[发明专利]钢帘线直接热镀铜锌合金环保生产工艺及装置

说明书

技术领域

本发明是钢帘线在线热镀铜锌合金生产技术，具体涉及一种钢帘线直接热镀铜锌合金环保生产工艺及装置。

背景技术

钢帘线表面镀铜锌合金可改善其与橡胶问结合力。目前镀铜锌合金的钢帘线生产过程包括钢帘线热处理和镀铜锌合金两个相对独立部分，钢帘线热处理主要包括加热奥氏体化和等温热处理两个工序，而镀铜锌合金包括电解除油、酸洗、电镀铜、电镀锌、扩散退火和多道水洗工序。在奥氏体化工序中，不管采用保护气氛炉还是气体燃料炉加热，生产过程均存在废气排放污染环境问题。此外，为获得较高走丝速度，采用增加加热炉炉膛长度(奥氏体化加热炉和等温退火炉)的办法，不仅占用较大生产空间，而且能耗也大。而用电镀法镀铜锌合金不仅工序多(包括电解除油、酸洗、电镀铜、电镀锌、扩散退火及多道水洗工序)，而且生产过程存在大量碱性、酸性和重金属离子污水排放问题。此外，电镀铜、电镀锌镀液成分及工艺参数波动会导致镀铜和镀锌层厚度变化，改变扩散退火后铜锌合金层成分，进而影响钢帘线与橡胶间的结合力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种钢帘线直接热镀铜锌合金环保生产工艺及装置，可使现生产线长度缩短30-50％，生产过程无废气和重金属离子污水排放，允许更高的走丝速度，铜锌合金镀层成分稳定且易于控制，能耗降低，生产成本下降。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：钢帘线直接热镀铜锌合金环保生产工艺及装置，其生产流程及工序为电解除油→水洗→涂助镀剂→烘干→热镀铜锌合金及奥氏体化→预冷→等温处理。与目前的生产工艺(奥氏体化→等温处理→电解除油→水洗→酸洗→水洗→电镀铜→水洗→电镀锌→水洗→扩散退火)相比，本申请通过省去酸洗、电镀铜、电镀锌、扩散退火、水洗等多道工序，以及采用热镀铜锌合金与钢帘线奥氏体化工序合二为一等措施，使钢帘线生产线长度显著缩短。

本申请通过采用高温电阻炉加热的铜锌合金浴作为钢帘线奥氏体化加热介质，使钢帘线奥氏体化加热过程不与直接大气接触，无需用保护气氛防止其表面氧化脱碳，故生产过程不会产生废气排放。

本申请通过采用铜锌合金浴代替目前的气相加热介质，使钢帘线奥氏体化加热系数显著提高，因而在加热炉长度相同时，允许更高的走丝速度。

本申请通过采用热镀技术替代目前生产中的电镀铜、电镀锌和扩散退火制备铜锌合金的电镀+热扩散技术，使钢帘线生产过程没有铜、锌重金属离子污水排放，保障了钢帘线生产的良好环保协调性。

本申请通过采用热镀工艺温度在930-1050℃的热镀技术制备铜锌合金镀层，使热镀过程中铜锌合金容易与碳钢钢丝间通过空位扩散机制形成一定厚度的互扩散层，从而确保铜锌合金镀层与碳钢钢丝问具有良好的界面结合和较高的界面结合力。

电镀+热扩散技术制备铜锌合金镀层，确保镀层成分及其均匀性的质量控制点包括电镀铜厚度、电镀锌厚度和扩散退火工艺(温度和时间)。与此相比，本申请通过采用热镀技术，镀层成分及其均匀性由铜锌合金浴决定，确保钢帘线镀层质量的质量控制点只有一个，因而镀层质量控制比较容易。

本申请通过采用热镀技术代替电镀+热扩散技术制备铜锌合金镀层，及采取热镀铜锌合金与碳钢钢丝奥氏体化过程合二为一措施等，不仅省去了目前生产过程中的电镀铜、电镀锌、扩散退火和多道水洗工序，降低了用电用水成本，省去了酸碱及重金属离子污水处理成本，而且生产线缩短减小了空间占用，降低了固定资产折旧等，从而使本申请的生产方案具有较低的生产成本。

附图说明

图1为钢帘线生产线原理图。

图中1.放线轮，2.电解除油槽，3.水洗槽，4.涂覆助镀剂槽，5.烘干区，6.热镀铜锌合金及奥氏体化区，7.铜锌合金浴槽，8.预冷区，9.流动粒子炉，10.镀铜锌合金钢帘线，11.收线轮。

具体实施方式

实施例一

一种钢帘线直接热镀铜锌合金环保生产工艺及装置，包括的工序有：电解除油→水洗→涂助镀剂→烘干→热镀铜锌合金及奥氏体化→预冷→等温处理。

热镀铜锌合金及奥氏体化工序中，根据钢帘线产品对铜锌合金镀层成分要求选择锌的质量百分数为30-37％的合金锭熔化获得铜锌合金浴，单区控温温度980±10℃。

采用上述工艺制造的钢帘线铜锌合金镀层成分与质量稳定、同一性好，镀层沿横截面成分分布均匀，镀层与基体钢丝间界面结合优良，结合力高；钢帘线生产过程中无含铜、锌的重金属离子污水排放，奥氏体化过程中无有害废气排放；钢帘线生产线所需空间小；钢帘线生产效率高，生产成本低。