|
|
  |
Электролитическое фосфатирование проволокиИспользование подсмазочного слой является одним из ключевых элементов для процесса волочения проволоки. Смазка наносится на этот слой непосредственно перед этапом прохода проволоки через волоку. При этом, выступая в роли подсмазочного, фосфатное покрытие и уровень его адгезии к поверхности обеспечивают оптимальную производительность процесса волочения.Кристаллический фосфат, являясь подсмазочным слоем, служит основой, на которую наносится смазка (мыло или смазка на полимерной основе), и представляет собой однородное покрытие, прочно сцепленное с металлической подложкой и обеспечивающее длительную антикоррозионную защиту проволоки. Фосфатное покрытие может наноситься на проволоку как непосредственно в линии волочения (поточное фосфатирование), так и в отдельном процессе предварительной обработки бунтов. В обоих случаях цинк-фосфатный слой осаждается на поверхность при химическом контакте металла с фосфатирующим раствором, который был разработан и подобран с учетом специфики той или иной линии, химического состава обрабатываемой стали и технологии процесса. Несмотря на то, что данный процесс является достаточно стабильным и легко управляемым, он имеет ряд существенных технологических недостатков, одним из которых становится формирование шлама, состоящего, главным образом из фосфатов железа. Этот шлам неблагоприятно влияет на экономику процесса в двух аспектах: концентрируясь в структуре фосфатного слоя, ведет к увеличению износа волок, а также требует периодических остановок производства, связанных с операциями по его удалению, и вынужденных простоев оборудования. Оба вышеупомянутых фактора отрицательно влияют на эффективность и себестоимость производства. Расходы на утилизацию шлама также достаточно высоки.  Большинство попыток избавиться от проблемы, связанной с формированием шлама, изменив химический состав фосфатирующего состава, не увенчалось успехом. Однако был разработан новый процесс - электролитическое фосфатирование e-Phos®. Технологияе e-Phos® была разработана в Японии и защищена патентами PCT/US00/05458 и ЕР 0972862. Электролитическое фосфатирование e-Phos®  Основой новой технологии является комбинированное взаимодействие электрического напряжения как ускорителя процесса со специально разработанным фосфатирующим раствором. Данный процесс может применяться только для поточного фосфатирования проволоки. В сравнении с традиционным фосфатированием e-Phos® обладает несколькими существенными преимуществами. Отсутствие шлама в растворе В растворе не происходит растворения железа и, соответственно, формирования железо-фосфатного шлама. Традиционный раствор имеет мутный молочный цвет, обусловленный наличием в нем взвеси из частичек нерастворимого фосфата железа, образовавшегося в процессе технологической обработки поверхности стальной проволоки. Раствор e-Phos® абсолютно прозрачен ввиду отсутствия таковых. Улучшенная структура покрытия Проволока, обработанная по технологии e-Phos®, имеет значительно более гладкое покрытие по сравнению с проволокой, обработанной по классической технологии. Это является следствием того, что в присутствии электрического тока процесс фосфатирования e-Phos® не сопровождается травлением металла. Снимок поперечного сечения проволоки, обработанной в традиционном растворе, демонстрирует неоднородный по структуре слой с относительно крупными кристаллами фосфата. И напротив, снимок сечения проволоки, обработанной в растворе e-Phos®,демонстрирует более гладкий и однородный по структуре слой. Регулируемый вес покрытия и снижение времени обработки Вес покрытия в процессе фосфатирования по e-Phos® технологии регулируется величиной тока, подаваемого на проволоку. Чем выше напряжение, тем больше вес формируемого покрытия. Между этими двумя параметрами существует практически линейная зависимость, что позволяет с легкостью добиться получения покрытия с нужным весом в условиях конкретной скорости линии (времени обработки). В процессе e-Phos® формирование покрытия происходит в среднем за 3-5 секунд. Для сравнения, в традиционном фосфатирующем растворе даже при его высокой концентрации формирование покрытия происходит в среднем за 10 секунд, а для увеличения веса покрытия, в зависимости от марки обрабатываемой стали и других параметров, может потребоваться до нескольких минут. Кристаллы цинк-фосфата, осаждающиеся на поверхность металла в процессе e-Phos®, имеют ярко выраженную гопеитную структуру, что подтверждено рентгенографическими исследованиями покрытия. Рентгенографические исследования также подтвердили отсутствие в составе покрытия кристаллов фосфофилита Zn2Fe(P04)2 х 4НгО, формирование которых нежелательно для слоя, выступающего в роли подсмазочного покрытия.  Фосфатирование нержавеющей стали Известно, что фосфатирование нержавеющей стали в традиционном химическом процессе невозможно из-за ее пассивной структуры. В связи с этим в качестве подсмазочных слоев обычно используются другие, зачастую токсичные покрытия. В этом случае процесс e-Phos® является прекрасной альтернативой. На практике при волочении с использованием фосфатного покрытия e-Phos® достигаются одинаково положительные результаты для проволоки как из высоко углеродистой, так и из нержавеющей стали. Заключение Основным отличием традиционной технологии фосфатирования проволоки от технологии фосфатирования e-Phos® является то, что в последнем случае электрический ток способствует осаждению покрытия. В целом процесс фосфатирования e-Phos® демонстрирует ряд существенных технологических и экономических преимуществ, а именно: - снижение времени обработки (до 3-5 секунд); - регулируемый вес покрытия (в прямой зависимости от величины напряжения, подаваемого на проволоку); - снижение износа волок; - существенное снижение себестоимости процесса в связи с полным отсутствием шлама; возможность нанесения цинк-фосфатного покрытия на нержавеющую сталь. |