一種金屬線材動態磷化裝置及方法與流程
2023-12-12 19:11:32 1
本發明涉及一種金屬線材的無酸洗拉拔設備，特別是涉及一種金屬線材動態磷化裝置及方法。
背景技術：
在金屬線材拉拔生產中普遍採用磷化作為金屬線材拉拔前的表面處理方式，磷化膜作為潤滑塗層載體與拉拔後的線材的表面質量、力學性能、模具消耗、成品防鏽和生產率等有很大關係，磷化膜厚度是生產工藝控制的重要指標。現有的在線磷化屬動態磷化，其裝置通常為長直槽型，金屬線材在槽中的磷化液中通過完成磷化處理過程，磷化膜重量通常在3～5g/m2。由於磷化處理需要一定的時間，而更高的拉拔速度(≥6m/s)要求磷化膜重量在6～10g/m2，更好的磷化效果要求更長的磷化時間，即要求更長的磷化槽長度。對於現有拉絲機增加在線無酸洗裝置通常要受現有車間長度限制，一般車間內拉絲機前剩餘長度在30m以內，而磷化槽長度通常大於7m，並且拉拔速度越高要求磷化槽長度越長，因此無酸洗裝置總長度通常大於30m，並且拉絲機拉拔速度越高要求無酸洗裝置的長度越長，這些因素限制了動態磷化裝置的應用。
申請號為201210179681.3的中國發明專利申請公開了一種金屬線材在線磷化裝置，包括有磷化池、儲液箱和低壓大功率電源，儲液箱設置在磷化池下方並通過液壓泵和管道與磷化池連通，磷化池對應側壁上設有供金屬線材通過的開口，磷化池內靠近兩側壁上的開口處均設有壓輥，磷化池外靠近兩側壁上的開口處均設有導電輥，兩個導電輥作為低壓大功率電源的電極分別與低壓大功率電源的正、負極電連接。本發明採用低壓大功率電源對需要磷化的金屬線材進行加熱以使與磷化液進行反應的方式，對金屬線材的加熱遠比對磷化液的加熱速度快，使得磷化操作可隨時進行，不需要預加熱等待，進而使得磷化裝置對金屬線材洗拉拔工藝的適應性更強，有效地提升了生產效率。
但是，該發明的磷化裝置磷化效果仍不理想、佔用空間大，且對後期拉拔工藝的適應性不夠強，不能滿足後期拉拔提速要求。
技術實現要素：
本發明針對現有磷化裝置佔用空間大、磷化效率低、磷化效果不理想且不能滿足後期拉拔提速要求的技術問題，提供一種佔用空間小、磷化效率高、磷化效果理想且能滿足後期拉拔提速要求的金屬線材動態磷化裝置及方法。
為此，本發明設有磷化槽、電源和儲液箱；還設有導電裝置、盤線裝置，導電裝置靠近磷化槽的進線位置，儲液箱設在磷化槽下方，並通過進水管、回水管與磷化槽連接；盤線裝置包括捲筒、盤線驅動裝置，捲筒設在磷化槽內部，捲筒和盤線驅動裝置通過捲筒軸連接，捲筒軸穿過磷化槽的側壁；磷化槽內表面設有金屬電極板，金屬電極板通過電纜與電源的正極連接，導電裝置通過電纜與電源的負極連接。
優選地，捲筒軸與盤線驅動裝置之間設有可分離裝置。
優選地，可分離裝置為手動離合器或電磁離合器。
優選地，磷化槽側壁的進出線位置上開設有槽孔，槽孔外設有回液槽。
優選地，進水管上設有離心泵，導電裝置設有導電壓輥。
優選地，捲筒表面設有絕緣材料，絕緣材料沿軸向鋪設，周向間距放置。
優選地，絕緣材料為工業陶瓷。
優選地，捲筒的直徑為0.5m～2.5m。
優選地，捲筒的直徑為1.1m。
本發明還提供一種磷化方法，包括如下步驟：
步驟1，接通電源；
步驟2，啟動離心泵，儲液箱中的磷化液通過進水管進入磷化槽並完全浸沒捲筒，盤線驅動裝置通過可分離裝置、捲筒軸帶動捲筒轉動；
步驟3，磷化槽內表面的金屬電極板對磷化液進行加熱，為常溫磷化做準備；
步驟4，線材在導電裝置上導電壓輥的帶動下通過槽孔進入磷化槽，並在捲筒上順序纏繞；
步驟5，線材表面形成磷化膜，通過槽孔離開磷化槽；
步驟6，線材運行至拉絲機，可分離裝置分離，此後的生產過程由第一道拉絲機提供動力；
步驟7，生產完成後，磷化槽裡磷化液通過回水管完全流回儲液箱。
