[發明專利]一種鋅系電解磷化鋼絲的磷化膜重量控制方法

有效

• 申請號: 202011482035.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112626587B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 吳敵;韓丹;于克勇;汪金;岳守斌;霍玉昆;任彥亭
• 申請（專利權）人: 天津高盛鋼絲繩有限公司
• 主分類號: C25D11/36
• 分類號: C25D11/36;C25D21/12
• 代理公司: 天津市新天方專利代理有限責任公司 12104
• 代理人: 孔珍

本發明公開了一種鋅系電解磷化鋼絲的磷化膜重量控制方法，適用于具備單絲單控功能的電解磷化生產線，在恒流控制模式下，該方法通過建立電解磷化控制模型，給出電解磷化重量的理論計算公式，在生產線上測定出電解磷化參數，將參數代入理論公式得到適用于該生產線的經驗公式；該公式可以根據設定的鋼絲磷化膜重量，得到鋼絲需求的電解磷化工藝電流值。該控制方法可以在電解磷化設備不發生變更、電解磷化液藥劑原料配方不變化、電解磷化液成分濃度控制范圍不改變的前提下，讓讓工程師僅通過鋼絲直徑、目標磷化膜重量、車速或者DV就能計算出相應的電解磷化工藝電流值，方便調整工藝，提高磷化膜重量控制水平。

技術領域

本發明涉及一種鋅系電解磷化鋼絲的磷化膜重量控制方法。

背景技術

半成品鋼絲在拉絲前需要進行在線熱處理和磷化處理，磷化膜具有防腐蝕、攜帶潤滑劑、改善拉拔條件、提高拉拔速度、增加成成品鋼絲耐蝕性等作用，對后續拉絲工序的質量與效益有顯著影響。鋼絲繩行業一般均采用鋅系磷化液進行磷化處理。目前比較成熟的化學磷化工藝普遍存在成渣多、污染性大、磷化膜質量不穩定、耗能高、可控性差等問題，而新型電解磷化具有反應溫度低、耗能少、成膜速度快、無沉渣、促進劑無毒可控性強等優點。因而采用電解磷化工藝是未來在線磷化的主流趨勢。

傳統鋅系化學磷化中磷化膜的主要成分為Zn₃(PO₄)₂·4H₂O、Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O以及微量的FePO₄。電解磷化不同于傳統磷化，在電化學反應中鋼絲作為陰極失去電子，因而沒有鐵離子的主動析出，不會生成Zn₃Fe(PO₄)₂·4H₂O，因而電解磷化膜的主要成分Zn₃(PO₄)₂·4H₂O。

如圖1所示，直流電環通電后，U型陽極板發生氧化反應，陽極板附近水發生電解反應產生氧氣，同時陰極鋼絲表面的游離H⁺離子得到電子發生氧化反應生成氫氣。水電電解反應造成了U型陽極板附近游離氫濃度升高，形成陽極高游離H⁺區域，陰極鋼絲表面游離H⁺降低，造成H⁺濃度差，形成陰極低游離H⁺區域，促進鋼絲表面總酸成分的正向水解如式(1)、(2)、(3)、(4)，產生新的游離H⁺，補充陰極游離消耗H⁺。一般電解磷化液中總酸的主要成分為Zn(H₂PO₄)₂、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、HPO₄³，即磷酸的多級電解。最終致使鋼絲表面的Zn²⁺、PO₄^3-濃度升高在鋼絲表面發生式(5)反應生成電解磷化膜沉淀。

單絲單控電解磷化設備一般采用陰極導輪接觸每根鋼絲外接直流電源負極，U型陽極板連接共陽極銅板再外接直流電源正極。正極一般采用耐蝕性好的鈦合金或其他惰性金屬外加貴金屬鍍層構成。陰極輪一般采用銅輪或不銹鋼輪，銅輪的優點是電阻低、接觸好、電流穩定，缺點是易磨損；不銹鋼輪導電性較銅輪稍差但是耐磨性好壽命更長。雖然不同磷化企業配方存在差異但是電解磷化的核心機理均相同。