SU1662345A3

SU1662345A3 - Металлическа проволока

Info

Publication number: SU1662345A3
Application number: SU884355296A
Authority: SU
Inventors: Й.ван Оэй Вим
Original assignee: Пирелли Координаменто Пнеуматики, С.П.А. (Фирма)
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1988-03-01
Publication date: 1991-07-07
Also published as: KR880011382A; EP0283738A1; BR8800969A; ATE76907T1; CN1012829B; KR910006215B1; CN88101089A; DE3871574T2; US4911991A; DE3871574D1; EP0283738B1; JPS63277792A; IT8719541A0; IT1225871B

Abstract

Изобретение относитс к металлической проволоке, используемой дл производства упрочн ющих элементов дл изделий из эластомерных материалов, имеющей покрытие. Цель - обеспечение высокой стойкости к коррозии, хороших показателей начальной адгезии и незначительного ослаблени св зи с эластомерным материалом по мере старени . Указанное покрытие образовано двум сло ми из сплава ZN/NI или CO, причем количество ZN во внутреннем в радиальном разрезе слое составл ет 60 - 90% от общей массы сло , а количество NI или CO во внешнем в радиальном разрезе слое составл ет 60 - 80% от общей массы сло , при этом разница в процентном содержании упом нутого второго металла во внутреннем и наружном сло х составл ет не менее 20%. Обща толщина покрыти не превышает 4 мкм, а толщина внутреннего и наружного слоев составл ет 0,25...2 мкм. Указанна проволока покрыта двум наложенными друг на друга концентрическими сло ми сплава ZN/NI или CO, каждый из которых выполн ет различные функции - внутренний служит дл защиты от коррозии, а внешний дл лучшего сцеплени с эластомером. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

Изобретение относитс к металлической проволоке, имеющей антикоррозионное покрытие, способное обеспечивать очень хорошее сцепление с элас- томерными материалами, в частности к проволоке из высококачественной стали , котора используетс дл производства широко известных кордов, примен емых дл упрочнени изделий из эластомерных материалов, например пневматических шин, конвейерных лент, ремней передач.

Цель изобретени - повышение качества за счет увеличени стойкости проволоки к коррозии.

Из всех опробованных сплавов наибольший интерес представл ют сплавы,

состо щие из цинка и никел или цинка и кобальта, Замещение меди цинком или кобальтом способствует не столь сильному ухудшению адгезионных свойств по мере старени , тем не менее проблема максимизации адгезии и одновременно стойкости к коррозии ос- ,таетс неразрешенной.

С точки зрени состава сплавов эти две характеристики оказываютс в некотором противоречии: увеличение процентного содержани металла (например , Ni) приводит к улучшению одной характеристики (в данном случае сцеп- ле.ни эластомерным материалом), но вызывает ухудшение другой. Таким образом , в ходе исследований может быть

ОЭ

о to

00 Ј

сл

О4

найдено лишь некоторое компромиссное решение, наилучшим образом удовлетвор ющее обоим требовани м.

Металлическа проволока дл упроч- нени изделий из эластомерных мате- риалов имеет антикоррозионное покрытие и пригодна дл осуществлени сцеплени с эластомерным материалом, в которьй она внедр етс , при этом покрытие выполнено из сплава цинка и никел или кобальта и состоит из двух концентрических слоев, располагаемых в радиальном разрезе одно над другим, причем каждый слой изготовлен из сплава Zn/Ni, или кобальт и слой с наибольшим процентным содержанием Zn вл етс внутренним (в радиальном разрезе).

Содержание цинка во внутреннем в радиальном разрезе слое варьирует от 60 до 90%. Разница между значени ми процентных концентраций никел в двух наложенных друг на друга сло х должна составл ть не менее 20%. В обоих сло х разница между 100% и показателем процентного содержани данного металла соответствует концентрации (второго металла в сплаве.

Металлическ-а проволока выт гиваетс до диаметра 0,12 - 0,5 мкм и ис- Iпользуетс в виде пучков дл изготовлени кордовых шнуров, примен емых в качестве упрочн ющих элементов, преимущественно в прорезиненных материалах .

Упом нута проволока, котора имеет диаметр, больший конечного, покрываетс первым защитным слоем из сплава никел и цинка или кобальта, содержащего от 60 до 90% цинка, остаю- ща с дол приходитс на никель. Указанный слой будет содержать и другие металлы в виде примесей т.е. в таких незначительных количествах, что их процентные концентрации вл ютс несущественными .

