專利名稱：一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅包鋼的生產(chǎn)工藝，尤其是銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
銅包鋼線是以鋼芯為基體，在其表面覆上一層銅，再經(jīng)過(guò)拉拔而成的新型復(fù)合線材。該產(chǎn)品既有鋼的強(qiáng)度和韌性，又有銅的良好導(dǎo)電性和耐腐蝕性能，現(xiàn)已成為傳統(tǒng)純銅單線的更新?lián)Q代產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用在通訊、交通運(yùn)輸、冶金、電子儀表、機(jī)械、輸電等方面。但銅包鋼線一直存在結(jié)合力不好的行業(yè)共性問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)得不到有效解決，經(jīng)分析研究發(fā)現(xiàn)銅包鋼基體-鋼絲的前處理對(duì)結(jié)合力有很大的影響。傳統(tǒng)的銅包鋼鋼絲基體前處理方法是將鋼絲先通過(guò)機(jī)械剝殼除銹，然后通過(guò)酸洗除去剝殼后殘留在其表面的氧化物，后經(jīng)石灰水中和，進(jìn)干燥箱充分干燥后拉拔回火以得到不同線徑的基體。該方法雖然工藝簡(jiǎn)單，但鋼絲表面氧化層去除不完全且防氧化效果不佳，經(jīng)回火后基體表面仍存在較多的氧化層，從而導(dǎo)致鋼絲進(jìn)鍍槽前還需經(jīng)過(guò)鹽酸除銹，在鹽酸除銹過(guò)程中易產(chǎn)生“過(guò)腐蝕”和發(fā)生“氫脆”現(xiàn)象，并且除銹不完全以致銅包鋼線銅層與基體結(jié)合力不良，同時(shí)在酸洗過(guò)程中易產(chǎn)生酸霧，排放大量廢液，污染環(huán)境，增加環(huán)保處理成本，無(wú)法滿足目前日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)工藝中生產(chǎn)的銅包鋼線銅層與基體結(jié)合力不好，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量酸霧、廢液等問(wèn)題，公開了一種生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保污染少，鋼絲表面氧化層處理完全，鋼絲表面光亮，防氧化效果好且處理后的鋼絲在后續(xù)電鍍過(guò)程中與銅層具有良好的結(jié)合力的銅包鋼鋼絲基體前處理生產(chǎn)工藝。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，依次包括下列步驟(I)剝殼將鋼絲通過(guò)機(jī)械除銹剝殼，去除鋼絲表面的氧化層；(2)鋼絲刷去銹，用鋼絲刷擦除鋼絲基體表面殘留的氧化層；(3)酸洗，用鹽酸溶液進(jìn)行酸洗，進(jìn)一步除去鋼絲基體表面殘留的氧化層及鋼絲基體表面因氧化形成的蝕坑；(4)水洗，去除上道工序中留下的酸洗液；(5)硼化，將鋼絲基體浸入硼砂溶液中進(jìn)行硼化處理以形成硼砂涂層；(6)拉拔，先用鈉鹽拉絲粉對(duì)經(jīng)過(guò)硼化的鋼絲基體進(jìn)行粗拉，然后在直線拉絲機(jī)上進(jìn)行精拉；(7) 二次水洗，去除上道工序中殘留的拉絲粉；(8)干燥收線，將水洗后的鋼絲進(jìn)行干燥，去除表面的水分后收線；(9)氨分解回火，①氨分解階段，先將氨分解爐升溫至500°C，保溫使整個(gè)爐體受熱均勻，然后繼續(xù)升溫至650-670°C送氨氣，同時(shí)打開排氣閥，將排氣閥出口放入水中，當(dāng)溫度到達(dá)800-820°C，此時(shí)氨分解爐內(nèi)為N2和H2的混合物高溫回火階段，將氨分解爐內(nèi)分解出的N2和H2混合物充入裝有鋼絲基體的真空回火爐中，讓整個(gè)回火爐中充滿N2和H2，回火溫度在780-830 °C之間，并保溫5-6小時(shí)，然后關(guān)閉真空回火爐，隨爐冷卻7. 5-8小時(shí)，空冷使?fàn)t內(nèi)溫度接近室溫后將爐子抽成真空，沖入N2，使?fàn)t子壓力閥顯示OMPa，開爐取出鋼絲基體。
作為優(yōu)選，所述步驟3中采用體積比為50%的鹽酸溶液進(jìn)行酸洗。作為優(yōu)選，所述步驟5中的硼砂溶液濃度為8% 15%，溫度為75°C _85°C之間，利于形成硼砂涂層。硼砂溶液溫度低于75°C，形成的硼化涂層質(zhì)量不好，后續(xù)拉拔過(guò)程中，拉絲粉易嵌入硼化膜中，使鋼絲基體表面發(fā)黑或者出現(xiàn)黑色斑點(diǎn)，硼砂溶液溫度高于85°C，則能耗高，具體是硼砂溶液溫度高于85°C所需的能耗是正常水平的I. 5倍以上。作為優(yōu)選,所述步驟6中先拉至直徑2. 8 2. 5mm,然后精拉至直徑I. 4 I. 8mm。作為優(yōu)選，所述步驟7中采用熱水洗，熱水溫度控制在70_90°C，易于后續(xù)的干燥。作為優(yōu)選，步所述驟8中采用工字輪收線，便于后續(xù)的氨分解回火工序的進(jìn)行。作為優(yōu)選，所述步驟9中先將氨分解爐升溫1-1. 5小時(shí)至溫度500°C，然后保溫
