Способ получения латунного покрытия Советский патент 1982 года по МПК C25D5/10 C25D5/50 

() СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАТУННОГО ПОКРОТИЯ

. I

Изобретение относится к нанесению многослойных гальванических покрытий и может быть использовано в метизном производстве при изготовлении металлокорда.

Известен способ получения латунированной, стальной проволоки, включающий последовательное нанесение слоев цинка и меди и термодиффузионную обработку ГП.

Способ не обеспечивает получения латунного покрытия, имеющего только cL-фазовый состав Полная взаимодиффузия меди и цинка и получение латунного покрытия сИ-фазового состава требует значительного времени и высоких температур диффузии. Присутствие в латунном покрытии ft -фазы, а также образование железо-цинковых соединеНИИ на границе железо-цинк при термодиффузконной обработке приводит изза пониженной деформируемости данных фаз к увеличению усилия волочения и, .как результат, к возрастанию обрывМОСТИ проволоки, сдиранию латунного покрытия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является известный способ получения латунного покрытия с содержанием меди б7-б9 на стальной проволоке, включающий последовательное гальваническое осаждение слоев меди и цинка и послёдующук: термодиф- ; фузионную обработку при «20;-550С 12.

При изготовлении- латунированной проволоки для металлокорда на заготовку наносят слой латуни толщиной, как правило 1,-2,0 мкм. Для полной взаимодиффузии такого диффузионного слоя даже при 600°С необходимо 60 с; При нагреве проволоки до 50-500°С, выбираемой из условий поддержания максимально возможной скорости формирования латунного покрытия при сохранении прочностных свойств стальной проволоки, время термообработки существенно выше. В связи с этим способ не обеспечивает при изготовлении стальной латунированной проволоки по ную взаимную диффузию гальванопокрытий и получение однородного латунного покрытия d-фазового состава.Присутствие фазы в латунном покрытии увеличивает усилие волочения. При свивке металлокорда из латуни рованной проволоки, изготовленной во лочением из заготовки, полученной по данному способу, наблюдается значительное динамическое натяжение прово локи. Так, при прохождении латунированной проволоки диаметром 0,265 мм через проводящие узлы канатовьющих ма шин с открытым ротором типа Barmag динамическое натяжение составляет АООО-бООО г. Это приводит к высокой обрывности проволоки при свивке металлокорда, ухудшению его ка««ества, снижению производительности ка натовьющего оборудования, увеличению расходного коэффициента . Цель изобрете(«1Я - повышение од нородности покрытия по oL -фазовому . составу 4то.способствует снижению усилий волочения и сйрывности при скрутке проволоки. Поставленная цель достигается тем что в способе, включакщей последовател$ ное гальваническое освжда ние слоев меди и цинка и лоследужц термодиффуэийнную обработку {фи 50-50бС, на чинков. елой перед термс;|Иффузиоймой обреет кой дополнительно гялиъваничеенси осаяадапт мед ный лри от1 юфении кйличества в нижнем слое к ко1Н1честву меди в верх нем слое ,5. Наличие двух границ рвздела цинкмедь обеспечив ает змамительное умень (г-чнйе времени вздаи юдиффузим меди и цинка, так как в этом случае /р1ффузий идет в двух направлениях Наксш альное уменьшение диффузии достигается при отношении толци«ы нижнего слоя меди к толщине верхнего слоя меди 1:1, При таком соотнс«ае1«1И медных слоев достигается уменьшение диффузионного слоя в два раза. Зависимость времени диффузии о тощины диффузионного слоя - квадратичная. Поэтому при уменьшении толщины диффузионного слоя в 2 раза достигается уменьшение времени, необ ходимого на полную диффузию, в 4 раза. Использование способа обёспечиIвает полную взаимодиффузию гальванопокрытий и получение латунного покрытия d-фазового состава, цинковое покрытие не граничит со стальной основной проволокой и нет возможности образования труднодеформируемых железо-цинковых соединений. Толщина латунного покрытия на проволоке диа(етром 0, мм при производстве металлокорда определяется экономическими соображениями, необходимостью обеспечения высокого уровня адгезии, стремлением уменьшения времени на протекание диффузии. Достаточный уровень адгезии на воло-ченной латунированной проволоке достигается при толщине латунного покрытия не менее мм. При волочении с суммарными деформациями до 96% толщина латунного покрытия на исходной заготовке, для обеспечения на готовой проволоке толщины покрытия 0,3 мкм.. должна составлять 1,6-2,5 мкм. Оптимальное содержание меди в латунном покрытии с точки зрения высокого уровня адгезии, составляет 65-69%. Суктариая-толщина слоев меди, состав/шет i,,7 мкм. При увеличении тоЛ1М4 «и меди в слое до соотиовемия йоличествз меди нижнего к ксшйчеству меди верхнего, равного (тощинд нижнего слоя 0,35 мкм, верхнего - 0,75 мкм) , дефсн мируеиость при волочении повышается, адгезия готовой яйтунированной прсдао1км и несколько Понижается. Дальнейшее уве/«4чение верхнего слоя и уменслюние тоМциш нижнего слоя к быстрому понижеж ю дефор « 1 уе к ти/ Это связано с тем, что П19Мумви{ шен и толщины нижнего слоя мед Mewsele 