Нанесение указанного сплава в электролитической ванне с помощью стандартных методов может проводитьс , двум различными пут ми. Первый спо- соб заключаетс в том, что цинк и никель (или кобальт) нанос тс на проволоку раздельно, по очереди, а образование сплава Zn/Ni (или кобальт) происходит в результате взаимной диф- фузии металлов, вызываемой соответствующей термической обработкой, т.е. нагреванием проволоки.

г Q 5

Q 5

35

0

50 55

0

45

Первый слой покрыти , служащий дл защиты проволоки от коррозии, содержит 70% Zn и 30% Ni.

Альтернативный способ предполагает одновременное нанесение металлов в требующихс количествах в одной и той же электролитической ванне. В этом случае сразу получают проволоку, покрытую нужным сплавом.

Параметры одного из возможных режимов ведени процесса в электролитической ванне следующие:

Пределы изменени

температуры,°С 10-30

Пределы изменени рН 4-8

Пределы изменени

плотности тока,

А/дм250-30

NiSO (гексогидрат

сульфата никел , г/л 170

ZnSO (сульфат ,

цинка), г/л10

ЦВ03 (боракс), г/л 10

(хлорид аммони ), г/л14

NaC H-jj-O. (лаурилсульфат натри ), г/л 1

Толщина первого сло , независимо от способа его нанесени , составл ет 0,25 - 2 мкм. Обработанна таким образом проволока затем покрываетс вторым слоем также из сплава Zn/Ni, который по процентному содержанию металлов представл ет собой инверсированный вариант первого сло , т.е. содержание никел в нем составл ет 60- 80%, оставша с от полных 100% дол приходитс на цинк; при этом не учитываетс наличие уже упоминавшихс примесей. В любом случае желательно, чтобы разница в процентных концентраци х никел в двух наложенных друг на друга сло х была не менее 20%.

При формировании второго сло нанесение двух металлов не может осуществл тьс раздельно в два последовательных этапа. Процесс нанесени второго сло должен быть одностадийным , т.е. два металла следует осаждать одновременно. В противном случае термическа обработка, необходима дл образовани сплава в результате диффузии двух металлов, может оказать воздействие также и на уже нанесенный внутренний слой, что может вызвать диффузию всех вход щих в состав сплавов металлов. Вследствие этого влени возможно образование одного одпородного сло , что противоречит предлагаемому изобретению.

Если нанесение сло осуществл етс в одну стадию, то единственным воз-;- можным способом, вл етс использова- ние электролитической ванны, состав содержимого которой и услови ведени процесса следующие:

Пределы изменени

температуры, 0 С 60 Пределы изменени рН 4 Пределы изменени

плотности тока, А/дм2

NiS04, г/л

ZnSO, г/л Н3ВО,, г/л NH4C1, г/л КаС,,

Г/Л

с

170 1

10 114

1

80 8

30

Толщина второго сло составл ет 0,25 - 2 мкм. Кроме того, желательно, чтобы обща толщина покрыти , складывающа с из толщин обоих слоев, составл ла 0,5-4 мкм. Толщина каждого сло и обща толщина покрыти должны определ тьс при извлечении проволоки из электролитической ванны, т.е. до проведени каких-либо операций, которые могут привести к изменению указанных параметров, в частности до начала выт жки. После нанесени на проволоку слоев покрыти описанным способом и достижени требующихс его характеристик диаметр проволоки доводитс до нужной конечной величины посредством одной или нескольких выт жек .

j Таким образом получают проволоку, покрытую двум наложенными друг на друга в радиальном разрезе концентрическими сло ми сплава Zn/Ni, или кобальт , каждый из которых выполн ет различные функции: внутренний, более глубоко расположенный слой служит дл защиты от коррозии, а вышележащий слой - дл улучшени сцеплени с элас- томерным материалом.

Предлагаема проволока по сравнению с известными отличаетс более высокими качественными показател ми.

Пример 1. Проволока, полу- ченна предлагаемым способом с помощью двух последовательных процедур одновременного нанесени Zn и Ni в электролитических ваннах и последующей выт жки ее до требующегос диа- iметра в 0,175 мм, имеюща покрытие (покрытие 1), состо щее из внутреннего в радиальном разрезе сло толщиной 0,1 мм, который образован из.

5

0

5

0

5

сплава, содержащего 70% Zn и 30% Ni, и внешнего в радиальном разрезе сло толщиной 0,1 мм, образованного из сплава, содержащего 70% Ni и 30% Zn, выдерживалась в климатической камере при температуре 45°С и относительной влажности 90%. Обычно используема проволока такого же диаметра с покрытием (покрытие 2), состо щим из одного сло сплава, содержащего соответственно 35% Zn и 65% Си толщиной 0,2 мкм, которое наносилось традиционными способами, также выдерживалась в среде с такими же услови ми.

