专利名称：钢丝的高耐蚀性的双浸热镀工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于热浸镀工艺，更具体地说，是属于一种钢丝热镀锌(铝)及其合金的双浸热镀工艺。
在本发明做出之前，钢丝通常经热浸锌、锌铝合金、铝锌合金、铝，在钢丝表面形成一层具有耐蚀性的金属镀层。
增加镀层厚度和采用高耐蚀性的锌铝、铝锌合金镀层是提高镀层耐蚀性的主要途径。
例如在钢丝热镀锌中，采用提高钢丝的引出速度或用二次浸镀纯锌来增加锌层厚度。
高耐蚀性的铝锌、锌铝合金热镀在本世纪70～80年代才投入生产，其中有代表性的为美国伯利恒钢铁公司在70年代研制成功的商品名为Galvalume铝锌合金的热镀材料，和国际铝锌研究组织(ILZRO)于80年代开发的商品名为Galfan锌铝合金(前者成份为55%AL～43.40%Zn～1.6%Si;后者成份为4.7～5.2%AL，0.02～0.05%La，0.01～0.04%Ce，其余为Zn)。
上述种种技术存在的缺点和不足是通过提高引出速度来增加锌层厚度的设想，只有在钢丝从锌锅中引出凝固前完全处于无振动的运行状态才能实现。采用张力控制可以消除振动，但工程费用很大，工业生产上很少采用。同时，采用传统的木炭擦拭无法用高的引出速度。通过二次浸镀纯锌可以获得厚镀层，但在第二次浸镀中由于第二个熔池的温度高于纯锌的熔点，因此初镀层不可避免地要溶解或熔化到第二个熔池中。此外，通过二次浸镀容易生成脆性的ζ相，降低镀层的附着性。采用铝锌或锌铝合金镀时，由于铝的影响使镀层厚度仅为同样条件下镀锌层的1/2～1/3，因此镀层很薄，达不到较高的耐蚀性。此外，无法采用常规的价格便宜的氯化锌-氯化铵助镀剂，事实上，目前采用溶剂法热镀锌铝、铝锌合金时，在助镀上至今仍存在很多困难，漏镀问题严重。
本发明就是针对上述不足之处进行了改进，结合合金热镀与厚镀层技术的优点，完成了一种钢丝的高耐蚀性的双浸热镀工艺。
本发明是这样实现的如附图
所示钢丝[附图中.1]经脱脂、水洗、酸洗、水洗、溶剂处理后先在A槽[附图中.2]中镀纯锌或镀含AL＜0.15%的锌铝合金[附图中.3]，垂直引出后，通过间接外加热或电直接接触加热方式[附图中.4]，进行连续的钢丝镀层合金化热处理，使纯锌镀层转变成塑性好的锌铁合金(δ1相)，再经C槽[附图中.5]喷淋助镀剂[附图中.6]后，进入B槽[附图中.7]，再在B槽中热镀锌(铝)及其合金[附图中.8]，钢丝从B槽中以垂直方式引出后，经擦拭和冷却后[附图中.9]上卷。
镀层的在线合金化热处理是钢丝经A槽镀锌后，采用外加热或电直接接触加热方式，通过锌铁原子互扩散，使由η相为主的镀层转变为δ1相，再经B槽镀锌(铝)及其合金。采用电直接接触加热方式中的A槽和B槽均为导电接触槽，该槽中锌(铝)及其合金液均为导电体。接触槽能起无火花接触导电的作用，A槽中导电介质锌液的温度为450℃±50℃，B槽中导电介质锌(铝)及其合金液的温度一般比合金的熔点高30℃～40℃。接触槽可用钢板焊成或用耐火材料砌筑。电直接接触加热所用的电极材料为石墨或Mo基材料。B槽加接地线接地。
电直接接触加热可采用单相或三相整流电源，输出电压＜65伏。采用外加热方式时，热处理温度在470℃～620℃之间。
