[其他]对用于强化弹性材料的金属丝的改进

说明书

本发明涉及带有防腐蚀镀层的金属丝，该镀层能保证金属丝与弹性材料很好地粘结。本镀层能保证金属丝与弹性材料很好地粘结。本发明特别涉及用以制造熟知的芯线的细钢丝，这种芯线则用来增强弹性材料制品（例如充气轮胎、到送带、传动带等）。已经知道，这些金属丝必须同时具备良好的防腐蚀性和跟弹性材料粘结牢固的特点，而这些特点是裸钢丝完全不具备的。因此，金属丝必须复以合适的镀层。

前些时候，科学家在检验了用单一金属镀层能得到的结果之后，为上述金属丝采用了黄铜镀层，即一种含70%铜与30%锌的铜锌（Cu/Zn）合金。过去，它的粘结性能一般尚好，但防腐蚀性较差。事实上，在硫化过程中，合金中的铜与胶料中存在的硫反应，生成一薄层硫化铜，它构成了胶料和金属丝之间的界面，並为胶料与金属丝周围的黄铜镀层之间提供了良好的初始粘结力。橡胶/金属间的结合力在硫化过程后的即刻达到最强，但随着老化而显著减弱;实际上，不仅硫化铜层、而且底下的黄铜层的特性也因为连续的腐蚀作用而恶化。已采用黄铜之外的其它合金、例如三元合金或用其它金属代替铜或锌等方法，来努力改进这一状况。

所有已试验的合金中，锌与镍或锌与钴组合的合金已被证明是特别有意义的。实际上，用镍或钴取代铜减缓了老化过程中粘结力的下降;但是，增加最大粘结力和防腐蚀性的问题仍未解决。

从合金的组成来说，这两个特性实际上是相互矛盾的：增加一种金属（例如Ni）的百分数会改进一种特性（在这种情形下是指跟弹性材料的粘结），但却使另一特性变差，因此，研究只能导致在两种不同要求间的较好的折衷。

本申请人现已设计了一种新型镀层，它解决了上述困难，同时改进了所要求的两种特性。因此，本发明的主题是一种用于增强弹性材料制品的金属丝，它具有一个防腐蚀镀层並有助于上述金属丝与弹性材料的粘结。该镀层基本上由锌和镍的合金组成，其特点是包括两个径向叠合的同心层，每一层均为Zn/Ni合金，径向内层的Zn百分含量最高。

径向内层含锌60%至90%、两个叠合层中Ni浓度差至少为20%较为合适;显然，两层中这一数值与100的差值应由合金中的另一种金属提供。

以下将对本发明作详细叙述：叙述的目的旨在于说明，而决不是包罗无遗的，特别是就用钴替代镍而言。

构成本发明主题的金属丝是橡胶工艺、特别是轮胎工艺中熟知的常用金属丝。金属丝拉制成直径在0.12至0.50微米之间，尤其是以绞合的形式用来构成用作增强成分用的心线，特别是用在橡胶布中。

上述的金属丝，在其直径还大于其最后使用的直径时，就镀上由镍锌合金组成的第一保护层，其中含锌60%至90%，剩余部分为镍;该层显然会含有其它金属，但只是以杂质形式存在，即其浓度百分比很小，其量无妨大局。

上述合金的沉积作用是在电镀槽中用科学家所熟知的标准方法完成的，它可用两种不同的方式进行。第一种方法里，锌和镍先后分别沉积在金属丝上;接着作适当的热处理、即对金属丝加热，使两种金属相互扩散，生成Zn/Ni合金。

第一层的作用是保护金属丝免遭腐蚀，其中的两种金属的百分比最好是70%的Zn与30%的Ni。

另一种方法是，使用一个单一的电镀槽，将两种金属按所要求的百分比同时沉积，这样得到的金属丝已镀有所需的合金。

一种可能的操作方法是使用如下成分的电镀槽，电镀槽的工作条件如下：

温度范围    10℃至30℃

PH值    4至8

电流密度 5至30安/分米²

槽液成分：（克/升）

NiSO₄（六水合硫酸镍） 170克/升

ZnSO₄（硫酸锌） 10克/升

H₃BO₃（硼砂） 10克/升

NH₄Cl（氯化铵） 14克/升

NaC₁₂H₂₅SO₄（十二烷基硫酸钠） 1克/升

不管采用何种方式，所得的第一层的厚度最好在0.25和2微米之间。如此处理的金属丝再镀第二层，也是用Zn/Ni合金，但两种金属的百分比大体上与第一层相反，更准确地说，镍含量在60%至80%之间，剩余百分比由锌补足，不考虑已提到的杂质的存在。总之，径向叠合的两层中镍含量（按百分比计）的差最好不小于20%。