸洗：重复步骤A05，对磨削表面进行精整，去离子水冲洗；
步骤C05，在线磷化：电解磷化液为锌锰系，主要成分为磷酸1.5％、氧化锌0.1％、氧化锰1.0％、酒石酸钾0.1％、硝酸锰1.0％、硝酸镍1.0％、乙二胺四乙酸0.1％、促进剂0.1％、其余水，温度60℃，速度15m/min，通电电流40A，加持电压18V，使其表面磷化膜孔隙率小于5％，出槽时去离子水冲洗并降低温度；
步骤C06，皂化：主要成分为硬脂酸钠和硬脂酸，槽液温度60℃，主要以物理吸附为主，使其表面质量孔隙率小于1％；
步骤C07，拉拔：重复步骤A07，减面率2.5％，使得涂层与金属基体机械粘结更加紧密；
步骤C08，收线：重复步骤A08，成品钢丝圈径不高于1.25米，每卷重量不高于600kg，用嵌套牛皮纸壳的钢带打包，并挂上产品标牌；
步骤D：捆扎好的钢丝表面使用抗氧化的纳米防氧化防潮解的薄膜紧紧裹在钢丝盘卷一周，包好后在最外层再打包一层普通的防尘防水蛇皮袋；贴上客户订单信息，扫码入库。
实施例2
一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；
步骤A01，放线：将原材料耐热高温合金钢丝装载上料架后，通过主动放线的方式使线材穿过设备；
步骤A02，修磨：放线后预留一段5米长空场距离，发现钢丝有明显的磕碰伤和肉眼可见的伤痕，通过磨削装置去除表面缺陷；
步骤A03，砂磨去皮：使用双工位砂带磨削机用不同目数的砂带对绷紧的钢丝进行表面打磨，去除外表面的钝化层和近表面的缺陷；
步骤A04，冷却清洗：用高压自来水对磨削后的钢丝进行表面冷却并冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘料，然后再用纯水清洗；
步骤A05，电解酸洗：经过冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，所述电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为30％，温度45℃，钢丝动态浸泡在电解槽中，距离液面高度5cm，此方法可以解离掉磨削的锐利机械锋降低钢丝拉拔时的划伤风险；
步骤A06，在线涂层：按照拉拔压缩率的不同，在线涂层是膏状的拉拔介质，涂层结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度25℃，使涂层预冷凝固，再通过低压热风(出风温度小于90℃)，去除掉钢丝表面的水汽膜，使涂层具有抗热疲劳特性，钢丝表面的皮膜与钢丝基体不发生化学反应，通过挤压方式机械粘结；
步骤A07，拉拔：使用油脂含量高的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以50m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，减面率25％，保证拉拔时线材表面温度不高于100摄氏度；
步骤A08，收线：收线时钢丝盘圆外径不高于直径1.2米，收线时每个钢丝卷壁厚不高于20厘米，高度不高于40厘米，重量不高于600kg，并用金属打包带打包好；
步骤B，依次进行真空固溶热处理，真空快速油冷，表面清洗风干；
步骤B01，真空固溶热处理：将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至10Pa，然后回充氮气至300Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘机械传递至加热室固定位置，关闭加热室，按照设置好的程序进行固溶热处理；
步骤B02，真空快速油冷：固溶加热阶段结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到100℃的液体淬火油中，并没入油中，离油面的深度至少40厘米，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污；
步骤B03，表面清洗风干：将固溶油冷后的盘圆浸泡去油，温水冲洗，风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，拉拔，收线；
步骤C01，放线：重复步骤A01；