8,35мкн ,наминает ингемсивНо проходить при нагреве и . fHKMiecc системы железо-цинк nptvsoffOff к 1юя81М М ю труднодеффорM pydiNbix желе;ю- нко81 х соединений. Умеймк «1е KOim«MecTea меди в верхме ежж до с6отношеМ4я количества медм ттиего слоя к количеству меди верхнего с/юя, равного 2,5 приводит к гювьшению уровня адгезии латунирование проволоки с резиной и пониже-, нию Д1И 0| мируемЬстм (толщина верхнего слоя гчэмблизительно 0,3 мкм,нижнего - мкм). Дальнейшее уменьшение толщины верхнего слоя(меньше 0,3 мкм) приводит к понижению дефор1ИируемЬсти ПРИ волочении до уровня, получаемого прн известном способе латунирования. Таким образом, варьирование соотношений количества ме ди нижнего и верхнего слоев в интервале О,«5-2,5 позволяет получать латунированную заготоеку с заранее заданными свойствами. Повышение деформируемости приводит к снижению усилия волочения, уменьшению контактного-давления протягиваемого металла на волочильный инструмент и, как следствие этого, к увеличению захвата смазки. Замеры ко личества остаточной смазки на проволоке показывают увеличение количества смазки на проволоке, протянутой из латунированной по предлагаемому способу заготовки а 1,2-1,3 раза по сравнению с рядовой проволокой.Повышение количества остатомной смазки на поверхности латунированной проволоки обеспечивает низкий коэффициент трения проволоки относительно проводок канатных машин, Замеры с помощью тензометра показывдют, что динамическое натйжение проволоки диаметром 0,2б5, попумен- ной предлагаемым способом при свиа ке металлркорда равно 1800-1500 г , что обеспечивает безобрывное прохождение проволоки по канатной машине. При наличии меди-в первом слое 0,3 от общего количества а во ВТО ром слое 0,7 от общего количества, условия волочения являются смттимальными - мощность потр ляемого : гателем стана волочения уменьшается по сравнению с обычным способом латунирования на 20-15%. динамическое натяжение на канатовыоцих машинах латунированной проволоки,прО тянутой из такой заготовки, минимальное и наиболее стабильное и составля ет 1750-1850 г вместо 2000-7000 г при известном способе латунирования. Но адгезня (citenimeMocTb проволоки с резиной) при таком соотношении меди в слоях падает на 20-25% по сравнение с известным способом латунирования. Оптимальными свойствами- (с точки- зрения из готовл ния-проволоки длй металло|(орда) обладает заготовка с количеством меди в первом слое 0,$0,6 от общего количества медиj а во втором слое 0,5-0, от общего коли- чёства.Прй таком соотношении меди в слоях мощность потребляемая двигателем стана мокрого волочения, уменьшается на 10-15% по сравнению с известным способом латунирования, а адгезия по сравнению с известным способом латунирования не понижается.Общая толщина латунного покрытия 1,2 мкм. Пример. Технология латунирования включает следующие операции: биполярное кислотное травление, промывка водой, биполярное щелочное травление, промывка водой, электролитическое нанесение первого медного слоя. В секциях ванны меднения: промывка водой, электролитическое нанесение слой цинка, промывка водой, обдув проволоки сжатым воздухом для удаления излишков, влаги, возврат проволоки в ванну меднения с помощью обводных роликов, электролитическое нанесенне второго медного слоя в секциях ванны меднения, промйвка водой« обдув сжатым воздухом, совместна электротермодиффузия двух слоев медного и слоя цинкового покрытия и получение латунного покрытия, намотка проволоки. На стальную заготовку диаметром 1,28 мм наносят трехслойное «юкрытие иедь-цинк-медь. Перед отжигом соотношение количества меди в верхнем и нижнем (СЛОЯХ равно 1:1 При волочении латунированной заготовки до диаметра 0,265 мм на стане мокрого волочения Падение мощности, потребляемой двигателем стана составляет 6- у о% с 12 кВт до 11 кВт в среднем.При свивке металлокорда на йанатной машине динамическое натяжение проволоки диаметром 0,265 мм равно 1800-1900 г и обеспечивается безобрывное прохож- . дение проволоки через канатную машину. Ум ьшение динамического натяжения и его возросшая стабильность позволяет снизить обрывность проволоки при. свивке металлокорда в 3-5 раза, улучшить качество металяокорда, повысить производительность канатов-.ющего оборудования, уменьшить расходный коэффициент металла. Мощность,потребляемая двигателем стана мокрого волочения при волочении ланутированной проволоки из заготовки латунированной по предлагаемому способу, уменьшается на 10-15%. Формула изобретения Способ .получения латунного покрытия .с содержанием меди б5-6Э% на

793181 8

стальной проволоке, включающий после-осаждают медный при отношении колидовательное гальваническое осаждениечества-меди в нижнем слое к количестслоев меди и цинка и последующуюву меди в верхнем слое 0,«5-2,5.

термодиффузионную обработку при 450- . Источники информации,

500°С, о т л.и ч а ю щ и и с я. тем, sпринятые во внимание при экспертизе что, с целью повышения однородности 1. Патент Франции tf ,

покрытия по ci-фазовому составу, накл. С 23 С, опублик. 1959. цинковый слой перед термодиффузионной 2. Авторское свидетелвство СССР

обработкой дополнительно гальванически(f t50727 кл. С 25 D 5/10, 1Эб2.