CN114574915A - 一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含稀土Cu‑Zn‑Co钢帘线镀层及其制备方法，具体制备方法步骤如下：步骤一：光面钢丝放线；步骤二：钢丝经过稀盐酸酸洗，盐酸浓度150±50g/L；步骤三：将步骤二处理后的钢丝再经过水洗干燥；步骤四：将步骤三处理后的钢丝经过镀铜槽电镀铜，镀钴槽电镀钴，镀液中包含稀土添加剂；步骤五：将步骤四后的钢丝，采用等离子喷枪在钢丝表面喷涂Zn粉末；步骤六：将步骤五后的钢丝，通过中频炉使镀层金属扩散，得到含稀土Cu‑Zn‑Co镀层钢丝；该含稀土Cu‑Zn‑Co钢帘线镀层及其制备方法，添加稀土，细化镀层组织，增加镀层与橡胶的初始粘合性能，同样还能有更优越的湿热老化粘合性能，不仅能够减少橡胶制品中Co元素的投入使用，减缓橡胶开裂和老化、提高橡胶的耐久性。

Description

一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法
技术领域
本发明属于金属制品镀层技术领域，具体涉及一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法。
背景技术
广泛使用狭长钢元件例如涂覆有黄铜的钢线材和钢丝帘线来增强橡胶产品的结合度例如轮胎。为了具有良好的黏附形成和降低黏附的劣化速率，特别是由于在热湿条件下的老化，因而向橡胶化合物添加钴络合物。然而，认为钴对于橡胶而言是一种有害物质，因为类似于大多数过渡金属，钴是一种氧化催化剂。结果，加速了二烯基橡胶分子的氧化，这导致早期的橡胶老化，通过提高钢帘线镀层的含钴量来增加轮胎的使用性能。
但是现有的Cu-Zn-Co镀层钢帘线，与Cu-Zn镀层的钢帘线相比，有较好的老化粘合性能,但与橡胶的初始粘合性能比Cu-Zn镀层的钢帘线差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的Cu-Zn-Co镀层钢帘线，与Cu-Zn镀层的钢帘线相比，与橡胶的初始粘合性能差。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，具体制备方法步骤如下：
步骤一：光面钢丝放线；
步骤二：钢丝经过稀盐酸酸洗，盐酸浓度150±50g/L；
步骤三：将步骤二处理后的钢丝再经过水洗干燥；
步骤四：将步骤三处理后的钢丝经过镀铜槽电镀铜，镀钴槽电镀钴，镀液中包含稀土添加剂；
步骤五：将步骤四后的钢丝，采用等离子喷枪在钢丝表面喷涂Zn粉末；
步骤六：将步骤五后的钢丝，通过中频炉使镀层金属扩散，得到含稀土Cu-Zn-Co镀层钢丝。
进一步的，步骤四中镀铜镀液为五水硫酸铜50～100g/L和硫酸50～100g/L，温度为40-80℃，电流密度为2.5-20A/dm2；镀钴镀液为七水硫酸钴150～200g/L，硫酸30～50g/L和稀土添加剂1～5g/L，温度为室温，电流密度为5.0-10A/dm2。
进一步的，稀土添加剂包括氯化钪、硫酸钪、氯化铈、硫酸铈、硫酸钇、硝酸钇中的任意一种或两种以上的组合。
进一步的，所述步骤五中中频加热的温度为500～750℃。
进一步的，所述含稀土Cu-Zn-Co镀层厚度为0.2μm～5μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、得到含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层材料在力学、电学、磁学以及材料的耐腐蚀性能方面显示出明显不同于传统单层材料的优良性质，多层膜结构具有较高的强度，可以提高基底与镀层的结合力，减少镀层中的空隙，可以改善镀层内应力和裂纹的分布，从而提高了材料的耐腐蚀性能。
2、该含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，添加稀土，细化镀层组织，增加原子活性；增加镀层与橡胶的初始粘合性能，同样还能有更优越的老化粘合与湿热老化粘合性能，增加了无钴胶料在工业应用的可能性，不仅能够减少橡胶制品中Co元素的投入使用，节约资源，减缓橡胶开裂和老化、提高橡胶的耐久性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，具体制备方法步骤如下：
步骤一：φ1.80mm光面钢丝放线；
步骤二：钢丝经过稀盐酸酸洗，盐酸浓度150±50g/L；
步骤三：将步骤二处理后的钢丝再经过水洗干燥；
步骤四：将步骤三处理后的钢丝经过镀铜槽电镀铜，镀钴槽电镀钴，镀液中包含稀土添加剂；
步骤五：将步骤四后的钢丝，采用等离子喷枪在钢丝表面喷涂Zn粉末；
步骤六：将步骤五后的钢丝，通过中频炉使镀层金属扩散，得到含稀土Cu-Zn-Co镀层钢丝。
