SU755863A1 - Способ обработки стальной проволоки i - Google Patents

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к метизной промышленности, и может быть использовано при производстве стальной проволоки. ’

Известен способ обработки стальной проволоки, включающий патентирование, последовательное покрытие цинком из раствора сернокислого цинка и медью из цианистого электролита с последующей термодиффузионной обработкой [1].

Однако этот способ не поэврляет получить точный состав латунного покрытия, так как в процессе термодиф- 15 фузионной обработки проволоки происходит диффузия цинка в двух направлениях - взаимная диффузия с медью, а также с железом проволоки.

Кроме того, к недостаткам данно- * 20 го способа следует отнести использование вредных, ядовитых цианистых электролитов, что в первую очередь заставляет искать им замену.

Известен способ обработки сталь- *5 ной проволоки, включающий патентирование, электрохимическое обезжиривание, промывку, химическое травление, промывку, электрохимическое травление, песчано-водную промывку,

2

гальваническое латунирование, промывку и сушку горячим воздухом [2].

Процесс латунирования производится в ванне растворимыми латунными анодами из пирофосфатного электролита.

Однако способ непосредственного гальванического нанесения латуни на стальную проволоку не обеспечивает достаточной однородности по составу латуни вследствие того, что требуется тщательно соблюдать постоянство плотности тока и равномерное распределение его по проволоке, поддерживать постоянный состав электролита и его температуру, что практически невозможно в производственных условиях.

Из известных способов обработки стальной проволоки наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ обработки стальной проволоки, включающий патентирование, которое заключается в нагреве стальной проволоки в трубчатой электропечи при 900— 920 °С, выдержке

при этой¹ температуре, в изотермическом охлаждении в свинцовой ванне при

3

755863

4

500 - 520^йС и охлаждении на воздухе

[2] .

После патентирования стальная проволока подвергается химическому травлению, электрохимическому травлению, песчано-водной очистке, гальваническому меднению в пирофосфатном электролите, промывке водой, гальваническому цинкованию в сернокислом электролите, промывке водой, сушке и термодиффузионной обработке при 420 600 С в муфельной электропечи для взаимной диффузии цинка и меди, с целью образования οί латуни.

Однако известный способ обработки стальной проволоки характеризуется большой длительностью технологического цикла, технологическое оборудование занимает большие производственные площади,- что затрудняет осуществить обработку проволоки в едином потоке и приводит к увеличению себестоимости.

Цель изобретения - сокращение длительности технологического цикла и снижение себестоимости.

Указанная цель достигается тем, что по предлагаемому способу обработки ’стальной проволоки, включающему патентирование, электролитическое покрытие последовательно медью и цинком и термодиффузионную обработку, патентирование осуществляют совместно с термодиффузионной обработкой , после электролитического покрытия, путем' нагрева стальной проволоки в расплавленном синтетическом шлаке до аустенитного состоя ния с последующим'охлаждением на воздухе.

В процессе нагрева стальной проволоки до аустенитного состояния в расплаве синтетического шлака происходит перекристаллизация стали с образованием аустенита и полная взаимная диффузия цинка и меди с образованием оС латуни и диффузия латунного слоя в сталь.

При нагреве стальной проволоки до высоких температур в расплаве синтетического шлака нет окисления, обесцинкования и обезуглероживания поверхностных слоев проволоки,, вследствие того, что шлаки мгновенно растекаются по стали, образуя плотную сплошную пленку на поверхности проволоки,. которая препятствует проникновению кислорода воздуха. После нагрева стальная проволока охлаждается н& воздухе. В процессе охлажде'ния шлаковая пленка предохраняет поверхность латунированной проволоки « от окисления и обеспечивает замедленное охлаждение, способствующее распадуйО аустенита на сорбит. При охлаждении проволоки до температур ниже 500°С в шлаковой пленке возникают большие напряжения, вследствие того, что коэффициент термического расширения шлаковой пленки отличается от коэффициента термического расширения стали, то при дальнейшем снижении температуры пленка разрушается, и осыпается.

д Таким образом, совмещение патентирования стальной проволоки с термодиффузионной обработкой, путем нагрева ее в расплаве синтетического шлака, после электролитического поЮ крытйя с последующим охлаждением на воздухе, обеспечивает сокращение технологического цикла и снижение себестоимости, за счет ликвидации отдельно проводимой 'операции патентирования, освобождение производствен^э ной площади, за счет ликвидации патентировочного агрегата и улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет ликвидации свинцовой ванны.