步骤C02，表面处理：使用双工位的砂带磨削设备，前后分别装配P80和P150的砂带，线速度45m/min，主轴和砂带转速分别为45Hz和35Hz，切向压力为30N，处理后表面粗糙度1.5μm，钢丝周向切削量为0.04mm，表面钝化层被打磨干净；
步骤C03，超声波清洗：经过表面处理后的线材经过超声波清洗机清洗，介质为纯水，钢丝埋入液面以下10公分，钢丝出超声波清洗装置后有吹气装置去除表面水渍；
步骤C04，电解酸洗：重复步骤A05，对磨削表面进行精整，去离子水冲洗；
步骤C05，在线磷化：电解磷化液为锌锰系，主要成分为磷酸3.0％、氧化锌0.8％、氧化锰0.8％、酒石酸钾0.5％、硝酸锰2.0％、硝酸镍1.5％、乙二胺四乙酸0.5％、促进剂0.5％、其余水，温度80℃，速度30m/min，通电电流100A，加持电压7V，使其表面磷化膜孔隙率小于5％，出槽时去离子水冲洗并降低温度；
步骤C06，皂化：主要成分为硬脂酸钠和硬脂酸，槽液温度90℃，主要以物理吸附为主，使其表面质量孔隙率小于1％；
步骤C07，拉拔：重复步骤A07，减面率5.0％，使得涂层与基体金属机械粘结更加紧密；
步骤C08，收线：重复步骤A08，成品钢丝圈径不高于1.25米，每卷重量不高于600kg，用嵌套牛皮纸壳的钢带打包，并挂上产品标牌；
步骤D：捆扎好的钢丝表面使用抗氧化的纳米防氧化防潮解的薄膜紧紧裹在钢丝盘卷一周，包好后在最外层再打包一层普通的防尘防水蛇皮袋；贴上客户订单信息，扫码入库。
实施例3
一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；
步骤A01，放线：将原材料耐热高温合金钢丝装载上料架后，通过主动放线的方式使线材穿过设备；
步骤A02，修磨：放线后预留一段5米长空场距离，发现钢丝有明显的磕碰伤和肉眼可见的伤痕，通过磨削装置去除表面缺陷；
步骤A03，砂磨去皮：使用双工位砂带磨削机用不同目数的砂带对绷紧的钢丝进行表面打磨，去除外表面的钝化层和近表面的缺陷；
步骤A04，冷却清洗：用高压自来水对磨削后的钢丝进行表面冷却并冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘料，然后再用纯水清洗；
步骤A05，电解酸洗：经过冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，所述电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为25％，温度25℃，钢丝动态浸泡在电解槽中，距离液面高度4cm，此方法可以解离掉磨削的锐利机械锋降低钢丝拉拔时的划伤风险；
步骤A06，在线涂层：按照拉拔压缩率的不同，在线涂层是电解磷化液(电解磷化液种类不限)，涂层结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度15℃，使涂层预冷凝固，再通过低压热风(出风温度小于90℃)，去除掉钢丝表面的水汽膜，使涂层具有抗热疲劳特性，钢丝表面的皮膜与钢丝基体不发生化学反应，通过挤压方式机械粘结；
步骤A07，拉拔：使用油脂含量高的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以35m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，减面率18％，保证拉拔时线材表面温度不高于100摄氏度；
步骤A08，收线：收线时钢丝盘圆外径不高于直径1.2米，收线时每个钢丝卷壁厚不高于20厘米，高度不高于40厘米，重量不高于600kg，并用金属打包带打包好；
步骤B，依次进行真空固溶热处理，真空快速油冷，表面清洗风干；
步骤B01，真空固溶热处理：将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至7Pa，然后回充氮气至200Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘机械传递至加热室固定位置，关闭加热室，按照设置好的程序进行固溶热处理；
步骤B02，真空快速油冷：固溶加热阶段结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到70℃的液体淬火油中，并没入油中，离油面的深度至少40厘米，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污；
