本发明提供一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置，属于磷化技术领域。
背景技术：
金属表面磷化是指用磷化试剂对金属进行表面处理，在其表面生成一层均匀、细密、耐磨、耐腐蚀的磷化膜的过程。
在实际应用中主要用于钢铁工件的表面磷化，但有色金属像铝、锌等工件也可进行磷化处理。
钢丝拉拔前进行磷化处理主要是因为，钢丝表面形成的磷化膜可以提高润滑效率，像锌系磷化膜可与硬脂酸钠润滑剂发生反应，在金属表面生成在很高的压力条件下都是极好润滑材料的硬脂酸锌，可以大大提高拉拔速度，延长模具寿命，提高产品成品率。
传统的磷化工艺存在着诸多的缺陷：
1、传统的磷化工艺大多数需要在比较高的温度下进行，而且磷化处理的时间也比较长，这样会造成能源的损耗和沉渣的增加；
2、传统的常温、低温磷化处理需要加入一些其他促进剂如氧化剂、中和剂等来加快成膜速度进而提高磷化膜质量，因此会引起一系列的副反应发生，使成膜过程复杂并使磷化液产生大量沉淀；
3、传统的磷化工艺在生产过程中经常会产生对环境有害的物质，对长期在该场合工作的工人的生命安全存在着巨大的威胁。
常温电解磷化工艺反应速度快、能耗低，但形成的磷化膜膜厚比中高温化学磷化的磷化膜要薄，在拉拔过程中比中高温化学磷化的钢丝更易出现断丝和超差。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、可以改善工人的工作环境、在常温下即可进行反应的一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置。其技术内容为：
一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置，包括超声波发生器、超声波换能器、超声波变幅杆、磷化槽、绝缘垫块、惰性电极石墨、直流电源和支架，其特征在于：磷化槽固定在支架上，磷化槽的底部经变幅杆与换能器固定连接，超声换能器的接线端接超声波发生器的电源输出端；在磷化槽内工件作为阴极接在直流电源的负极，石墨作为阳极接在直流电源的正极。
所述的一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置，超声变幅杆的上端和下端与磷化槽和超声换能器的连接均使用环氧树脂和螺钉两种方式紧密固定。
所述的一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置，磷化槽的底部采用绝缘垫块。
所述的一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置，超声换能器的振动频率为20khz~40khz。
所述的一种用于钢丝拉拔前的常温超声电解磷化处理方法及装置，直流电源的输出电压范围为0~30v，电流范围为0~10a。
其工作原理为：磷化槽中盛有锌系磷化液，将超声波脱脂、除锈后的钢丝放入磷化槽内，打开超声波发生器，调整超声波发生器的频率，将钢丝接入直流电源的负极，将石墨接入直流电源的正极，对磷化槽施加超声振动，与此同时接通直流电源，进而在钢丝基体表面上形成一层磷化膜。在整个过程中，超声波发生器输出高频电信号，转变为超声换能器的机械振动，进而对磷化槽液起到快速搅拌的作用，同时接通直流电源，对工件钢丝进行电解，实现对钢丝表面的超声电解磷化。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1、磷化槽的底部加有超声波发生器不但可以对磷化液起到搅拌作用使磷化反应快速进行，而且超声波的空化作用可以达到加热的效果；
2、超声波辅助电解磷化反应可以使钢丝表面的磷化反应速度更快、磷化膜更平整、细密、均匀、致密度更高。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：1、超声波换能器2、超声波变幅杆3、排液口4、空腔气泡5、氧气6、惰性电极石墨7、磷化槽8、直流电源9、钢丝阴极10、氢气11、锌系磷化液12、绝缘垫块13、超声波发生器14、支架。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明的保护范围。
（1）工艺流程：脱脂→清水洗→酸洗→清水洗→表面调整→超声电解磷化→皂化→蒸馏水洗→干燥。
（2）磷化操作步骤：
1、脱脂：首先将工件浸入槽底部装有超声波发生器的脱脂液（ph：12-14）中进行脱脂处理，取出后用清水冲洗2~3次，当材料表面呈均匀水膜后即可；
2、酸洗：将工件放入槽底部装有超声波发生器的酸洗液中进行除锈处理，当工件表面形成均匀的色泽后，取出用清水冲洗2~3次（如果工件表面水膜不均，需要重新进行脱脂酸洗）；
3、表调：利用草酸或胶体肽进行表面调整，常温下进行，处理时间为1min左右,ph保持在7.5~10，最好在8~9之间；
4、磷化：将处理好的工件立即吊挂入磷化液中，如结构示意图所示。在底部加有超声波发生器的磷化槽中，将工件接入直流电源的负极，石墨接入直流电源的正极，通电后反应30~60s即可把工件取出；（工件尽量放置在溶液的中间部位，不可裸露在外部，也不可接触容器的底部和容器壁）
5、皂化：将磷化反应后的工件吊入超声波皂化液中，反应2min后取出用蒸馏水冲洗2~3次；
6、干燥：利用烘干机将工件表面残余的水分烘干，防止出现返锈。