一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝及其加工方法，钢丝表层为Fe‑Ni‑Zn合金镀层，铁含量为5％～20％，镍含量为0.1％～10％，其余为锌及杂质。该镀层钢丝的加工方法包括：步骤一、在钢丝表面预镀镍层；步骤二、热镀锌，步骤一获得的预镀镍钢丝热镀锌；步骤三、热表拉，步骤二的镀镍、热镀锌钢丝热表拉，形成Fe‑Ni‑Zn合金镀层；步骤四、将步骤三形成的钢丝拉拔至需要的规格直径。本发明专利技术镀层钢丝具有低镍含量、高耐腐蚀性能，且易于实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝及其加工方法
本专利技术涉及一种镀层钢丝及其加工方法，特别涉及一种降低镍用量的同时能够提升钢材表面镀层的耐腐蚀性能的低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝及其加工方法。
技术介绍
镍常作为一种重要的金属元素与其他金属形成合金以提高耐腐蚀性能，如镍锌合金镀层等。然而，镍价格较高，且随着镍在合金中的含量增加其对耐腐蚀性能的提升程度也有限。因此，开发一种低镍含量、高耐腐蚀性的镀层或合金具有重要的工程价值和意义。公开号为CN101225518A、专利名称为“控制含硅活性钢镀层厚度的预化学镀镍后热镀锌方法”的专利申请公开了一种控制含硅活性钢镀层厚度的预化学镀镍后热镀锌方法，其工艺为：(1)对含硅钢件表面化学镀镍前处理，(2)对含硅钢件表面化学镀镍，(3)对化学镀镍后的含硅活性钢件经烘干后热镀锌。公开号为CN101082132A、专利名称为“控制含硅活性钢镀层厚度的预化学镀镍后热镀锌方法”的专利申请公开了一种带钢连续热镀锌铝铝锌的生产工艺，其工艺是在连续热镀锌/铝/铝锌生产前退火处理工序，对基础电镀一层极薄的镍(10～50纳米)，然后在热镀锌/铝/铝锌，提高镀层与钢的附着力。上述两份专利文献均是在钢材表面先预镀镍、再热镀锌的方法，镀层表层元素也均为锌-镍或锌-铝-镍等镀层，然而，在锌镍合金中镍重量百分比在增加至10％以后对镀层的耐腐蚀性能提升较小。如何降低镍用量的同时提升钢材表面镀层的耐腐蚀性能一直是行业发展的重要方向。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种降低镍用量的同时能够提升钢材表面镀层的耐腐蚀性能的低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝及其加工方法。本专利技术采用如下技术方案：一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝，所述钢丝表层为Fe-Ni-Zn合金镀层，铁含量为5％～20％，镍含量为0.1％～10％，其余为锌及杂质。进一步的，镀层中铁含量为8％～15％、镍含量为1％～5％，其余为锌及杂质。该镀层钢丝的加工方法包括如下步骤：步骤一、在钢丝表面预镀镍层，所述镍层的厚度为0.01μm～1μm。钢丝表面的预镀镍层厚度非常薄，从而控制钢丝表层镍用量；步骤二、对步骤一获得的预镀镍钢丝热镀锌，热镀锌时间为1～6秒，锌液温度为440℃～460℃，；步骤三、对步骤二的镀镍后热镀锌钢丝热表拉，热表拉温度为200℃～550℃，减面率为0.01％～5％，促使钢丝表面形成Fe-Ni-Zn合金镀层；步骤四、将步骤三形成的具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝拉拔至需要的规格直径。进一步的，步骤一中，所述镀镍层的厚度为0.01μm～0.8μm。进一步的，步骤二中，钢丝的热镀锌时间为2～4秒，锌液温度为445-455℃。进一步的，步骤三中，钢丝的热表拉温度为300℃～450℃。进一步的，步骤三中，钢丝的热表拉减面率为0.1％～3％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：现有技术为了提高耐腐蚀性，通常采用增加钢丝表面镀层中镍含量的做法，而本专利技术中预镀镍层的厚度不超过1μm，最终形成的Fe-Ni-Zn合金镀层中镍的含量非常低，结合热镀锌和热表拉工艺后，能够得到一种具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝，这种钢丝具有低镍含量、高耐腐蚀性能的优点。