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鍍鋅層質量控制及生產工藝

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鍍鋅是防止鋼絲腐蝕的有效方法之一。鍍鋅一般有兩種方法,一種是電鍍鋅,另一種是熱鍍鋅。熱鍍鋅的缺點是強度損失大。在小規格鋼絲繩生產過程中,大多選擇電鍍鋅作為制繩鋼絲的原料鍍層加工方式。電鍍鋅的優點是鋼絲鍍層厚度均勻、致密,鍍前和鍍后鋼絲力學性能變化較小,也可以根據要求進行調整;缺點是如果鋼絲鍍前清洗不干凈,鍍層與鋼絲基體的結合力差,容易出現脫鋅現象。因此,鍍鋅鋼絲鍍鋅層質量的控制十分重要。

電鍍鋅生產工藝流程為: 放線→酸洗→水洗→電鍍鋅→冷水洗→熱水洗→烘干→收線。采用硫酸鋅鹽電鍍,硫酸鋅的質量濃度為400~600 g/L,電鍍液的 pH值為 2~4。電鍍鋅生產過程中,影響鍍鋅質量的關鍵因素是電鍍前鋼絲酸洗的潔凈度和電鍍液質量濃度、pH值控制以及單絲電流的大小。酸洗質量的好壞直接影響鍍層與基體的結合強度,電鍍液質量濃度直接決定離子遷移后溶液中離子的補充速度,消除濃差極化現象。

一、調整電鍍工藝參數。(1)嚴格控制鍍液 pH值,研究表明,鍍液 pH值的大小直接影響鋼絲鍍層的質量,pH值控制不當,會造成鍍層疏松;當 pH值大于3 時,鋼絲鍍層有細小枝晶產生的毛刺,表面不光滑。(2)嚴格控制電流密度。從微觀形貌來看,電流密度越大,鋅層晶粒沉積越大,相應的鋅層越不致密。反之則離子沉積越致密,鋅層面質量越好。在保證表面鋅層致密光亮的情況下,要使單位面積鋅層面質量達到 80g / m2,需將工藝參數優化如下: 電流密度為 16~20A / dm2,硫酸鋅溶液質量濃度為 500 g/L,pH 值為2.5~3.0。

二、調整水箱拉拔工藝參數。(1)嚴格按照多道次小壓縮率拉拔,總壓縮率為 96.48%,減少鋅層的刮削。(2)整套拉絲模材質采用鎢鋼模具和聚晶模具組合,拉絲模工作錐的角度為 12°~16°,定徑帶長度為鋼絲直徑的 0.15,以保證鋅層的變形與鋼絲基體基本同步。(3)冷卻循環系統采用噴淋的方式對拉絲模進行冷卻,及時將拉絲機在高速拉拔中所產生的大量熱量帶走,保證鋼絲的質量。(4)控制拉拔過程參數:收線速度10~12 m/s;收線張力8~10N;定尺長度30km;潤滑劑質量分數3.5~4.5%;潤滑劑 pH值7~8;潤滑劑溫度30~40℃。

經過工藝的優化,批量生產直徑0.80 mm電鍍鋅鋼絲電鍍鋅鋅層面質量全部控制在80~90 g/m2,鋅層面質量散差很小;后續的水箱拉拔制繩鋼絲進行了鋅層檢測,結果表明:平均鋅層面質量14.5 g/m2,鋅層損失小于5%,鋼絲抗拉強度為2300~2500 MPa。不僅有效控制了電鍍鋅制繩原料鋼絲的鋅層面質量,而且減少了不必要的浪費,降低了生產成本。


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