一种金属线材动态磷化装置及方法与流程

本发明涉及一种金属线材的无酸洗拉拔设备，特别是涉及一种金属线材动态磷化装置及方法。

背景技术：

在金属线材拉拔生产中普遍采用磷化作为金属线材拉拔前的表面处理方式，磷化膜作为润滑涂层载体与拉拔后的线材的表面质量、力学性能、模具消耗、成品防锈和生产率等有很大关系，磷化膜厚度是生产工艺控制的重要指标。现有的在线磷化属动态磷化，其装置通常为长直槽型，金属线材在槽中的磷化液中通过完成磷化处理过程，磷化膜重量通常在3～5g/m²。由于磷化处理需要一定的时间，而更高的拉拔速度(≥6m/s)要求磷化膜重量在6～10g/m²，更好的磷化效果要求更长的磷化时间，即要求更长的磷化槽长度。对于现有拉丝机增加在线无酸洗装置通常要受现有车间长度限制，一般车间内拉丝机前剩余长度在30m以内，而磷化槽长度通常大于7m，并且拉拔速度越高要求磷化槽长度越长，因此无酸洗装置总长度通常大于30m，并且拉丝机拉拔速度越高要求无酸洗装置的长度越长，这些因素限制了动态磷化装置的应用。

申请号为201210179681.3的中国发明专利申请公开了一种金属线材在线磷化装置，包括有磷化池、储液箱和低压大功率电源，储液箱设置在磷化池下方并通过液压泵和管道与磷化池连通，磷化池对应侧壁上设有供金属线材通过的开口，磷化池内靠近两侧壁上的开口处均设有压辊，磷化池外靠近两侧壁上的开口处均设有导电辊，两个导电辊作为低压大功率电源的电极分别与低压大功率电源的正、负极电连接。本发明采用低压大功率电源对需要磷化的金属线材进行加热以使与磷化液进行反应的方式，对金属线材的加热远比对磷化液的加热速度快，使得磷化操作可随时进行，不需要预加热等待，进而使得磷化装置对金属线材洗拉拔工艺的适应性更强，有效地提升了生产效率。

但是，该发明的磷化装置磷化效果仍不理想、占用空间大，且对后期拉拔工艺的适应性不够强，不能满足后期拉拔提速要求。

技术实现要素：

本发明针对现有磷化装置占用空间大、磷化效率低、磷化效果不理想且不能满足后期拉拔提速要求的技术问题，提供一种占用空间小、磷化效率高、磷化效果理想且能满足后期拉拔提速要求的金属线材动态磷化装置及方法。

为此，本发明设有磷化槽、电源和储液箱；还设有导电装置、盘线装置，导电装置靠近磷化槽的进线位置，储液箱设在磷化槽下方，并通过进水管、回水管与磷化槽连接；盘线装置包括卷筒、盘线驱动装置，卷筒设在磷化槽内部，卷筒和盘线驱动装置通过卷筒轴连接，卷筒轴穿过磷化槽的侧壁；磷化槽内表面设有金属电极板，金属电极板通过电缆与电源的正极连接，导电装置通过电缆与电源的负极连接。

