磷化涂層鋼絲繩的生產與處理工藝

　　磷化涂層鋼絲繩專利技術，將制繩鋼絲磷化處理，磷化膜使鋼絲表面更加耐磨并提高其防腐蝕能力，磷化膜多孔性結構可以增加潤滑脂在制繩鋼絲表面的儲存量，降低摩擦因數促進滑動，延緩鋼絲表面微動損傷的發生，抑制疲勞微裂紋的萌生，從而大幅度延長鋼絲繩使用壽命。

　　耐磨磷化應選用錳系或鋅錳系復合磷化配方。磷化鋼絲是一種復合材料，使用復合材料制造鋼絲繩是行業未來的發展方向。

　　對鋼絲繩用戶而言，鋼絲繩突然斷裂的后果輕則物毀，重則人傷。鋼絲繩使用壽命的大幅延長，意味著安全性、可靠性和經濟性的提高。正是因為國內鋼絲繩產品與進口產品在使用壽命上的明顯差距，所以一些高端鋼絲繩客戶寧愿以國內產品3倍的價格也要購買進口鋼絲繩。

　　以港口裝卸門機用鋼絲繩為例，德國某品牌平均壽命3600小時作業14.5萬TEU標準箱，日本產品約3000小時作業10萬標準箱，國產質量好的產品3000小時作業9~10萬標準箱。從成本看，國內鋼絲繩制造企業的生產成本低于進口鋼絲繩，只要國產鋼絲繩使用壽命和質量穩定性超越進口產品，必將獲取豐厚的利潤回報，而磷化涂層鋼絲繩專利技術的出現，可幫助鋼絲繩制造企業實現這種超越。

　　磷化技術主要用于鋼鐵材料的防銹蝕、冷加工中的降低摩擦、提高耐磨能力、黏結中間相、電絕緣及表面裝飾等。其中，以提高鋼鐵材料耐磨性、降低摩擦、改善潤滑為主要作用的磷化工藝，被廣泛應用于汽車、輕工、化工、電器、國防等領域的摩擦運動承載零件。將磷化技術應用于鋼絲繩內鋼絲的耐磨、降低摩擦和防銹，磷化膜與潤滑脂的復合作用對鋼絲表面保護效果遠勝于目前在用的任何一種潤滑脂。

　　1  鋼絲繩疲勞的緩解

　　微動疲勞是鋼絲繩失效的主要原因，也是微動磨損和疲勞共同作用的過程。然而，鋼繩內部鋼絲間的微動是保持鋼絲繩特有性能（如柔韌性）的固有屬性。因此，鋼絲之間的微動不能去除，只能采取技術措施對鋼絲表面予以保護，以延緩微動損傷的發生。

　　微動疲勞損傷與材料的表面性能密切相關。利用表面工程技術，可以提高傳統材料抗微動疲勞的性能和增強新材料的微動疲勞抗力；采用表面改性手段，可有效提高材料的抗微動損傷性能，提高耐磨性，改善抗微動損傷性能。采取這些表面防護措施，有利于削弱或阻斷鋼絲間相對滑動時摩擦力作用所帶來的危害，從而抑制、延緩鋼絲表面微動損傷的發生，并大幅度延長鋼絲繩使用壽命。

　　磷化膜本身就具有良好的電絕緣性，可有效抑制在鋼絲表面形成微電池；磷化膜與潤滑脂的共同作用，可以大幅度提高鋼絲間的潤滑效果和鋼絲的耐腐蝕防氧化能力。磷化涂層鋼絲繩專利技術，是將制繩鋼絲磷化處理并將膜重控制在3~60g/m2，包括碳素鋼絲、合金鋼絲、鍍鋅、鍍鋁、鋅鋁合金鍍層的鋼絲等。具體的磷化鋼絲繩生產流程包括制繩鋼絲、磷化處理、測定磷化膜膜重、捻股或鋼芯、捻制鋼絲繩5個環節。對于壓實類鋼絲繩，在上述流程基礎上捻股（合繩）完成后進行有一定減面率的壓縮變形，壓實后股或繩的密度系數增大，鋼繩破斷拉力比未經壓實的鋼繩有一定幅度的增加。