本發明的有益效果是，採用線材在捲筒上順序纏繞並且完全浸沒在磷化液中的方式，線材磷化長度可達到5～30m，增加磷化時間，磷化效果更為理想；同時採用常溫電解磷化的方式，提高磷化效率，減少磷化殘渣，磷化膜重量可以提高到10～14g/m2。在磷化槽內設置捲筒裝置，縮短了磷化槽長度，磷化膜重量增加，磷化效果更好。還可通過改變線材在捲筒上的纏繞圈數，來進一步提高磷化效率，滿足後期拉拔的提速要求。通過設置可分離裝置，線材運行至拉絲機後的生產由第一道拉絲機提供動力，實現節能效果。磷化裝置長度可小於2m，無酸洗裝置總長度則可小於28m，大大降低了無酸洗改造項目對廠房長度的要求，因而可以滿足大多數現有設備改造項目，也可以減小新建項目車間長度、降低廠房建設投資。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的磷化槽剖面圖。
圖中符號說明：
1.捲筒；2.金屬電極板；3.回水管；4.進水管；5.離心泵；6.儲液箱；7.盤線驅動裝置；8.電磁離合器；9.捲筒軸；10.磷化槽；11.槽孔；12.回液槽；13.線材；14.低壓大功率電源；15.導電裝置。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步描述。
如圖1和圖2所示，本發明設有磷化槽10、導電裝置15、盤線裝置和低壓大功率電源14，導電裝置15靠近磷化槽10的進線位置。磷化槽10內表面設有金屬電極板2，金屬電極板2通過電纜與低壓大功率電源14的正極連接，導電裝置15通過電纜與低壓大功率電源14的負極連接。導電裝置15設有導電壓輥，導電壓輥用於壓緊線材13。
盤線裝置包括捲筒1、盤線驅動裝置7，捲筒1設在磷化槽10內部，捲筒1表面設有絕緣材料工業陶瓷，該材料沿軸向鋪設，周向間距放置。捲筒1和盤線驅動裝置7通過捲筒軸9連接，捲筒軸9穿過磷化槽10的側壁。捲筒軸9與盤線驅動裝置7之間設有電磁離合器8。
接通電磁離合器8後，盤線驅動裝置7帶動捲筒軸9轉動，將線材13順序纏繞到捲筒1上，當線材13纏繞完成運行至第一道拉絲機時，將電磁離合器8分離，此後的生產過程由第一道拉絲機提供動力。
磷化槽10下方通過進水管4、回水管3連通有儲液箱6，進水管4上設有進水閥(圖中未示出)、離心泵5，進水閥設有調節閥，調節閥可調節磷化液流速。儲液箱6用於存放磷化液，在工作狀態時，打開進水閥，通過離心泵5將儲液箱6內的磷化液泵入磷化槽10，並且保證磷化液液面高於捲筒1最高點，以滿足線材13完全浸沒在磷化液中的要求。在這一過程中，磷化液也通過回水管3流回儲液箱6，即磷化液一直處於流動狀態。在非生產狀態時，關閉進水閥，磷化槽10內的磷化液可通過回水管3完全流回儲液箱6而無殘留。
在線材13進出磷化槽10的位置加工對應的槽孔11，並在槽孔11外設有回液槽12，將由槽孔11流出的磷化液收集導流回儲液箱6。
線材13在捲筒1上順序纏繞，不得有交錯、打結。纏繞圈數應視磷化效果和拉拔速度而定。
本實施例中捲筒1的直徑為1.1m，磷化裝置長度為2m，線材13磷化長度可達30m，線材13表面形成的磷化膜可達14g/m2。
本實施例磷化方法的具體步驟為：
步驟1，接通低壓大功率電源14；
步驟2，啟動離心泵5，儲液箱6中的磷化液通過進水管4進入磷化槽10並完全浸沒捲筒1，盤線驅動裝置7通過電磁離合器8、捲筒軸9帶動捲筒1轉動；
步驟3，磷化槽10內表面的金屬電極板2對磷化液進行加熱，為常溫磷化做準備；
步驟4，線材13在導電裝置15上導電壓輥的帶動下通過槽孔11進入磷化槽10，並在捲筒1上順序纏繞；
步驟5，線材13表面形成磷化膜，通過槽孔11離開磷化槽10；
步驟6，線材13運行至拉絲機，電磁離合器8分離，此後的生產過程由第一道拉絲機提供動力；
步驟7，生產完成後，磷化槽10裡磷化液通過回水管3完全流回儲液箱。
惟以上者，僅為本發明的具體實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，故其等同組件的置換，或依本發明專利保護範圍所作的等同變化與修改，皆應仍屬本發明權利要求書涵蓋之範疇。