20 Пример. Проводилась обработка проволоки диаметром 0,78 мм из стали У7А. Стальная проволока после волочения поступает в шпулях емкостью 250 кг на гальванотермический агре25 гат ДГА-3 для электролитического покрытия последовательно медью и цинком.

| Перед электролитическим покрытием стальная проволока разматывается со шпуль с помошью разматывающего устрой30 ства РК-24/250, подвергается химическому травлению в сернокислом растворе концентрации 150 г/л серной кислоты при 50°С в течение 10 с, электрохимическому анодному травлению в

Зд сернокислотном растворе кон1т,ентрации 150 г/л при плотности тока 200 А/дм² без подогрева в течение 5 с.

После электрохимического травления стальная проволока промывается в проточной воде в течение 1 с.

40 Далее на промытую стальную проволоку наносится медь из пирофосфатного электролита состава:

Си50д · 5Н₂0 30 г/л

ΝθψΡ^Ο^ΊΟ Н₂0 135 г/л 45 Да₂НР0^-12 Н₂ 0 85 г/л

при температуре электролита 40+

2°С при средней₂катодной плотности тока 10 А/дм"* при кислотности рН7,5. Электролит в процессе меднения 50 перемешивается сжатым воздухом

(Р =. 0,5 атм) , Анодом является катодная медь Μ 1 ГОСТ 459-50. Время меднения 40 с. Толщина?медного покры'тия составляет 0,95 мкм. После меднения стальная проволока промывается в течение 1 с в проточной воде.

Затем проволока подвергается цинкованию в сернокислом электролите следующего состава:

сернокислый цинк Ζη50^.7Η₂0 ЗООг/л

Электролит в процессе цинкования перемешивается сжатым воздухом.

Цинкование производится при кислотности электролита равной 3,2 при плотности тока 20 А/дм в течение

5

755863

6

16 с. В качестве анода используется цинк марки ЦО по ГОСТ 1180-41. Толщина цинкового покрытия составляет * 0,4 мкм. Далее проволока с двухслойным медь-цииковым покрытием поступает в электрическую шлаковую печь- 5 ванну для патентирования и термодиффузионной обработки. В качестве теплоносителя в шлаковой печи-ванне используется расплавленный синтетический шлак марки АН-ШТ-1 ТУ-21 УССР |д 505—70 следующего состава,%:

1,0 - 2,8

0,8 - 2,8 н/б- 0,12

Ге„ 03-С г_г 0_Лн/б-0,5 . .

Иа₂0 23,5 - 27,5%

1,2 - 2,8 Остальное.

К_гО

общ ί ΐ 0₂

в₂0₃

Нагрев стальной проволоки идет при 900 °С в течение 15 с.

После нагрева стальная проволока,, покрытая плотным слоем шлаковой пленки, медленно охлаждается на воздухе с образованием сорбитной структуры.

По данным опытной проверки, стальная проволока, обработанная по предлагаемому способу, имеет структуру с-орбит 21, как и у проволоки, обработанной по известному способу. Фазовый состав латунированного слоя более однородный, состоит из фазы 30 и не имеет участков, содержащих а латунь.

Использование предлагаемого способа обработки стальной проволоки сокращает длительность техиологического35 цикла обработки стальной проволоки.

В процессе нагрева в расплаве синтетического шлака стальная проволока мгновенно покрывается плотной 40

сплошной шлаковой пленкой, которая обеспечивает безокислительный нагрев в данной среде стали до аустенитного состояния, полную взаимную диффузию цинка и меди с образованием οί латуни и диффузию латунного слоя в сталь.

20

25

В процессе охлаждения на воздухе стальной латунированной проволоки шлаковая пленка обеспечивает замедленное охлаждение, способствующее распаду аустенита на сорбит.

Совмещение операций патентирования и термодиффуэионной обработки позволит исключить отдельно проводимую операцию патентирования, а значит ликвидировать патентировочный агрегат, освободить производственные площади, сократить обслуживающий персонал и снизить себестоимость.

Кроме того, использование предлагаемого способа позволит значительно улучшить санитарно-гигиенические условия в цехе за счет ликвидации евин цовой ванны.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ обработки стальной проволоки, включающий патентирование, электролитическое покрытие последовательно медью и цинком и термодиффузионную обработку, отличающ и й с я тем, что, с целью сокращения технологического цикла и снижения себестоимости, патентирование осуществляют совместно с термодиффузионной обработкой после электролитического покрытия путем нагрева спальной проволоки в расплавленном синтетическом ишаке до аустенитного состояния с последующим охлаждением на воздухе.