本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磷化液及利用該磷化液進(jìn)行鋼絲在線磷化的方法和磷化裝置。
背景技術(shù)：
目前，在鋼絲線材的制作工藝中，為了提高鋼絲的綜合性能，通常需要對鋼絲表面進(jìn)行磷化處理，在鋼絲表面形成一層磷化膜。鋼絲表面的磷化膜可以使鋼絲表面具有適度的粗糙度，是鋼絲潤滑涂層的載體，鋼絲潤滑涂層的良好質(zhì)量是保證鋼絲正常拉拔的重要條件，特別是在高速拉拔時，高質(zhì)量的潤滑載體極為重要，鋼絲表面的磷化膜在拉拔時可以隨著鋼絲一起延伸變形，參與鋼絲與拉絲模模壁的輔助分離，改善拉拔條件，提高拉拔速度。因此，良好的鋼絲磷化膜是鋼絲產(chǎn)品品質(zhì)的保證。
鋼絲磷化膜的質(zhì)量主要取決于磷化液和磷化工藝。配比合理的磷化液，使鋼絲磷化之后能夠獲得均勻、致密、附著力強(qiáng)的磷化膜，并且磷化膜厚度適宜；工藝合理的磷化工藝，是磷化膜成型必要保證；同時磷化工藝也受到磷化裝置的影響。因此，要想提高鋼絲磷化膜的質(zhì)量，就需要從磷化液、磷化工藝及磷化裝置入手來解決這個問題。
目前現(xiàn)有的鋼絲磷化液存在的問題是：磷化膜層厚度控制不均勻，膜層附著力不強(qiáng)，導(dǎo)致鋼絲拉拔工藝受到影響。
現(xiàn)有的鋼絲磷化工藝存在的問題是：鋼絲在進(jìn)行磷化工藝之前，為了使磷化膜與鋼絲表面結(jié)合更好，一般都需要對鋼絲表面進(jìn)行前處理除去鋼絲表面的氧化鐵皮及鐵銹，現(xiàn)有的鋼絲在線磷化工藝中鋼絲前處理都是采用酸洗的方法，其工藝流程為：放線→熱處理→硫酸或鹽酸浸泡→高壓沖洗→清水沖洗→磷化→清水清洗→皂化→烘干→拉拔。在上述工藝中，存在的問題是：酸洗過程中需要耗費(fèi)額外的酸和大量清水，每噸鋼材耗酸達(dá)15kg，耗水達(dá)300kg，產(chǎn)生的廢酸難以回收利用，形成的含酸廢水達(dá)不到環(huán)保要求難以排放，帶來很大的環(huán)保壓力。
現(xiàn)有的鋼絲磷化裝置存在的問題是：（1）磷化池過于簡單，磷化時是將酸洗處理后的鋼絲直接浸泡在磷化池的磷化液中進(jìn)行磷化，這種方法占用空間較大，鋼絲磷化產(chǎn)生的磷渣較多，而且鋼絲堆積在一起不易控制磷化程度，容易產(chǎn)生鋼絲表面磷化不均勻的情況；（2）磷化池中安裝有蒸汽管對磷化液進(jìn)行加熱，鋼絲在熱磷化液中進(jìn)行磷化，這種結(jié)構(gòu)的磷化池，在磷化液加熱過程中會在蒸汽管上產(chǎn)生大量磷渣，這些磷渣通常需要人工及時進(jìn)行清理才能保證加熱效果，并且為了保證加熱均勻，磷化池中布置的蒸汽管也比較多，清理不方便，造成大量的原料浪費(fèi)和人工浪費(fèi)。
因此，研發(fā)一種新的鋼絲磷化液及磷化工藝和磷化裝置，是改善鋼絲成品質(zhì)量的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是針對目前鋼絲磷化液及磷化工藝和磷化裝置中存在的上述問題，提供一種磷化液及利用該磷化液進(jìn)行鋼絲在線磷化的方法和磷化裝置，采用本發(fā)明的磷化液、磷化工藝及磷化裝置進(jìn)行鋼絲磷化，鋼絲表面形成的磷化膜膜層牢固、均勻性、致密性好、附著力強(qiáng)、厚度適宜，能夠提高鋼絲拉拔速度，并且采用無酸洗磷化工藝，大大降低了企業(yè)的環(huán)保成本。
本發(fā)明的一種磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.18-0.22g硝酸鋅0.22-27g
硫脲0.03-0.07g氧化鋅0.02-0.03g
草酸0.03-0.07g氟化鈉0.01-0.02g
硝酸鎳0.03-0.07g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。磷化液配置好以后，若酸度達(dá)不到要求，可適量加入磷酸或硝酸鋅進(jìn)行微調(diào)。
本發(fā)明一種磷化液，其優(yōu)選配方包括下述重量份的原料：
磷酸0.2g硝酸鋅0.25g
硫脲0.05g氧化鋅0.025g
草酸0.05g氟化鈉0.015g
