一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法技术

本发明专利技术提供一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法，钢丝的润滑涂层，由两层组成，由内而外分别为磷化膜层与硼化膜层；所述磷化膜1.4‑6.1g/㎡；所述硼化膜0.3‑5.1g/㎡；所述的磷化膜层由以下组分组成：磷酸锌、磷酸锌铁，其中，磷酸锌铁占比为4‑7%。本发明专利技术润滑涂层可适用于钢丝直径3‑6.5mm、含碳量0.7%左右的细钢丝高速拉拔，与钢丝的结合强度高，拉拔后剥离率低于3%。

A Lubrication Coating for Steel Wire and the Method of Forming Lubrication Coating on the Surface of Steel Wire

【技术实现步骤摘要】
一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法
本专利技术涉及金属加工领域，尤其涉及一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法。
技术介绍
钢丝在生产拉拔过程中需要进行表面处理，为保证钢丝拉拔过程顺利，需要拉拔前进行润滑涂层。润滑涂层指在钢丝表面涂上一层润滑剂或润滑载体，主要作用是在拉丝时具有润滑层在拉丝时带入润滑剂，从而建立起良好的拉拔润滑条件。现有技术的涂层有磷化膜涂层、硼化涂层、石灰皂涂层、有机树脂涂层、无酸洗涂层；其中传统的磷化膜涂层虽结合牢度强，涂层残余膜清除困难，成品钢丝的质量不佳。现有的硼化涂层以及石灰皂涂层虽残余膜清除较好，但拉拔过程中并不稳定，只能适用于速度很低的拉拔过程。现有的有机树脂涂层虽拉拔过程中结合较好，也比较稳定，但润滑剂带入性较差，难以保证拉拔过程中的速度，适用于速度低的钢丝拉拔过程。现有的无酸洗涂层虽然稳定性、结合牢度都较好，但高速拉拔过程耐高温程度较差。本领域技术人员一直致力于改进现有的钢丝润滑涂层，以期获得效果更好的涂层，以适用于高速、高温的条件下的钢丝拉拔。CN201110103063.6钢丝高速拉拔前用磷化剂及制备方法，公开一种可提高拉拔速度、防止钢丝拉断、保证拉拔后的钢丝表面平滑均匀的钢丝高速拉拔前用磷化剂及制备方法，包括建槽剂及补充剂，所述建槽剂的原料及质量百分比是：浓度85%的磷酸13~15%，硝酸11~14%，氧化锌10~13%，硝酸镍0.3~0.6%，余量为水；所述补充剂的原料及质量比是：浓度85%的磷酸26~32%，硝酸6.5~9.5%，氧化锌10~13%，硝酸镍0.1~0.4%，余量为水。可有效提高拉拔速度（可达16米/秒）、防止钢丝拉断、保证拉拔后的钢丝表面平滑均匀，大大提高了生产效率。但其残余膜清除较差，成品钢丝的质量不佳。CN201811634330.0低渣、低成本高速拉拔磷化液及使用工艺，提供一种低渣、低成本高速拉拔磷化液包含锌离子10～60g/L、钙离子1～10g/L、磷酸根25～80g/L、硝酸根10～60g/L、有机酸5～20g/L、亚硝酸钠0.1～1g/L。此产品形成的磷化渣沉积在槽子底部，不会粘附在盘条或钢丝表面，不会影响表面质量；但并不适用于较细直径钢丝的拉拔速度高的钢丝拉拔工艺。CN201410631004.X一种钢丝拉拔润滑乳及其制备方法，公开了一种钢丝拉拔润滑乳及其制备方法，属于金属冷加工用润滑剂领域。此润滑乳按重量由10-20%的油性剂、5-10%的表面活性剂、1-3%的有机除锈剂、10-15%的极压剂，以及水组成，该润滑剂还包括防腐剂、消泡剂、杀菌剂中的一种或多种。其制备步骤包括：1)按计量比取油性剂、表面活性剂、极压剂、固体添加剂，混合后升温至80-120℃，高速搅拌的同时施加高功率超声波分散均匀。2)将剩余组分与水混合，升温至70-90℃，高速搅拌的同时施加高功率超声波分散均匀。3)将1)与2)所得物料混合，升温至50-70℃，高速搅拌的同时施加高功率超声波，深入分散均匀。该润滑乳非常适合有锈迹、不光滑钢丝、高速拉拔等多种复杂工况条件的润滑剂，但其并不适用于细度较低的钢丝高速拉拔。目前通用的一些润滑涂层在使用过程中难以保证钢丝高速拉拔中钢丝的表面质量，严重制约了较细钢丝拉拔速度的提高。同时现有润滑涂层防锈效果差，且制备效率不高，钢丝拉拔速度慢，生产效率低，且成品表面划伤、裂纹、竹节出现率较高。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法，达到以下专利技术目的：适用于较细钢丝的高速拉拔，使钢丝在拉拔过程中具有良好的表面质量，并提高钢丝拉拔速度，同时加快涂层制备速度，提高生产效益，减少成品表面划伤、裂纹、竹节的发生。