　　2  磷化鋼絲的技術要求

　　金屬的磷化按照磷化液成分可分為堿金屬磷化、鐵系磷化、鋅系磷化、錳系磷化、鋅鈣系磷化、鋅錳系磷化和有機磷化等，應依據磷化的用途選用適宜的磷化液品種。磷化膜的主要性能指標包括外觀、成分、膜重、耐蝕性、附著力、孔隙率、粗糙度等。拉拔用磷化鋼絲與制繩用磷化鋼絲中磷化膜所起到的作用是不同的，所以對相應磷化膜的技術要求也有差異。磷化鋼絲繩用制繩鋼絲的磷化膜的主要作用是提高鋼絲表面的耐磨和防腐蝕能力，提高潤滑脂在鋼絲表面的儲存量并與涂敷的潤滑脂共同作用減小摩擦因數，所以優先采用錳系磷化，其次為鋅錳系磷化。

　　磷化鋼絲繩的適用范圍。鋼絲在磷化過程中會有部分材料被溶解，磷化膜膜重在3~15g/m2時，磷化后的鋼絲直徑幾乎不變；磷化膜膜重超過20g/m2時，鋼絲直徑增加值也非常有限，鋼絲力學性能在磷化前后無明顯變化（需除氫防止發生氫脆）。這一特點使磷化鋼絲繩技術幾乎適用于所有種類的鋼絲繩產品，尤其是對耐疲勞性能有較苛刻要求的產品，如電梯鋼絲繩、港口裝卸門機用鋼絲繩、礦山鋼絲繩、航空鋼絲繩、采油機用鋼絲繩和各類吊車用起重鋼絲繩等，而且與所有鋼絲繩現行國家標準并無沖突，即磷化涂層鋼絲繩可以完全符合現行相關鋼絲繩國家標準的技術要求。

　　對于輸送帶用鋼絲繩，磷化膜可以在干摩擦（不涂敷潤滑脂）的情況下提高（鍍鋅層）耐磨性，延緩微動損傷發生。如果黏合力符合要求，則既可以選擇冷拉鍍鋅鋼絲磷化后捻繩，也可以考慮使用磷化鋼絲直接代替鍍鋅鋼絲生產膠帶繩。

　　3  磷化鋼絲繩的生產工藝

　　制繩鋼絲磷化屬于重膜磷化，需專用錳系或鋅錳系磷化液，要求磷化速度快，這樣才能在生產細直徑制繩鋼絲時有足夠的產量規模。此外，一切可以提高磷化速度、縮短反應時間的技術措施都要優先采用，如采用高溫磷化和單位面積大電流電解磷化。

　　磷化鋼絲繩用磷化鋼絲的磷化膜膜重按照相應國家標準GB/T9792-2003金屬材料上的轉化膜單位面積膜質量的測定重量法進行檢測。對于捻制后的磷化鋼絲繩產品拆股檢驗制繩鋼絲磷化膜膜重，可以先用有機溶劑對鋼絲表面涂敷的潤滑脂進行徹底清洗，風干后按上述重量法測定磷化膜膜重即可。

　　4  鋼絲磷化廢水處理

　　目前，磷化廢水處理方法主要有生物法、化學法、物理化學法等，具體有凝聚法、吸附法、電化學法和沉淀法等，以及這些方法的綜合運用。化學法和生物法是目前應用比較廣泛的方法，其中化學法除磷具有處理效率高、效果穩定、簡單易行等優點，去除的最佳途徑是使正磷酸根和金屬離子形成難溶性物質而產生沉淀。金屬鹽化學沉析劑主要有鋁鹽、鐵鹽和鈣鹽，運用最多的是鈣鹽，如添加氫氧化鈣（石灰水），可以生成磷酸鈣等沉淀。用高分子有機螯合劑與廢水中的多種金屬離子發生螯合反應，可以生成穩定且不溶于水的金屬螯合物，該沉淀物具有穩定性高、去除率高的特點。

　　磷化鋼絲產量的增加會使磷化廢水量同比增加。因此，上磷化鋼絲生產線的同時就必須擴建原有的廢水處理系統。當前，磷化廢水處理系統市場上已有成套設備供應，技術已經很成熟，廢水處理后一部分可以回用，一部分符合國家標準GB 8978—1996的相關要求的處理后的廢水可以排放。