镀层具有多层结构，其中内层为锌铁合金，过渡层为锌-铁-Me(此为其它金属元素，例如铝)的多元合金层，外层为锌基或铝基合金。由于内层为锌铁合金，其熔点可增加到516℃～656℃，随之再镀锌(铝)及其合金时，熔化损失少。通过合金化处理后底镀层表面较粗糙，在第二次镀时，可得较厚的镀层，第二次浸镀由于时间短，底层的锌铁合金基本不发生熔化和溶解，两层间结合强度大。本发明特别适合镀铝含量低于60%的铝锌或锌铝合金。本发明可采用常规的经济的氯化锌-氯化铵助镀剂。
本发明将合金热镀与厚镀层技术融为一体，形成了内层为锌铁合金，中间为锌-铁-Me合金，外层为锌基或铝基合金的多层结构，提高了镀层的耐蚀性与塑性韧性，镀层厚度与现行工艺相比增加到1.5～2倍，且可采用常规、经济的助镀剂，从而得到了与基体结合强度好、塑性韧性好、耐蚀性高的厚镀层。
本发明可广泛应用于需生产高耐蚀性、厚镀层钢丝的国民经济各领域。
本发明实施例如附图所示用φ1.4的钢丝(其化学成份为C0.62～0.70%，Si0.07～0.17%，Mn0.50～0.80%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr≤0.25%，Ni≤0.25%)依次经碱洗、热水洗、酸洗、水洗、10%NH4CL溶液助镀后，进入460℃±50℃的纯锌槽镀锌，垂直引出后，经电直接加热，使线温为560℃，再浸入425℃～430℃的Galfan合金的熔池中，垂直引出后，经木炭擦拭、水冷后上卷。
钢丝运行速度为12.5米/分，经初镀后，其上锌量达85±10g/m2，再镀上锌量为300±20g/m2。经金相检验，镀层分三层内层为锌铁合金(δ1相)，中间层为Zn-AL-Fe合金，其含AL量达25%左右，外层为Galfan合金，镀层经自缠绕试验不开裂。50%的盐雾对比试验表明，在同样的条件下，上锌量为331g/m2的双镀纯锌层的初锈时间为16天，而上锌量为305g/m2的本工艺样品的初绣时间为31天。
权利要求
1.一种钢丝热镀锌(铝)及其合金的双浸热镀工艺，其特征在于，所说的热镀是钢丝在即如A槽中先镀锌，经镀层合金化热处理后，再在又如B槽中热镀锌(铝)及其合金的工艺。
2.根据权利要求1所述的双浸热镀工艺，其特征在于，所说的镀层合金化热处理，是钢丝经A槽镀锌后，采用外加热或电直接接触加热，通过锌铁原子互扩散，使由η相为主的镀层转变为δ1相，再经B槽镀锌(铝)及其合金。
3.根据权利要求1或2所述的双浸热镀工艺，其特征在于，所说的电直接接触加热方式中的A槽和B槽均为导电接触槽，该槽中锌(铝)及其合金液均为导电体。
4.根据权利要求2或3所述的电直接接触加热，其特征在于，该加热所用的电极材料为石墨或Mo基材料。
全文摘要
钢丝的高耐蚀性的双浸热镀工艺。本发明属于热浸镀工艺。钢丝在即如A槽中先镀锌，经镀层合金化热处理后，再在又如B槽中热镀锌(铝)及其合金。本发明将合金热镀与厚镀层技术融为一体，形成了具有多层结构的镀层，提高了镀层的耐蚀性与塑性韧性，镀层厚度与现行工艺相比增加到1.5～2倍，且可采用常规、经济的助镀剂，从而得到了与基体结合强度好，塑性韧性好，高耐蚀性的厚镀层。本发明可广泛应用于需生产高耐蚀性、厚镀层钢丝的国民经济各领域。
文档编号C23C2/06GK1053268SQ9110002
公开日1991年7月24日 申请日期1991年1月9日 优先权日1991年1月9日
发明者陈冬, 郭保民, 张晓东, 张国庆, 韩其勇, 项长祥, 刘廷香, 焦占付 申请人:河北省冶金研究所, 河北省故城钢丝绳厂, 北京科技大学