步骤B03，表面清洗风干：将固溶油冷后的盘圆浸泡去油，温水冲洗，风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，拉拔，收线；
步骤C01，放线：重复步骤A01；
步骤C02，表面处理：使用双工位的砂带磨削设备，前后分别装配P120和P240的砂带，线速度30m/min，主轴和砂带转速分别为40Hz和30Hz，切向压力为20N，处理后表面粗糙度1.1μm，钢丝周向切削量为0.03mm，表面钝化层被打磨干净；
步骤C03，超声波清洗：经过表面处理后的线材经过超声波清洗机清洗，介质为纯水，钢丝埋入液面以下7公分，钢丝出超声波清洗装置后有吹气装置去除表面水渍；
步骤C04，电解酸洗：重复步骤A05，对磨削表面进行精整，去离子水冲洗；
步骤C05，在线磷化：电解磷化液为锌锰系，主要成分为磷酸2.2％、氧化锌0.4％、氧化锰0.9％、酒石酸钾0.3％、硝酸锰1.5％、硝酸镍1.3％、乙二胺四乙酸0.3％、促进剂0.3％、其余水，温度70℃，速度22m/min，通电电流70A，加持电压8V，使其表面磷化膜孔隙率小于5％，出槽时去离子水冲洗并降低温度；
步骤C06，皂化：主要成分为硬脂酸钠和硬脂酸，槽液温度75℃，主要以物理吸附为主，使其表面质量孔隙率小于1％；
步骤C07，拉拔：重复步骤A07，减面率3.5％，使得皮膜与基体金属机械粘结更加紧密；
步骤C08，收线：重复步骤A08，成品钢丝圈径不高于1.25米，每卷重量不高于600kg，用嵌套牛皮纸壳的钢带打包，并挂上产品标牌；
步骤D：捆扎好的钢丝表面使用抗氧化的纳米防氧化防潮解的薄膜紧紧裹在钢丝盘卷一周，包好后在最外层再打包一层普通的防尘防水蛇皮袋；贴上客户订单信息，扫码入库。
实施例4
一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；
步骤A01，放线：将原材料耐热高温合金钢丝装载上料架后，通过主动放线的方式使线材穿过设备；
步骤A02，修磨：放线后预留一段5米长空场距离，发现钢丝有明显的磕碰伤和肉眼可见的伤痕，通过磨削装置去除表面缺陷；
步骤A03，砂磨去皮：使用双工位砂带磨削机用不同目数的砂带对绷紧的钢丝进行表面打磨，去除外表面的钝化层和近表面的缺陷；
步骤A04，冷却清洗：用高压自来水对磨削后的钢丝进行表面冷却并冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘料，然后再用纯水清洗；
步骤A05，电解酸洗：经过冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，所述电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为22％，温度10℃，钢丝动态浸泡在电解槽中，距离液面高度3cm，此方法可以解离掉磨削的锐利机械锋降低钢丝拉拔时的划伤风险；
步骤A06，在线涂层：按照拉拔压缩率的不同，在线涂层是高油脂含量的拉丝粉，涂层结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度10℃，使涂层预冷凝固，再通过低压热风(出风温度小于90℃)，去除掉钢丝表面的水汽膜，使涂层具有抗热疲劳特性，钢丝表面的皮膜与钢丝基体不发生化学反应，通过挤压方式机械粘结；
步骤A07，拉拔：使用油脂含量高的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以25m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，减面率13％，保证拉拔时线材表面温度不高于100摄氏度；
步骤A08，收线：收线时钢丝盘圆外径不高于直径1.2米，收线时每个钢丝卷壁厚不高于20厘米，高度不高于40厘米，重量不高于600kg，并用金属打包带打包好；
步骤B，依次进行真空固溶热处理，真空快速油冷，表面清洗风干；