I.5-2小時(shí)，溫度升至750°C時(shí)，在排氣閥出口處點(diǎn)火，觀察火焰顏色及排出口有無(wú)水滴流 出；爐子空冷時(shí)間在25-30小時(shí)之間。作為優(yōu)選，所述步驟I中去除鋼絲表面的氧化層，將除鋼絲基體處理成直徑為
6.5mm或5. 5mm的鋼絲基體。采用上述技術(shù)方案的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其有益效果如下
(I)使用機(jī)械剝殼和鋼絲刷擦除去除氧化層，與傳統(tǒng)的酸洗去除氧化層相比減少酸的用量，生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保污染少；(2)采用硼化工藝在鋼絲基體表面形成硼砂涂層，建立了良好的拉拔潤(rùn)滑條件，可以減少金屬鋼線和模具的直接接觸，延長(zhǎng)模具使用壽命，可以提高拉拔速度，減少材料的損耗，得到均勻光滑的加工表面，同時(shí)硼化膜易溶于水，便于后續(xù)鋼絲表面的清洗，硼砂涂層的形成對(duì)于鋼絲基體具有較好的防腐性能且鋼絲的抗拉強(qiáng)度散差小，韌性好；(3)采用氨分解回火工藝，真空回火爐中含有大量的氫氣，而氫氣具有還原作用，光亮還原退火的功能，因此回火后可使線材表面光亮，抗氧化性增強(qiáng)，避免了鋼絲基體的再次氧化，所以鋼絲進(jìn)鍍槽前無(wú)需再次進(jìn)行酸洗除氧化層，避免了再次使用鹽酸，生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保污染少，同時(shí)解決了經(jīng)常出現(xiàn)的銅層與基體鋼絲結(jié)合力不良的問(wèn)題，并且鋼絲經(jīng)過(guò)氨分解處理，可以消除鋼絲內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力，減少晶體缺陷，使材料的組織均勻，以平衡材料的綜合性能。綜上所述，該銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保污染少，鋼絲表面氧化層處理完全鋼絲表面光亮，防氧化效果好，尤其是經(jīng)過(guò)該工藝處理后的鋼絲在后續(xù)電鍍過(guò)程中與銅層具有良好的結(jié)合力。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，依次包括下列步驟。(I)剝殼鋼絲在自然條件下發(fā)生氧化會(huì)生成過(guò)厚的氧化層，由于氧化層脆且延伸性小因此需要?jiǎng)儦とコ瑢摻z通過(guò)機(jī)械除銹剝殼，去除鋼絲表面的氧化層，具體是將除鋼絲處理成直徑為6. 5mm或5. 5mm的鋼絲基體。(2)鋼絲刷去銹，經(jīng)過(guò)機(jī)械剝殼后用鋼絲刷擦除鋼絲基體表面殘留的氧化層。(3)酸洗，采用體積比為50%的鹽酸溶液進(jìn)行酸洗，進(jìn)一步除去因鋼絲刷擦除不徹底殘留在鋼絲基體表面的氧化層及鋼絲基體表面因氧化形成的蝕坑，使鋼絲基體表面光滑。(4)水洗，去除上道工序中留下的酸洗液。
(5)硼化，將鋼絲基體浸入硼砂溶液中進(jìn)行硼化處理以形成硼砂涂層，由于硼砂涂層具有較低的摩擦系數(shù)，利于后續(xù)拉拔工序的進(jìn)行；硼砂溶液濃度為8% 15%，溫度為750C _85°C之間，利于形成硼砂涂層。硼砂溶液溫度低于75°C，形成的硼化涂層質(zhì)量不好，后續(xù)拉拔過(guò)程中，拉絲粉易嵌入硼化膜中，使鋼絲基體表面發(fā)黑或者出現(xiàn)黑色斑點(diǎn)，硼砂溶液溫度高于85°C，則能耗高，具體是硼砂溶液溫度高于85°C所需采用工字輪收線，便于后續(xù)的氨分解回火工序的進(jìn)行。(6)拉拔，先用鈉鹽拉絲粉對(duì)經(jīng)過(guò)硼化的鋼絲基體進(jìn)行粗拉，拉至直徑2. 8
2.5mm,然后在直線拉絲機(jī)上進(jìn)行精拉,精拉至直徑I. 4 I. 8mm,常用的是I. 4mm、I. 6mm或
I.8mmn(7) 二次水洗，去除上道工序中殘留的拉絲粉，二次水洗采用熱水洗，熱水溫度控制在70-90°C，易于后續(xù)的干燥。
