[發明專利]一種黃銅基復合鍍層及制備方法

在審

• 申請號: 201910406454.1
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110079699A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉祥;周志嵩;姚利麗;寇首鵬;華欣;魏于博;劉湘慧
• 申請（專利權）人: 江蘇興達鋼簾線股份有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C25D3/12;C25D3/22;C25D3/38;C25D5/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種黃銅基復合鍍層及制備方法，涉及金屬制品鍍層技術領域，包括包裹在骨架增強材料外的鍍層，所述鍍層包括Cu元素、Zn元素和Co元素，所述Cu元素含量占所述鍍層的重量百分比為60%~75%，所述Co元素含量占所述鍍層的重量百分比為0.5%~10%，余量為所述Zn元素；所述Co元素在所述鍍層上的含量的分布由外到內依次減少，70%以上的Co元素分布在鍍層外側，其中所述鍍層外側厚度小于所述鍍層厚度的50%；增加了無鈷膠料在工業應用的可能性，不僅能夠減少橡膠制品中Co元素的投入使用，節約資源，減緩橡膠開裂和老化、提高橡膠的耐久性。

技術領域

本發明涉及金屬制品鍍層技術領域，具體涉及一種黃銅基復合鍍層及制備方法。

背景技術：

由一根鋼絲或多根鋼絲纏繞而成的鋼簾線作為骨架增強材料已廣泛用于輪胎的生產制造。鋼簾線與輪胎橡膠間的粘合力主要由鋼絲表面的黃銅鍍層以及簾線的結構兩方面原因提供，其中鋼絲表面鍍層與橡膠硫化過程中發生化學反應形成的銅硫鍵是保證簾線與橡膠間粘合力的主要技術手段。現有技術中，用于生產制造輪胎的橡膠均包含有Co元素，橡膠中Co元素的添加能夠增加鋼簾線與橡膠間的粘合力，降低粘合層使用過程中的老化速率，對鋼簾線與橡膠間的粘合作用起到非常重要的作用。然而，橡膠中Co元素的存在，卻會增加橡膠的老化速率以及橡膠的開裂速率。

經研究分析，橡膠中的Co元素僅在與鋼簾線硫化后的粘合界面起作用，能夠發揮有效功能的區域有限，因此考慮改變Co元素的添加方式，即在鋼簾線鋼絲的表面鍍層中添加Co元素，開發出一個新的鍍層。現有技術中已在鋼簾線用鋼絲中進行過多次嘗試來生產這種具有Co元素的鍍層。發明人發現，現有技術中，Co元素貫穿于整個鍍層中，而Co作為一種戰略物資，價格較貴，這種加工方法不值得提倡。中國專利中提到一種用于蒸汽老化和固化濕氣粘附的三元或四元合金涂層，該專利中指出，除銅鋅金屬外所述的一種合金元素或兩種合金元素均勻存在于整個鍍層當中。考慮到與橡膠進行粘合的過程僅發生在鍍層的外表面，并不能充分利用到第三方合金元素或第四方元素均勻分布的優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種黃銅基復合鍍層及制備方法，解決現有技術中骨架增強材料在濕熱老化以及蒸汽老化條件下與橡膠的粘合力差的問題。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：一種黃銅基復合鍍層，包括包裹在骨架增強材料外的鍍層，所述鍍層包括Cu元素、Zn元素和Co元素，所述Cu元素含量占所述鍍層的重量百分比為60％～75％，所述Co元素含量占所述鍍層的重量百分比為0.5％～10％，余量為所述Zn元素；所述Co元素在所述鍍層上的含量的分布由外到內依次減少，70％以上的Co元素分布在鍍層外側，其中所述鍍層外側厚度小于所述鍍層厚度的50％。

本發明還公開了一種制備上述黃銅基復合鍍層的方法，包括如下步驟：

步驟1、在選取的骨架增強材料的表面依次鍍Cu，鍍Zn，鍍Co，獲取鍍有Cu、Zn、Co三種元素的骨架增強材料；

步驟2、將獲取的鍍有Cu、Zn、Co三種元素的骨架增強材料表面用水清洗干燥后，經過中頻爐進行熱擴散，使Cu元素和Zn元素充分擴散形成黃銅合金，Co元素由外向內分布擴散至黃銅合金中，形成黃銅基復合鍍層。

本發明的優點在于：Co以合金鍍層的形式添加進入粘合界面比從含鈷膠料中獲取Co元素更能有效的起到阻礙粘合界面老化的作用；橡膠與鋼絲粘合界面中存在的Co元素可以抑制濕熱老化或蒸汽老化過程中ZnS和ZnO的形成，從而延緩鋼絲與橡膠之間的粘合衰減；此外，Cu、Zn、Co三元合金鍍層的應用增加了無鈷膠料在工業應用的可能性，不僅能夠減少橡膠制品中Co元素的投入使用，節約資源，減緩橡膠開裂和老化、提高橡膠的耐久性。

附圖說明

圖1為本發明具體實施方式鋼絲的橫截面的示意圖；

圖2為本發明具體實施方式實施例一中鋼絲表面鍍層元素檢測分析示意圖；