步骤B01，真空固溶热处理：将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至6Pa，然后回充氮气至120Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘机械传递至加热室固定位置，关闭加热室，按照设置好的程序进行固溶热处理；
步骤B02，真空快速油冷：固溶加热阶段结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到60℃的液体淬火油中，并没入油中，离油面的深度至少40厘米，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污；
步骤B03，表面清洗风干：将固溶油冷后的盘圆浸泡去油，温水冲洗，风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，拉拔，收线；
步骤C01，放线：重复步骤A01；
步骤C02，表面处理：使用双工位的砂带磨削设备，前后分别装配P80和P240的砂带，线速度20m/min，主轴和砂带转速分别为37Hz和26Hz，切向压力为12N，处理后表面粗糙度0.9μm，钢丝周向切削量为0.02mm，表面钝化层被打磨干净；
步骤C03，超声波清洗：经过表面处理后的线材经过超声波清洗机清洗，介质为纯水，钢丝埋入液面以下6公分，钢丝出超声波清洗装置后有吹气装置去除表面水渍；
步骤C04，电解酸洗：重复步骤A05，对磨削表面进行精整，去离子水冲洗；
步骤C05，在线磷化：电解磷化液为锌锰系，主要成分为磷酸1.7％、氧化锌0.2％、氧化锰0.9％、酒石酸钾0.2％、硝酸锰1.2％、硝酸镍1.1％、乙二胺四乙酸0.2％、促进剂0.2％、其余水，温度65℃，速度17m/min，通电电流50A，加持电压15V，使其表面磷化膜孔隙率小于5％，出槽时去离子水冲洗并降低温度；
步骤C06，皂化：主要成分为硬脂酸钠和硬脂酸，槽液温度65℃，主要以物理吸附为主，使其表面质量孔隙率小于1％；
步骤C07，拉拔：重复步骤A07，减面率3.0％，使得皮膜与基体金属机械粘结更加紧密；
步骤C08，收线：重复步骤A08，成品钢丝圈径不高于1.25米，每卷重量不高于600kg，用嵌套牛皮纸壳的钢带打包，并挂上产品标牌；
步骤D：捆扎好的钢丝表面使用抗氧化的纳米防氧化防潮解的薄膜紧紧裹在钢丝盘卷一周，包好后在最外层再打包一层普通的防尘防水蛇皮袋；贴上客户订单信息，扫码入库。
实施例5
一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；
步骤A01，放线：将原材料耐热高温合金钢丝装载上料架后，通过主动放线的方式使线材穿过设备；
步骤A02，修磨：放线后预留一段5米长空场距离，发现钢丝有明显的磕碰伤和肉眼可见的伤痕，通过磨削装置去除表面缺陷；
步骤A03，砂磨去皮：使用双工位砂带磨削机用不同目数的砂带对绷紧的钢丝进行表面打磨，去除外表面的钝化层和近表面的缺陷；
步骤A04，冷却清洗：用高压自来水对磨削后的钢丝进行表面冷却并冲洗掉钢丝表面的磨削粉尘料，然后再用纯水清洗；
步骤A05，电解酸洗：经过冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，所述电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为28％，温度40℃，钢丝动态浸泡在电解槽中，距离液面高度4cm，此方法可以解离掉磨削的锐利机械锋降低钢丝拉拔时的划伤风险；
步骤A06，在线涂层：按照拉拔压缩率的不同，在线涂层是膏状的拉拔介质，涂层结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度23℃，使涂层预冷凝固，再通过低压热风(出风温度小于90℃)，去除掉钢丝表面的水汽膜，使涂层具有抗热疲劳特性，钢丝表面的皮膜与钢丝基体不发生化学反应，通过挤压方式机械粘结；
步骤A07，拉拔：使用油脂含量高的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以40m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，减面率22％，保证拉拔时线材表面温度不高于100摄氏度；