(8)干燥收線，將水洗后的鋼絲進(jìn)行干燥，去除表面的水分后采用工字輪收線，便于后續(xù)的氨分解回火工序的進(jìn)行。(9)氨分解回火，①氨分解階段，先將氨分解爐升溫1-1. 5小時(shí)至500°C左右，然后保溫I. 5-2小時(shí)使整個(gè)爐體受熱均勻，然后繼續(xù)升溫至650-670°C送氨氣，同時(shí)打開排氣閥，將排氣閥出口放入水中，溫度升至750°C時(shí)，在排氣閥出口處點(diǎn)火，觀察火焰顏色及排出口有無(wú)水滴流出；當(dāng)溫度到達(dá)800-820°C，火焰基本呈橘黃色，并無(wú)滴水，此時(shí)氨分解爐內(nèi)為N2和H2的混合物高溫回火階段，將氨分解爐內(nèi)分解出的N2和H2混合物充入裝有鋼絲基體的真空回火爐中，讓整個(gè)回火爐中充滿N2和H2,回火溫度在780-830°C之間，并保溫5-6小時(shí)，然后關(guān)閉真空回火爐，隨爐冷卻7. 5-8小時(shí)，空冷使?fàn)t內(nèi)溫度接近室溫后將爐子抽成真空，空冷時(shí)間在25-30小時(shí)之間，然后沖入N2，使?fàn)t子壓力閥顯示OMPa，開爐取出前處理完成的銅包鋼鋼絲基體。
權(quán)利要求
1.一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于依次包括下列步驟(1)剝殼將鋼絲通過(guò)機(jī)械除銹剝殼，去除鋼絲表面的氧化層；(2)鋼絲刷去銹，用鋼絲刷擦除鋼絲基體表面殘留的氧化層；(3)酸洗，用鹽酸溶液進(jìn)行酸洗，進(jìn)一步除去鋼絲基體表面殘留的氧化層及鋼絲基體表面因氧化形成的蝕坑；(4)水洗，去除上道工序中留下的酸洗液；(5)硼化，將鋼絲基體浸入硼砂溶液中進(jìn)行硼化處理以形成硼砂涂層；(6)拉拔，先用鈉鹽拉絲粉對(duì)經(jīng)過(guò)硼化的鋼絲基體進(jìn)行粗拉，然后在直線拉絲機(jī)上進(jìn)行精拉；(7) 二次水洗，去除上道工序中殘留的拉絲粉；(8)干燥收線，將水洗后的鋼絲進(jìn)行干燥，去除表面的水分后收線；(9)氨分解回火，①氨分解階段，先將氨分解爐升溫至500°C，保溫使整個(gè)爐體受熱均勻，然后繼續(xù)升溫至650-670°C送氨氣，同時(shí)打開排氣閥，將排氣閥出口放入水中，當(dāng)溫度到達(dá)800-820°C，此時(shí)氨分解爐內(nèi)為N2和H2的混合物高溫回火階段，將氨分解爐內(nèi)分解出的N2和H2混合物充入裝有鋼絲基體的真空回火爐中，讓整個(gè)回火爐中充滿N2和H2,回火溫度 在780-830°C之間，并保溫5-6小時(shí)，然后關(guān)閉真空回火爐，隨爐冷卻7. 5-8小時(shí)，空冷使?fàn)t內(nèi)溫度接近室溫后將爐子抽成真空，沖入N2，使?fàn)t子壓力閥顯示OMPa，開爐取出鋼絲基體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟3中采用體積比為50%的鹽酸溶液進(jìn)行酸洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟5中的硼砂溶液濃度為8% 15%，溫度為75°C -85°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟6中先拉至直徑2. 8 2. 5mm,然后精拉至直徑I. 4 I. 8mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟7中采用熱水洗，熱水溫度控制在70-90°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟8中采用工字輪收線。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟9中先將氨分解爐升溫1-1. 5小時(shí)至溫度500°C，然后保溫I. 5-2小時(shí)，溫度升至750°C時(shí)，在排氣閥出口處點(diǎn)火，觀察火焰顏色及排出口有無(wú)水滴流出；爐子空冷時(shí)間在25-30小時(shí)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟I中去除鋼絲表面的氧化層，將除鋼絲基體處理成直徑為6. 5mm或5. 5mm的鋼絲基體。
全文摘要
本發(fā)明涉及銅包鋼的生產(chǎn)工藝。一種銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝，依次包括下列步驟剝殼、鋼絲刷去銹、酸洗、水洗、硼化、拉拔、二次水洗、干燥收線和氨分解回火。該銅包鋼鋼絲基體前處理的生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保污染少，鋼絲表面氧化層處理完全鋼絲表面光亮，防氧化效果好，尤其是經(jīng)過(guò)該工藝處理后的鋼絲在后續(xù)電鍍過(guò)程中與銅層具有良好的結(jié)合力。
文檔編號(hào)C23C8/40GK102719785SQ20111027338
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者張鴻翔, 方彪, 楊相艷, 潘超鷹, 董毓敏, 陳金蘭 申請(qǐng)人:浙江省浦江縣百川產(chǎn)業(yè)有限公司