硝酸鎳0.05g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本發(fā)明的磷化液進(jìn)行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機(jī)的鋼絲進(jìn)口，依次經(jīng)過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機(jī)的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質(zhì)，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機(jī)的進(jìn)線口，鋼絲浸泡在磷化液中進(jìn)行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.18-0.22g，硝酸鋅0.22-27g，硫脲0.03-0.07g，氧化鋅0.02-0.03g，草酸0.03-0.07g，氟化鈉0.01-0.02g，硝酸鎳0.03-0.07g，水1000g，設(shè)置磷化液的溫度為65-75℃，磷化時間為1-2分鐘；磷化完成后鋼絲從磷化機(jī)的鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)；
（4）從磷化機(jī)中出來的鋼絲經(jīng)過磷化機(jī)出口處的皂化裝置皂化，熱風(fēng)風(fēng)干裝置烘干后，即可進(jìn)入鋼絲拉拔機(jī)進(jìn)行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機(jī)將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本發(fā)明鋼絲在線磷化的方法所用的磷化裝置，具有工作箱，特別是：所述工作箱的下部裝有磷化液，磷化液內(nèi)布置有內(nèi)部填充有導(dǎo)熱油的加熱管，加熱管的兩端伸出工作箱連接有磷化加熱機(jī)，所述工作箱的中部水平設(shè)置有轉(zhuǎn)輪軸，轉(zhuǎn)輪軸上安裝有繞線輪，繞線輪的下部浸沒在磷化液中，在工作箱兩端與繞線輪頂部對應(yīng)的部位分別開有進(jìn)線口和出線口，其中在出線口外壁安裝有若干組依次交錯布置的壓線輥對；所述轉(zhuǎn)輪軸的一端伸出工作箱并在端部齒輪連接有一傳動軸，傳動軸依次通過離合器和減速機(jī)連接有驅(qū)動電機(jī)。
上述磷化裝置中在所述工作箱出線口與壓線輥對之間安裝有皂化裝置，所述皂化裝置內(nèi)設(shè)有噴淋頭，噴淋頭通過管道外接皂化液存儲箱。
上述磷化裝置中在工作箱進(jìn)線口的外側(cè)設(shè)有進(jìn)線導(dǎo)筒，進(jìn)線導(dǎo)筒的內(nèi)壁安裝有風(fēng)干裝置a；在工作箱出線口的皂化裝置與壓線輥對之間安裝有風(fēng)干裝置b。
所述風(fēng)干裝置a具有兩端與進(jìn)線導(dǎo)筒連通的弧形空管，所述風(fēng)干裝置b具有套裝在鋼絲上的出風(fēng)塊，所述弧形空管和出風(fēng)塊均通過進(jìn)風(fēng)管連接有空壓機(jī)。
所述工作箱內(nèi)安裝有用于檢測磷化液蒸汽溫度的溫度傳感器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）所采用的磷化液經(jīng)過發(fā)明人精心調(diào)配，大大縮短了磷化所需時間，形成的磷化膜膜層牢固，均勻性、致密性好，附著力強(qiáng)，厚度適宜，能夠提高鋼絲拉拔速度；
（2）將鋼絲的磷化工藝改成無酸洗工藝，使鋼絲在磷化之前通過物理方式去除表面氧化鐵皮及雜質(zhì)，節(jié)省了大量酸液及清水，也大大降低了企業(yè)的環(huán)保壓力；
（3）將鋼絲的磷化工藝前處理改為物理方式去除鋼絲表面氧化鐵皮及雜質(zhì)，更有利于磷化過程中磷化膜與鋼絲表面的結(jié)合更牢固，所形成的磷化膜質(zhì)量更好；
（4）采用自主研發(fā)的磷化裝置，磷化時通過蒸汽和浸泡相結(jié)合的方式對鋼絲線材進(jìn)行磷化處理，擴(kuò)大了鋼絲線材受磷化的表面積，同時還延長了鋼絲線材的磷化時間，提高磷化處理的質(zhì)量。
附圖說明
圖1是本發(fā)明磷化裝置的俯視圖。
圖中：1-工作箱，2-加熱管，3-磷化加熱機(jī)，4-溫度傳感器，5-轉(zhuǎn)輪軸，6-鋼絲，7-繞線輪，8-壓線輥對a，9-壓線輥對b，10-進(jìn)線導(dǎo)筒，11-風(fēng)干裝置a，12-進(jìn)風(fēng)管a，13-空壓機(jī)，14-風(fēng)干裝置b，15-進(jìn)風(fēng)管b，16-傳動齒輪組，17-傳動軸，18-離合器，19-減速機(jī)，20-驅(qū)動電機(jī)，21-皮帶，22—皂化裝置，23—噴淋頭。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例的磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.2g硝酸鋅0.25g
