镀锌层质量的控制及电镀锌生产工艺

    镀锌是防止钢丝腐蚀的有效方法之一。镀锌一般有两种方法，一种是电镀锌，另一种是热镀锌。热镀锌的缺点是强度损失大。在小规格钢丝绳生产过程中，大多选择电镀锌作为制绳钢丝的原料镀层加工方式。电镀锌的优点是钢丝镀层厚度均匀、致密，镀前和镀后钢丝力学性能变化较小，也可以根据要求进行调整;缺点是如果钢丝镀前清洗不干净，镀层与钢丝基体的结合力差，容易出现脱锌现象。因此，镀锌钢丝镀锌层质量的控制十分重要。

    电镀锌生产工艺流程为: 放线→酸洗→水洗→电镀锌→冷水洗→热水洗→烘干→收线。采用硫酸锌盐电镀，硫酸锌的质量浓度为400～600 g/L，电镀液的 pH值为 2～4。电镀锌生产过程中，影响镀锌质量的关键因素是电镀前钢丝酸洗的洁净度和电镀液质量浓度、pH值控制以及单丝电流的大小。酸洗质量的好坏直接影响镀层与基体的结合强度，电镀液质量浓度直接决定离子迁移后溶液中离子的补充速度，消除浓差极化现象。

    一、调整电镀工艺参数。(1)严格控制镀液 pH值，研究表明，镀液 pH值的大小直接影响钢丝镀层的质量，pH值控制不当，会造成镀层疏松;当 pH值大于3 时，钢丝镀层有细小枝晶产生的毛刺，表面不光滑。(2)严格控制电流密度。从微观形貌来看，电流密度越大，锌层晶粒沉积越大，相应的锌层越不致密。反之则离子沉积越致密，锌层面质量越好。在保证表面锌层致密光亮的情况下，要使单位面积锌层面质量达到 80g / m2，需将工艺参数优化如下: 电流密度为 16～20A / dm2，硫酸锌溶液质量浓度为 500 g/L，pH 值为2.5～3.0。

    二、调整水箱拉拔工艺参数。(1)严格按照多道次小压缩率拉拔，总压缩率为 96.48%，减少锌层的刮削。(2)整套拉丝模材质采用钨钢模具和聚晶模具组合，拉丝模工作锥的角度为 12°～16°，定径带长度为钢丝直径的 0.15，以保证锌层的变形与钢丝基体基本同步。(3)冷却循环系统采用喷淋的方式对拉丝模进行冷却，及时将拉丝机在高速拉拔中所产生的大量热量带走，保证钢丝的质量。(4)控制拉拔过程参数：收线速度10～12 m/s;收线张力8～10N;定尺长度30km;润滑剂质量分数3.5～4.5%;润滑剂 pH值7～8;润滑剂温度30～40℃。

     经过工艺的优化，批量生产直径0.80 mm电镀锌钢丝电镀锌锌层面质量全部控制在80～90 g/m2，锌层面质量散差很小;后续的水箱拉拔制绳钢丝进行了锌层检测，结果表明：平均锌层面质量14.5 g/m2，锌层损失小于5%，钢丝抗拉强度为2300～2500 MPa。不仅有效控制了电镀锌制绳原料钢丝的锌层面质量，而且减少了不必要的浪费，降低了生产成本。

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