本专利技术提供一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法一种钢丝的润滑涂层，由两层组成，由内而外分别为磷化膜层与硼化膜层。所述磷化膜1.4-6.1g/㎡；所述硼化膜0.3-5.1g/㎡。所述的磷化膜层由以下组分组成：磷酸锌、磷酸锌铁，其中，磷酸锌铁占比约为5%。内层磷化膜层与外层硼化膜层共同形成涂层，使得涂层与钢基底结合能力强，延展性好，吸附拉丝粉效果好。整体润滑涂层结合强度高、抗热性佳、塑性良好、易于吸附润滑剂、具有防锈能力、对钢丝表面残酸具有中和作用。在拉丝过程中表现极佳，能满足钢丝的高速拉拔。如上所述在钢丝表面形成润滑涂层的方法包括以下步骤：a）钢丝磷化处理。钢丝在锌系磷化液中进行连续快速磷化处理。磷化液总酸度为6.5-13点，游离酸度为0.4-2点，酸比≥6，磷化温度为72-98℃，磷化时间为3-5s。得到的磷化膜的孔隙率为0.5%-1%，能随钢丝延伸15倍以上不剥落，保持基本性能。该处理方式能保证磷化膜晶体结构为最适合拉拔状态，具有合适的疏松孔，和更好的变形连续性，以保证润滑涂层对拉丝粉的吸附和拉丝过程中的延展能力。b）钢丝水洗。钢丝经过瀑布式水洗，清洗表面残存溶液。经过2-4道瀑布式水洗，水洗时间为2-3s，表面离子残留小于0.1㎎/cm2。c）钢丝涂硼处理。钢丝在硼砂溶液中进行中和硼化处理。硼砂浓度为60-200g/L，温度为80-100℃，硼化时间为2-4s，形成硼化膜0.3-5.1g/㎡。该处理过程可以保证硼砂的厚度和对钢丝表面酸性的中和作用，形成更好的润滑涂层。d）钢丝烘干处理。钢丝在烘干箱中进行烘干处理。烘干温度为240-300℃，烘干时间为2-3s。该处理过程可以使润滑涂层表面的硼砂成为更合适的五水结晶体，从而形成更合适的润滑涂层。同时烘干可以保证钢丝表面无残余水分，保证钢丝的抗腐蚀能力。本专利技术所述的润滑涂层的有益效果为：（1）本专利技术润滑涂层可适用于钢丝直径3-6.5mm、含碳量0.7%左右的细钢丝高速拉拔，与钢丝的结合强度高，拉拔后剥离率低于3%；钢丝拉拔速度提高至8m/s以上；涂层可随钢丝延伸15倍以上不剥落，保持涂层的基本性能。钢丝拉拔过程中，表面划伤、裂纹、竹节出现率降低至0.05%以下。通过该润滑涂层进行拉拔的钢丝，同规格情况下扭转数据提高5以上。（2）本专利技术涂层抗热性佳，250℃不影响涂层的润滑性能；（3）本专利技术涂层吸附润滑剂效果好，吸附润滑剂与常规技术相比吸附力提升1.5倍。（4）本专利技术涂层具有良好的防锈能力，并对钢丝表面残酸具有中和作用；对涂有本专利技术涂层的钢丝进行盐雾试验，首次出现腐蚀产物时间5h以上。（5）本专利技术涂层可使钢丝保存45天以内不发生任何变化，期间还可以继续拉拔，保证钢丝质量不发生变化，涂层延展性良好。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种钢丝的润滑涂层及在钢丝表面形成润滑涂层的方法一种钢丝的润滑涂层，由两层组成，由内而外分别为磷化膜层与硼化膜层；磷化膜3.2g/㎡，硼化膜3.1g/㎡。所述的磷化膜层由以下组分组成：磷酸锌、磷酸锌铁，其中，磷酸锌铁占比为5%。在钢丝表面形成润滑涂层的方法，具体步骤如下：本实施例采用的钢丝直径是5.5mm，C含量0.72%；a）钢丝磷化处理，钢丝在锌系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢丝的润滑涂层，其特征在于：由两层组成，由内而外分别为磷化膜层与硼化膜层；所述磷化膜1.4‑6.1g/㎡；所述硼化膜0.3‑5.1g/㎡；所述的磷化膜层由以下组分组成：磷酸锌、磷酸锌铁，其中，磷酸锌铁占比为4‑7%。

【技术特征摘要】
1.一种钢丝的润滑涂层，其特征在于：由两层组成，由内而外分别为磷化膜层与硼化膜层；所述磷化膜1.4-6.1g/㎡；所述硼化膜0.3-5.1g/㎡；所述的磷化膜层由以下组分组成：磷酸锌、磷酸锌铁，其中，磷酸锌铁占比为4-7%。2.根据权利要求1所述的一种在钢丝表面形成润滑涂层的方法，其特征在于：所述的润滑涂层制备方法包括以下步骤：a）钢丝磷化处理，b）钢丝水洗，c）钢丝涂硼处理，d）钢丝烘干处理。3.根据权利要求2所述的一种在钢丝表面形成润滑涂层的方法，其特征在于：所述步骤a）钢丝磷化处理，磷化液总酸度为6.5-13点，游离酸度为0.4-2点，酸比≥6，磷化温度为72-98...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文军，王金武，谢君兰，韩晓萍，马春翔，
申请(专利权)人：山东大业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37