优选地，卷筒轴与盘线驱动装置之间设有可分离装置。

优选地，可分离装置为手动离合器或电磁离合器。

优选地，磷化槽侧壁的进出线位置上开设有槽孔，槽孔外设有回液槽。

优选地，进水管上设有离心泵，导电装置设有导电压辊。

优选地，卷筒表面设有绝缘材料，绝缘材料沿轴向铺设，周向间距放置。

优选地，绝缘材料为工业陶瓷。

优选地，卷筒的直径为0.5m～2.5m。

优选地，卷筒的直径为1.1m。

本发明还提供一种磷化方法，包括如下步骤：

步骤1，接通电源；

步骤2，启动离心泵，储液箱中的磷化液通过进水管进入磷化槽并完全浸没卷筒，盘线驱动装置通过可分离装置、卷筒轴带动卷筒转动；

步骤3，磷化槽内表面的金属电极板对磷化液进行加热，为常温磷化做准备；

步骤4，线材在导电装置上导电压辊的带动下通过槽孔进入磷化槽，并在卷筒上顺序缠绕；

步骤5，线材表面形成磷化膜，通过槽孔离开磷化槽；

步骤6，线材运行至拉丝机，可分离装置分离，此后的生产过程由第一道拉丝机提供动力；

步骤7，生产完成后，磷化槽里磷化液通过回水管完全流回储液箱。

本发明的有益效果是，采用线材在卷筒上顺序缠绕并且完全浸没在磷化液中的方式，线材磷化长度可达到5～30m，增加磷化时间，磷化效果更为理想；同时采用常温电解磷化的方式，提高磷化效率，减少磷化残渣，磷化膜重量可以提高到10～14g/m²。在磷化槽内设置卷筒装置，缩短了磷化槽长度，磷化膜重量增加，磷化效果更好。还可通过改变线材在卷筒上的缠绕圈数，来进一步提高磷化效率，满足后期拉拔的提速要求。通过设置可分离装置，线材运行至拉丝机后的生产由第一道拉丝机提供动力，实现节能效果。磷化装置长度可小于2m，无酸洗装置总长度则可小于28m，大大降低了无酸洗改造项目对厂房长度的要求，因而可以满足大多数现有设备改造项目，也可以减小新建项目车间长度、降低厂房建设投资。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的磷化槽剖面图。

图中符号说明：

1.卷筒；2.金属电极板；3.回水管；4.进水管；5.离心泵；6.储液箱；7.盘线驱动装置；8.电磁离合器；9.卷筒轴；10.磷化槽；11.槽孔；12.回液槽；13.线材；14.低压大功率电源；15.导电装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

如图1和图2所示，本发明设有磷化槽10、导电装置15、盘线装置和低压大功率电源14，导电装置15靠近磷化槽10的进线位置。磷化槽10内表面设有金属电极板2，金属电极板2通过电缆与低压大功率电源14的正极连接，导电装置15通过电缆与低压大功率电源14的负极连接。导电装置15设有导电压辊，导电压辊用于压紧线材13。

盘线装置包括卷筒1、盘线驱动装置7，卷筒1设在磷化槽10内部，卷筒1表面设有绝缘材料工业陶瓷，该材料沿轴向铺设，周向间距放置。卷筒1和盘线驱动装置7通过卷筒轴9连接，卷筒轴9穿过磷化槽10的侧壁。卷筒轴9与盘线驱动装置7之间设有电磁离合器8。

接通电磁离合器8后，盘线驱动装置7带动卷筒轴9转动，将线材13顺序缠绕到卷筒1上，当线材13缠绕完成运行至第一道拉丝机时，将电磁离合器8分离，此后的生产过程由第一道拉丝机提供动力。

磷化槽10下方通过进水管4、回水管3连通有储液箱6，进水管4上设有进水阀(图中未示出)、离心泵5，进水阀设有调节阀，调节阀可调节磷化液流速。储液箱6用于存放磷化液，在工作状态时，打开进水阀，通过离心泵5将储液箱6内的磷化液泵入磷化槽10，并且保证磷化液液面高于卷筒1最高点，以满足线材13完全浸没在磷化液中的要求。在这一过程中，磷化液也通过回水管3流回储液箱6，即磷化液一直处于流动状态。在非生产状态时，关闭进水阀，磷化槽10内的磷化液可通过回水管3完全流回储液箱6而无残留。

在线材13进出磷化槽10的位置加工对应的槽孔11，并在槽孔11外设有回液槽12，将由槽孔11流出的磷化液收集导流回储液箱6。

线材13在卷筒1上顺序缠绕，不得有交错、打结。缠绕圈数应视磷化效果和拉拔速度而定。

本实施例中卷筒1的直径为1.1m，磷化装置长度为2m，线材13磷化长度可达30m，线材13表面形成的磷化膜可达14g/m²。

本实施例磷化方法的具体步骤为：

步骤1，接通低压大功率电源14；

步骤2，启动离心泵5，储液箱6中的磷化液通过进水管4进入磷化槽10并完全浸没卷筒1，盘线驱动装置7通过电磁离合器8、卷筒轴9带动卷筒1转动；

步骤3，磷化槽10内表面的金属电极板2对磷化液进行加热，为常温磷化做准备；

步骤4，线材13在导电装置15上导电压辊的带动下通过槽孔11进入磷化槽10，并在卷筒1上顺序缠绕；

步骤5，线材13表面形成磷化膜，通过槽孔11离开磷化槽10；

步骤6，线材13运行至拉丝机，电磁离合器8分离，此后的生产过程由第一道拉丝机提供动力；

步骤7，生产完成后，磷化槽10里磷化液通过回水管3完全流回储液箱。

惟以上者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。