步骤A08，收线：收线时钢丝盘圆外径不高于直径1.2米，收线时每个钢丝卷壁厚不高于20厘米，高度不高于40厘米，重量不高于600kg，并用金属打包带打包好；
步骤B，依次进行真空固溶热处理，真空快速油冷，表面清洗风干；
步骤B01，真空固溶热处理：将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至9Pa，然后回充氮气至250Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘机械传递至加热室固定位置，关闭加热室，按照设置好的程序进行固溶热处理；
步骤B02，真空快速油冷：固溶加热阶段结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到90℃的液体淬火油中，并没入油中，离油面的深度至少40厘米，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污；
步骤B03，表面清洗风干：将固溶油冷后的盘圆浸泡去油，温水冲洗，风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，拉拔，收线；
步骤C01，放线：重复步骤A01；
步骤C02，表面处理：使用双工位的砂带磨削设备，前后分别装配P80和P150的砂带，线速度40m/min，主轴和砂带转速分别为42Hz和32Hz，切向压力为28N，处理后表面粗糙度1.4μm，钢丝周向切削量为0.04mm，表面钝化层被打磨干净；
步骤C03，超声波清洗：经过表面处理后的线材经过超声波清洗机清洗，介质为纯水，钢丝埋入液面以下9公分，钢丝出超声波清洗装置后有吹气装置去除表面水渍；
步骤C04，电解酸洗：重复步骤A05，对磨削表面进行精整，去离子水冲洗；
步骤C05，在线磷化：电解磷化液为锌锰系，主要成分为磷酸2.8％、氧化锌0.7％、氧化锰1.0％、酒石酸钾0.4％、硝酸锰1.9％、硝酸镍1.4％、乙二胺四乙酸0.4％、促进剂0.4％、其余水，温度75℃，速度28m/min，通电电流90A，加持电压7V，使其表面磷化膜孔隙率小于5％，出槽时去离子水冲洗并降低温度；
步骤C06，皂化：主要成分为硬脂酸钠和硬脂酸，槽液温度80℃，主要以物理吸附为主，使其表面质量孔隙率小于1％；
步骤C07，拉拔：重复步骤A07，减面率4.5％，使得皮膜与基体金属机械粘结更加紧密；
步骤C08，收线：重复步骤A08，成品钢丝圈径不高于1.25米，每卷重量不高于600kg，用嵌套牛皮纸壳的钢带打包，并挂上产品标牌；
步骤D：捆扎好的钢丝表面使用抗氧化的纳米防氧化防潮解的薄膜紧紧裹在钢丝盘卷一周，包好后在最外层再打包一层普通的防尘防水蛇皮袋；贴上客户订单信息，扫码入库。
对比例
步骤A：将耐热高温合金钢丝(固溶免酸洗状态)放线、清洗、依次经在线树脂(或氯化钠石灰膏)涂层、拉拔处理，收线；
步骤A01，放线：将原材料耐热高温合金钢丝装载上料架后，通过主动(或被动)放线的方式使线材穿过设备；
步骤A02，清洗：用高压自来水对钢丝进行表面冲洗，然后再用循环纯水清洗，吹气去掉水渍；
步骤A03，涂层：将树脂(氯化钠石灰膏)涂层加热至80℃左右，充分搅拌对流，使钢丝充分没入其中；
步骤A04，拉拔：使用拉丝粉和拉丝模以60～80m/min的速度进行拉拔；
步骤A05，收线：使用φ850mm的卷筒，并用金属丝打包好；
步骤B，依次进行(井式炉或箱式炉)固溶热处理，冷却(水冷)，表面清洗风干；
步骤B01，固溶热处理：将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入热处理炉中，按照设置好的程序进行固溶热处理；
步骤B02，冷缺：固溶加热阶段结束后，通过快速转移装置到冷却液(水池)中，待钢丝温度降低到60℃以下时提出液面；
步骤B03，表面清洗风干：将固溶水冷后的盘圆，冲洗，沥水，风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝用混酸酸洗处理，放线，表调，在线镀铜皮膜，拉拔，收线；
步骤C01，混酸酸洗：将钢丝卷浸入酸洗池，主要成分为氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)溶液，槽液温度低于40℃，浸泡时间10～50分钟；