Прочность образцов проволоки на раст жение измер лась через определенные промежутки времени пребывани их в описанных услови х, которые создавались с целью стимулировани быстрой коррозии с образованием ржавчины. Процент снижени прочности на раст жение может рассматриватьс как показатель , характеризующий процесс коррозии.

Процентный показатель снижени прочности рассчитывалс по следующей формуле: TS (начальна TS - конечна TS)/начальна , где TS - снижение прочности на раст жение, %/ TS - прочность на раст жение.

Были получены результаты, приве-1- денные в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что стойкость к коррозии образцов проволоки, на кото- 5 рые было нанесено покрытие предлагаемым способом, значительно выше.

Пример 2. Тест, описанный в примере 1, проводилс с образцами проволоки, имеющей диаметр 0S25 мм, на которую наносилось покрытие толщиной 0,25 мкм. Это покрытие в соответствии с предлагаемым изобретением состо ло из двух концентрических слоев толщиной 0,125 мкм каждый.

Были получены результаты, приведенные в табл. 2.

0

В этом случае образцы проволоки, имеющие предлагаемое покрытие, также продемонстрировали более высокую стойкость к коррозии.

Пример 3. Этот тест прово дилс с целью определени адгезии кордов с размерами 7x4x0,175S изготовленных из проволоки9 описанной в примере 1, по отношению к резиновым материалам после вулканизации и вы влени изменений сцеплени с течением времени в услови х высоких температур

и при соответствующих значени х относительной влажности.

Испытуемый материал (А и Б) имел следующий состав, представленный в табл. 3.

Адгези провер лась путем измерени силы, необходимой дл извлечени корда из маленького цилиндра из вул- канизированного каучука, известным методом (Kautschuk und Gummi Kunsts- toffe, т.5, 1969, с. 228-232). Образцы подвергались термообработке в течение 30 мин при температуре 151 С, величина выт гивающей силы измер лась с помощью электронного динамометра. Толщина сло резины, покрывающей извлеченный из образца корд, оценивалась путем сравнени со стандартными образцами и характеризовалась индексом покрыти , который показывает, кака дол (в процентах) от общей поверхности корда остаетс в существенной степени покрытой резиной. В случае , когда индекс покрыти был высоким , отрыв корда от материала происходил из-за недостаточной когезии последнего , а не из-за слабого сцеплени на граничной поверхности металл/ /резина. Образцы выдерживались в климатической камере гфи температуре 65°С и относительной влажности 90%. Полученные результаты привод тс в табл. 4 (PF - величина выт гивающей силы в ньютонах, С1 - значение индекса покрыти в процентах),

Результаты свидетельствуют о вном улучшении стабильности адгезионных характеристик с течением времени дл кордов, изготовленных из проволоки, имеющей предлагаемое покрытие.

Пример 4. Тесты проводились по схеме, описанной в примере 3, однако использовались корды с размерами 2-2 0,25 из образцов проволок, описанных в примере 2. Полученные результаты , даны в табл. 5.

Результаты, полученные в опытах с этим кордом, также свидетельствуют о значительно меньшем ослаблении сцеплени по мере старени материала в тех образцах, которые были выполнены из проволоки, покрытой двум сло ми сплава Ni/Zn по предлагаемому способу .

В сплаве (Zn/Ni или Со) процентное содержание взаимодополн ющих металлов может измен тьс в широких пределах , образует покрыти более компактные , чем в случае меди, и.непористые.

0

5

0

5

0

5

Кроме того, процесс удалени цинка по сравнению со сплавами Cu/Zn значительно замедл етс .

Claims

1.Металлическа проволока дл упрочнени изделий из эластомерного материала, имеюща антикоррозийное покрытие и пригодна дл осуществлени адгезии с эластомерным материалом , в который введена указанна проволока , отличающа с тем, что, с целью повышени качества за счет увеличени стойкости проволоки к коррозии, ее антикоррозийное покрытие выполнено в виде двух концент- рично расположенных слоев из сплава двух металлов, одним из которых вл етс цинк, а другим - никель или кобальт , внутренний слой которого содержит 60-90% цинка, а наружный - 60- 80% другого металла, при этом разница процентного содержани другого металла во внутреннем и наружном сло х составл ет не менее 20%.

2.Проволока поп.1, отличающа с тем, что обща толщина покрыти не превышает 4 мкм.

3.Проволока по п.1, отличающа с тем, что толщина внутреннего в радиальном разрезе сло составл ет 0,25-2 мкм.

4.Проволока по п.1, отличающа с тем, что толщина наружного в радиальном разрезе сло составл ет 0,25-2 мкм.

Таблица 1