附图说明图1是采用本专利技术方法制造的具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝与现有热镀锌方法制造的钢丝以及现有方法制造的具有10％镍-锌合金镀层钢丝的极化曲线比较图；图2是实施例一的步骤三中钢丝表面的Fe-Ni-Zn元素分布图(预镀镍层厚度为0.5微米)；图3是实施例二中镀层横截面SEM形貌图；图4是实施例二中从钢丝基体到镀层方面的线扫描图；图5是盐雾试验结果图；其中：(a)是现有热镀锌方法制造的钢丝的盐雾试验结果图；(b)是本专利技术方法形成的具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝的盐雾试验结果图(预镀镍层厚度0.5微米)；(c)是本专利技术方法形成的具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝的盐雾试验结果图(预镀镍层厚度0.8微米)；(d)是现有方法制造的具有10％镍-锌合金镀层的钢丝的盐雾试验结果图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对实施中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝及其加工方法，包括如下步骤：步骤一、选择一定规格的钢丝预镀一层镍层。预电镀镍层，控制钢丝表层镍用量。镀镍厚度控制在0.01～1μm，优选0.01μm～0.8μm。步骤二、热镀锌。热镀锌，控制热镀锌速度和镀锌温度，热镀锌时间为1～6秒，优选2～4秒；锌液温度为440℃～460℃，优选450℃。步骤三、热表拉。热表拉，控制表拉的温度和减面率，温度和小减面率的表拉促使锌、镍合金向钢丝基材扩散，形成Fe-Ni-Zn合金镀层，铁含量为5％～20％，优选8％～15％；镍含量为0.1％～10％，优选1％～5％；其余为锌及杂质。钢丝热表拉温度为200℃～550℃，优选300℃～450℃；减面率为0.01％～5％，优选0.1％～3％。步骤四、拉拔至需要规格直径。将上述预镀镍、电镀锌钢丝拉拔至所需规格。实施例一步骤一、选择直径为1.0mm的72A钢丝预电镀镍，镀镍层厚度为0.5μm；步骤二、钢丝热镀锌时间2秒，锌液温度为450℃；步骤三、热表拉温度为420℃，减面率为1％。预镀镍层厚度为0.5μm米钢丝表面的Fe-Ni-Zn合金镀层中Fe-Ni-Zn元素分布如图2所示，三种元素含量为铁含量为12％，镍含量为1.5％，锌及杂质含量为86.5％；步骤四、钢丝拉拔至0.21mm。利用本实施例的方法即可得到一种具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝，这种钢丝具有镍含量为1.5％、耐腐蚀性能高的优点。实施例二步骤一、选择直径为1.0mm的72A钢丝预电镀镍，镀镍层厚度为0.6μm；步骤二、钢丝热镀锌时间2秒，锌液温度为450℃；步骤三、热表拉温度为400℃，减面率为0.5％。最终形成钢丝三元合金镀层，图3为镀层横截面SEM形貌，图4为从钢丝基体到镀层方面的线扫描，三种元素含量为铁含量为10％，镍含量为1.8％，锌及杂质含量为88.2％；步骤四、钢丝拉拔至0.21mm。利用本实施例的方法即可得到一种具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝，这种钢丝具有镍含量为1.8％，且耐腐蚀性能高的优点。实施例三步骤一、选择直径为1.0mm的72A钢丝预电镀镍，镀镍层厚度为0.8μm；步骤二、钢丝热镀锌时间2秒，锌液温度为450℃；步骤三、热表拉温度为380℃，减面率为2％。三种元素含量为铁含量为11％，镍含量为1.9％，锌及杂质含量为87.1％；步骤四、钢丝拉拔至0.21mm。利用本实施例的方法即可得到一种具有Fe-Ni-Zn合金镀层的钢丝，这种钢丝具有低镍含量、高耐腐蚀性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝，其特征在于，钢丝表层为Fe-Ni-Zn合金镀层，镀层中铁含量为5％～20％，镍含量为0.1％～10％，其余为锌及杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝，其特征在于，钢丝表层为Fe-Ni-Zn合金镀层，镀层中铁含量为5％～20％，镍含量为0.1％～10％，其余为锌及杂质。


2.根据权利要求1所述的低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝，其特征在于，镀层中铁含量为8％～15％、镍含量为1％～5％，其余为锌及杂质。


3.权利要求1或2所述的低镍含量、高耐腐蚀镀层钢丝的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在钢丝表面预镀镍层，所述镍层的厚度为0.01～1μm；
步骤二、对步骤一获得的预镀镍钢丝热镀锌，热镀锌时间为1～6秒，锌液温度为440℃～460℃，；
步骤三、对步骤二的镀镍后热镀锌钢丝热表拉，热表拉温度为200℃～550℃，减面率为0.01％～5％，促...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春雷，郑锐，刘红芳，戚琴花，周艳华，
申请(专利权)人：法尔胜泓昇集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32