步骤C02，放线：重复步骤A01；
步骤C03，表面调整：将钢丝穿过表调工位，调节钢丝表面PH值，为电镀做准备；
步骤C04，电镀铜皮膜：将钢丝穿过盛有主要成分为硫酸铜溶液中，以钢丝为阴极，铜离子在钢丝表面析出铜单质，形成一层薄膜；
步骤C05，拉拔：重复步骤A07，减面率4.5％～7.0％，使钢丝达到需求的规格；
步骤C06，收线：按照客户需求打包收线，并挂上产品标牌；
表1钢丝性能对比
Figure BDA0002614649840000131
由表1可以看出，本申请制得的钢丝抗拉强度较低，面缩率和伸长率都较高，更有利于冷镦成型，且表面涂层更容易去除，不含重金属铜离子，环保负担小。

Claims (6)

1.一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤A，将耐热高温合金钢丝放线，依次经砂磨去皮、冷却清洗、电解酸洗、在线涂层、拉拔处理，收线；
电解酸洗为冷却清洗后的钢丝通过压电导轮通电进入在线酸洗池，电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为20~30%，温度5~45℃，钢丝浸泡在电解槽中；
在线涂层为结束后钢丝进入到经过流动的去离子水中浸润，去离子水槽液温度5~25℃，再通过出风温度小于90℃的低压热风，通过挤压方式粘结；拉拔处理为使用油脂含量高于20%的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以20~50m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却；
步骤B，真空固溶热处理，结束后在低压氮气保护气氛下通过快速转移装置到40~100℃的液体淬火油中，并没入油中，启动快速循环系统进行快速冷却，待钢丝温度降低到80℃以下时提出油面进行清洗表面油污，表面清洗风干；
步骤C，将耐热高温合金钢丝放线，表面处理至钢丝表面粗糙度0.8μm≤Ra≤1.5μm，超声波清洗，电解酸洗，在线磷化，皂化，使用油脂含量高于20%的拉丝粉和锥角小于12度的拉丝模以20~50m/min的较慢速度进行拉拔收线，并以流动的水对拉丝模进行冷却，收线；在线磷化的温度60~80℃，速度15~30m/min ，通电电流40~100A，加持电压7~18V，使钢丝表面磷化膜孔隙率小于5%；电解酸洗通过压电导轮通电使耐热高温合金钢丝进入在线酸洗池，电解酸洗池置有硫酸钠溶液，质量百分数为20~30%，温度5~45℃，钢丝浸泡在电解槽中，再用去离子水冲洗。
2.根据权利要求1所述的一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，其特征在于：所述步骤B中，真空固溶热处理是将打包好的钢丝卷装入料盘然后填入真空热处理炉中，设备门关闭后，抽装料室的真空度至5~10Pa，然后回充氮气至100~300Pa，打开加热室将钢丝卷带托盘传递至加热室，进行固溶热处理。
3.根据权利要求1所述的一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，其特征在于：所述步骤C中，表面处理通过双工位的砂带磨削设备进行，装配P80~P240的砂带。
4.根据权利要求3所述的一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，其特征在于：所述砂带的线速度15~45m/min，切向压力为10~30N，钢丝周向切削量为0.02~0.04mm。
5.根据权利要求1所述的一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，其特征在于：所述步骤C中，在线磷化的电解磷化液包括以下质量百分数的物质：磷酸1.5~3.0%，氧化锌0.1~0.8%，氧化锰0.8~1.0%，酒石酸钾0.1~0.5%，硝酸锰1.0~2.0%，硝酸镍1.0~1.5%，乙二胺四乙酸0.1~0.5%，促进剂0.1~0.5%，其余为水。
6.根据权利要求1所述的一种环保耐热高温合金钢丝制备方法，其特征在于：所述步骤C中，皂化通过硬脂酸钠和硬脂酸进行，槽液温度60~90℃。
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