硫脲0.05g氧化鋅0.025g
草酸0.05g氟化鈉0.015g
硝酸鎳0.05g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本實(shí)施例的磷化液進(jìn)行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機(jī)的鋼絲進(jìn)口，依次經(jīng)過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機(jī)的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質(zhì)，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機(jī)的進(jìn)線口，鋼絲浸泡在磷化液中進(jìn)行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.2g，硝酸鋅0.25g，硫脲0.05g，氧化鋅0.025g，草酸0.05g，氟化鈉0.015g，硝酸鎳0.05g，水1000g；磷化完成后鋼絲從磷化機(jī)的鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)；
（4）從磷化機(jī)中出來的鋼絲經(jīng)過磷化機(jī)出口處的皂化裝置皂化，熱風(fēng)風(fēng)干裝置烘干后，即可進(jìn)入鋼絲拉拔機(jī)進(jìn)行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機(jī)將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本實(shí)施例中鋼絲在線磷化的方法所用的磷化裝置，具有工作箱1，特別是：所述工作箱1的下部裝有磷化液，磷化液內(nèi)布置有內(nèi)部填充有導(dǎo)熱油的加熱管2，加熱管2的兩端伸出工作箱連接有磷化加熱機(jī)3，所述工作箱1的中部水平設(shè)置有轉(zhuǎn)輪軸5，轉(zhuǎn)輪軸5上安裝有收放鋼絲6的繞線輪7，繞線輪7的下部浸沒在磷化液中，在工作箱1兩端與繞線輪7頂部對應(yīng)的部位分別開有進(jìn)線口和出線口，其中在出線口外壁安裝有若干組依次交錯布置的壓線輥對（本實(shí)施例中所述壓線輥對包括有一組垂直布置的壓線輥對a8和水平布置的壓線輥對b9,以保持鋼絲6在繞線輪7放卷后進(jìn)入下一個拉絲工藝之前保持平直）；所述轉(zhuǎn)輪軸5的一端伸出工作箱1并在端部齒輪（本實(shí)施例中具體是采用傳動齒輪組16）連接有一傳動軸17，該傳動軸17依次通過離合器18和減速機(jī)19連接有驅(qū)動電機(jī)20（其中驅(qū)動電機(jī)20與減速機(jī)19之間采用皮帶21傳動），這種配置的作用為當(dāng)鋼絲6拉絲工藝正常進(jìn)行時，離合器18保持分離狀態(tài)，傳動軸17和傳動齒輪組16隨著繞線輪7的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動；當(dāng)拉絲設(shè)備出現(xiàn)故障或者突發(fā)停電等異常狀況時，此時將離合器18調(diào)整至閉合狀態(tài)，氣動驅(qū)動電機(jī)20，通過傳動軸17和傳動齒輪組16帶動繞線輪轉(zhuǎn)動，使繞線輪7中的存留的鋼絲6能夠拆離。
本實(shí)施例中在所述工作箱1出線口與壓線輥對8和9之間安裝有皂化裝置22，所述皂化裝置22內(nèi)設(shè)有噴淋頭23，噴淋頭23通過管道外接皂化液存儲箱。
本實(shí)施例中，在進(jìn)線口的外側(cè)設(shè)有進(jìn)線導(dǎo)筒10，進(jìn)線導(dǎo)筒的內(nèi)壁安裝有風(fēng)干裝置a11，所述風(fēng)干裝置a具體是一個兩端與進(jìn)線導(dǎo)筒10的內(nèi)壁連通的弧形空管，風(fēng)干裝置a11通過進(jìn)風(fēng)管a12連接有空壓機(jī)13（其作用為空壓機(jī)13中形成的高壓風(fēng)通過風(fēng)干裝置a11對鋼絲6在進(jìn)入磷化處理之前表面存在的銹蝕、殼皮進(jìn)行清理，以減少對磷化的影響）；在工作箱1出線口的皂化裝置22與壓線輥對a8之間安裝有風(fēng)干裝置b14，所述風(fēng)干裝置b14具體是一個套裝在鋼絲上的出風(fēng)塊，出風(fēng)塊通過進(jìn)風(fēng)管b15與空壓機(jī)13連接（其作用為鋼絲6磷化處理及皂化處理后，表面仍會殘留有液體，采用風(fēng)干裝置b14中的高壓風(fēng)迅速風(fēng)干鋼絲表面的液體，有利于鋼絲后續(xù)進(jìn)行的拉拔工藝）。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.18g硝酸鋅0.27g