其中，步骤四中镀铜镀液为五水硫酸铜50～100g/L和硫酸50～100g/L，温度为40-80℃，电流密度为10A/dm2；镀钴镀液为七水硫酸钴150～200g/L，硫酸30～50g/L和稀土添加剂1～5g/L，温度为室温，电流密度为5A/dm2。
其中，稀土添加剂为硝酸钇。
其中，所述步骤五中中频加热的温度为580～620℃。
得到φ1.80mm含稀土Cu-Zn-Co镀层钢丝，镀层厚度为2μm～3μm。采用水箱拉丝机拉拔成φ0.30mm的钢丝，再捻制成3×0.30HT钢帘线，即为0330HT含稀土Cu-Zn-Co镀层钢帘线。将上述含稀土Cu-Zn-Co镀层钢帘线，与现有技术的Cu-Zn-Co镀层的钢帘线对比，检测与橡胶的粘合性能，结果如表1所示。
表1 0330HT钢帘线与橡胶硫化后抽出粘合测试结果
初始粘合力(N) 湿热老化7天后粘合力(N)
实施例1 584 522
对比例1 403 368
实施例2
一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，具体制备方法步骤如下：
步骤一：φ1.94mm光面钢丝放线；
步骤二：钢丝经过稀盐酸酸洗，盐酸浓度150±50g/L；
步骤三：将步骤二处理后的钢丝再经过水洗干燥；
步骤四：将步骤三处理后的钢丝经过镀铜槽电镀铜，镀钴槽电镀钴，镀液中包含稀土添加剂；
步骤五：将步骤四后的钢丝，采用等离子喷枪在钢丝表面喷涂Zn粉末；
步骤六：将步骤五后的钢丝，通过中频炉使镀层金属扩散，得到含稀土Cu-Zn-Co镀层钢丝。
其中，步骤四中镀铜镀液为五水硫酸铜50～100g/L和硫酸50～100g/L，温度为40-80℃，电流密度为15A/dm2；镀钴镀液为七水硫酸钴150～200g/L，硫酸30～50g/L和稀土添加剂1～5g/L，温度为室温，电流密度为10A/dm2。
其中，稀土添加剂为硫酸钪和硫酸铈的组合。
其中，所述步骤五中中频加热的温度为660～700℃。
得到φ1.94mm含稀土Cu-Zn-Co镀层钢丝，镀层厚度为3μm～4μm。采用水箱拉丝机拉拔成φ0.33mm的钢丝，再捻制成3+8×0.33HT钢帘线，即为3833HT含稀土Cu-Zn-Co镀层钢帘线。将上述含稀土Cu-Zn-Co镀层钢帘线，与现有技术的Cu-Zn-Co镀层的钢帘线对比，检测与橡胶的粘合性能，结果如表2所示。
表2 3833HT钢帘线与橡胶硫化后抽出粘合测试结果
初始粘合力(N) 湿热老化28天后粘合力(N)
实施例2 1715 1451
对比例2 1557 1341
本发明的工作效果：得到含稀土Cu-Zn-Co镀层在与橡胶的粘合性能方面显示出明显不同于Cu-Zn-Co镀层的优良性质。该含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，添加稀土，细化镀层组织，增加原子活性；增加镀层与橡胶的初始粘合性能，同样还能有更优越的湿热老化粘合性能，增加了无钴胶料在工业应用的可能性，不仅能够减少橡胶制品中Co元素的投入使用，节约资源，减缓橡胶开裂和老化、提高橡胶的耐久性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，具体制备方法步骤如下：
步骤一：光面钢丝放线；
步骤二：钢丝经过稀盐酸酸洗，盐酸浓度150±50g/L；
步骤三：将步骤二处理后的钢丝再经过水洗干燥；
步骤四：将步骤三处理后的钢丝经过镀铜槽电镀铜，镀钴槽电镀钴，镀液中包含稀土添加剂；
步骤五：将步骤四后的钢丝，采用等离子喷枪在钢丝表面喷涂Zn粉末；
步骤六：将步骤五后的钢丝，通过中频炉使镀层金属扩散，得到含稀土Cu-Zn-Co镀层钢丝。
2.根据权利要求1所述的一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，其特征在于：所述步骤四中镀铜镀液为五水硫酸铜50～100g/L和硫酸50～100g/L，温度为40-80℃，电流密度为2.5-20A/dm2。
3.根据权利要求1所述的一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，其特征在于：所述步骤四中镀钴镀液为七水硫酸钴150～200g/L，硫酸30～50g/L和稀土添加剂1～5g/L，温度为室温，电流密度为5.0-10A/dm2。
4.根据权利要求3所述的镀液，稀土添加剂包括氯化钪、硫酸钪、氯化铈、硫酸铈、硫酸钇、硝酸钇中的任意一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，其特征在于：所述步骤六中中频炉加热温度为500～750℃。
6.根据权利要求1所述的一种含稀土Cu-Zn-Co钢帘线镀层及其制备方法，其特征在于：所述含稀土Cu-Zn-Co镀层厚度为0.2μm～5μm。
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