硫脲0.07g氧化鋅0.02g
草酸0.03g氟化鈉0.01g
硝酸鎳0.07g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本實(shí)施例的磷化液進(jìn)行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機(jī)的鋼絲進(jìn)口，依次經(jīng)過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機(jī)的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質(zhì)，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機(jī)的進(jìn)線口，鋼絲浸泡在磷化液中進(jìn)行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.18g，硝酸鋅0.27g，硫脲0.07g，氧化鋅0.02g，草酸0.03g，氟化鈉0.01g，硝酸鎳0.07g，水1000g；磷化完成后鋼絲從磷化機(jī)的鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)；
（4）從磷化機(jī)中出來的鋼絲經(jīng)過磷化機(jī)出口處的皂化裝置皂化，熱風(fēng)風(fēng)干裝置烘干后，即可進(jìn)入鋼絲拉拔機(jī)進(jìn)行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機(jī)將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本實(shí)施例中鋼絲在線磷化的方法中所用的磷化機(jī)為普通磷化機(jī)。
實(shí)施例3
本發(fā)明的一種磷化液，包括下述重量份的原料：
磷酸0.22g硝酸鋅0.22g
硫脲0.03g氧化鋅0.03g
草酸0.03g氟化鈉0.02g
硝酸鎳0.03g水1000g；
所制得的磷化液總酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)，處理溫度65-75℃，處理時間為1-2分鐘。
利用本實(shí)施例的磷化液進(jìn)行鋼絲在線磷化的方法，包括下述步驟：
（1）從鋼絲盤卷上抽出鋼絲的端頭塞入鋼絲去皮機(jī)的鋼絲進(jìn)口，依次經(jīng)過縱向去皮腔和橫向去皮腔對鋼絲去除氧化皮，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（2）將鋼絲去皮機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲除銹機(jī)的鋼絲入口、依次穿過兩個穿線孔，被穿線孔兩邊的鋼絲刷刷除鋼絲表面其他雜質(zhì)，再從鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；
（3）將鋼絲除銹機(jī)中出來的鋼絲塞入鋼絲在線磷化機(jī)的進(jìn)線口，鋼絲浸泡在磷化液中進(jìn)行磷化，所述磷化液包括下述重量份的原料：磷酸0.22g，硝酸鋅0.22g，硫脲0.03g，氧化鋅0.03g，草酸0.03g，氟化鈉0.02g，硝酸鎳0.03g，水1000g，設(shè)置磷化液的溫度為65-75℃，磷化時間為1-2分鐘；磷化完成后鋼絲從磷化機(jī)的鋼絲出口出來進(jìn)入下一道工序；所述磷化液的游離酸度為50-70點(diǎn)，游離酸度為8-14點(diǎn)；
（4）從磷化機(jī)中出來的鋼絲經(jīng)過磷化機(jī)出口處的皂化裝置皂化，熱風(fēng)風(fēng)干裝置烘干后，即可進(jìn)入鋼絲拉拔機(jī)進(jìn)行鋼絲拉拔工序，或者采用自用繞線機(jī)將磷化好的鋼絲繞成盤卷存放。
本實(shí)施例中鋼絲在線磷化的方法中所用的磷化裝置同實(shí)施例1。